123933 (Проектування гідроциліндра)
Описание файла
Документ из архива "Проектування гідроциліндра", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "промышленность, производство" из , которые можно найти в файловом архиве . Не смотря на прямую связь этого архива с , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "курсовые/домашние работы", в предмете "промышленность, производство" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "123933"
Текст из документа "123933"
Вихідні дані до роботи
За вибраним варіантом схеми гідропривода і вихідними даними, а також взятим значенням робочого тиску, визначити розміри гідроциліндра і підібрати розподільник, дросель, гідро клапан, фільтр. Розрахувати втрати тиску в магістралях привода. Вибрати насос. Розрахувати потужність і ККД гідропривода. Еквівалентну шорсткість гідроліній взяти =0,06 мм, а механічний ККД гідроциліндра - =0,90.
Вихідні данні: F=70 кН; Vn=3,6 ; р=16 МПа; масло: АМГ-10.
Рисунок 1 – Принципова схема гідропривода
Робоча рідина(масло) з бака (Б) подається насосом (Н) через розподільник (Р) у робочу порожнину гідроциліндра (Ц). Шток гідроциліндра навантажений силою F. Надлишок рідини, що нагнітається насосом, відводиться в бак (Б) через клапан переливний (КП). Для регулювання швидкості робочого органа встановлений дросель (ДР). Відпрацьована рідина з порожнини гідроциліндра через розподільник (Р) і фільтр (Ф) зливається в бак (Б).
1. Розрахунок довжини гідроліній
Довжину напірної лінії(м) визначаємо за формулою
, (1.1)
де N=5+8=13 – сума двох останніх цифр номера залікової книжки.
Визначаємо довжину напорної лінії
(м)
Довжина зливної лінії дорівнює
, (1.2)
Визначаємо довжину зливної лінії
(м)
Довжина всмоктувальної лінії
, (1.3)
Визначаємо довжину всмоктувальної лінії
(м)
2. Розрахунок і вибір параметрів гідроустаткування
2.1 Вибір робочої рідини
Вибір робочої рідини виконуємо залежно від температурних умов, режиму роботи гідропривода і його робочого тиску. Нормальна температура робочої рідини складає 50–60 . При такій температурі і тиску 2,5–10 МПа робочу рідину вибираємо за даними таблиці додатку А [1, с. 19].
Приймаємо робочу рідину: масло АМГ-10 з густиною ρ=850 , кінематичною в’язкістю ν= .
2.2 Вибір робочого тиску
Значення робочого тиску (МПа) вибираємо зряду нормативних, установлених ГОСТ 12445–80 даних [1, с. 8].
Для умов роботи заданого гідропривода приймаємо значення тиску Р=16 МПа.
2.3 Розрахунок розмірів гідроциліндра
Площу поршня гідроциліндра визначаємо за вибраним тиском і розрахунковим навантаженням із співвідношення
, (2.1)
де - ефективна площа поршня гідроциліндра, м2;
F – зусилля на штоку, Н;
P – робочий тиск, Па;
- механічний к.к.д. гідроциліндра;
- гідравлічний к.к.д. гідроапаратури.
Гідравлічний к.к.д. гідроапаратури визначає втрати тиску в трубопроводах і гідроапаратурі, що входить до складу привода. Приймаємо =0,85.
Площа поршня гідроциліндра дорівнює
(м2).
За отриманою ефективною площею поршня гідроциліндра визначаємо діаметр поршня за формулою
, (2.2)
де - відношення діаметра штока до діаметра поршня ( ).
При цьому вибираємо залежно від величини робочого тиску Р>10 МПа =0,8.
Отримаємо діаметр поршня
(м).
Одержане значення діаметра поршня округлюємо згідно
ГОСТ 12447–80 відповідно до ряду розмірів діаметрів. Приймаємо діаметр поршня 140 (мм).
Діаметр штока визначаємо за формулою
. (2.3)
Діаметр штока дорівнює
(м).
Округлюємо значення штока до нормативного [1, с. 10]: d=110 (мм).
За вибраними стандартними значеннями діаметрів поршня D і штока d уточнюємо ефективні площі напірної і зливної порожнин гідроциліндра.
Ефективну площу напірної порожнини гідроциліндра знаходимо за формулою
. (2.4)
Ефективна площа дорівнює
(м2).
Зливну площу напірної порожнини гідроциліндра знаходимо за формулою
. (2.5)
Зливна площя дорівнює
(м2).
2.4 Розрахунок необхідної витрати рідини
Необхідну витрату рідини QНОМ ( ), що надходить у гідроциліндр, знаходимо за формулою
, (2.6)
де V n – швидкість руху поршня, ;
Se – ефективна площа поршня гідроциліндра, м2;
Необхідна витрата рідини дорівнює
=21 .
Необхідна подача насоса буде дорівнювати
, (2.7)
де k=1,05–1,15;
Приймаємо k=1,1.
Одержимо значення необхідної подачі насоса
=23,1 .
Необхідну витрату рідини Qзл ( ), що виходить із зливної порожнини гідроциліндра, знаходять за формулою:
. (2.8)
Визначаємо витрати рідини зливої лінії
=55,2 .
2.5 Вибір гідророзподільника
Тип і марку гідророзподільника вибираємо за робочим тиском Р=16 МПа і максимальною витратою через розподільник Qр=55,2 . Вибираємо по [2, с. 78, табл. 4.4] гідророзподільник типу Р(Рн) 323 =55,2 , =0,01 МПа.
2.6 Вибір дроселя
Типорозмір дроселя вибираємо за робочим тиском Р=16 МПа і витратою через дросель QДР=21 . Вибираємо за [2, с. 146, табл. 5.13] дросель типу Г55–13А =21 , =0,2 МПа.
2.7 Вибір фільтра
Фільтр і його типорозмір вибираємо за витратою робочої рідини в гідролінії QЗЛ =QФ=55,2 і необхідною для даного гідропривода тонкістю фільтрації за [2, с. 296, табл 8.2] дорівнює 25 мкм. За [2, с. 300, табл. 8.6] вибираємо фільтр марки ФС =100 , =0,1 МПа.
3. Гідравлічний розрахунок системи привода
3.1 Гідравлічний розрахунок трубопроводів
Розрахунок трубопроводів виконується на ділянках і полягає у визначенні їх діаметрів. Діаметри трубопроводів визначають, виходячи із забезпечення допустимої швидкості течії VДОП, , що повинні бути в рекомендованих межах [1, с. 11].
Діаметри трубопроводів визначаємо за формулою
, (3.1)
де Q – витрата рідини на даній ділянці гідромережі, .
Для всмоктувальної гідролінії QВС=QН = 0,00039 .
=0,021 (м) =21 (мм).
Отримані діаметри округлюють до значення за ГОСТом 6540–68. Приймаємо dвс=20 мм.
Для напірної гідролінії QНАП=QНОМ =0,00035 .
=0,011 (м)=11 (мм).
Приймаємо =12 мм за ГОСТом 6540–68.
Для зливної гідролінії QЗЛ =0,00092 .
=0,026 (м)=26 (мм)
Приймаємо =25 мм за ГОСТом 6540–68.
Фактична швидкість при робочій подачі в всмоктувальній гідролінії визначається за формулою
. (3.2)
Визначаємо швидкість в всмоктувальній гідролінії
=1,2 .
Фактична швидкість у напірній гідролінії складає
. (3.3)
Визначаємо швидкість у напірній гідролінії
=3,1 .
Фактична швидкість у зливній гідролінії дорівнює
. (3.4)
Визначаємо швидкість у зливній гідролінії
=1,88 .
3.2 Визначення втрат тиску в гідросистемі
Втрати тиску визначають на всмоктувальній, напірній та зливній гідролініях. Величина втрат на кожній ділянці визначається за формулою:
, (3.5)
де РТР – втрати на тертя по довжині трубопроводу, МПа;
РМ – втрати в місцевих опорах, МПа;
- втрати гідроапаратах, МПа.
Втрати тиску РТР на тертя по довжині трубопроводу обчислюємо за формулою Дарсі-Вейсбаха
, (3.6)
де – коефіцієнт гідравлічного тертя по довжині;
– густина рідини, ;
l, d – довжина і діаметр трубопроводу, м;
Vф – середня швидкість течії рідини, .
Коефіцієнт гідравлічного тертя (коефіцієнт Дарсі) визначаємо, виходячи з режиму руху рідини і відносної шорсткості труби , де Е - еквівалентна шорсткість.
Режими руху рідини визначаємо за числом Рейнольда
, (3.7)
де – кінематичний коефіцієнт в’язкості, .
При числі Re ≤ Re кр=2320 – режим ламінарний, при Re 2320 – турбулентний.
Визначаємо втрати напору на тертя на кожній лінії:
-
визначаємо на всмоктувальній лінії
= 2400.
Оскільки – режим руху турбулентний.
-
визначаємо на напірній лінії
=3720.
Оскільки – режим руху турбулентний.
-
визначаємо на зливній лінії
=4700.
Оскільки – режим руху турбулентний.
Для турбулентного руху рідини на ділянці трубопроводу, коефіцієнт гідравлічного тертя визначають за формулою
. (3.8)
-
визначаємо на всмоктувальній лінії
.
-
визначаємо на напірній лінії
.
-
визначаємо на зливній лінії
.
За формулою (3.6) визначаємо витрати на тертя:
-
визначаємо на всмоктувальній лінії
=906 (Па).
-
визначаємо на напірній лінії
=38783 (Па).
-
визначаємо на зливній лінії
= 7740 (Па).
Сумарні втрати тиску на тертя находимо за формулою
РТР=Р +Р +Р , (3.9)
де Р – втрати тиску на тертя на всмоктувальній лінії;
Р – втрати тиску на тертя на напірній лінії;
Р – втрати тиску на тертя на зливній лінії.
Визначаємо сумарні втрати тиску на тертя
РТР=906+38783+7740= 47429 (Па).
Місцеві гідравлічні втрати РМ визначаємо за формулою Вейсбаха
(3.10)
де – сумарний коефіцієнт місцевого опору.
До місцевих опорів заданої схеми гідропривода відносять: раптове розширення потоку (вхід у циліндр), раптове звуження потоку (вихід з циліндра), плавні повороти гідроліній, штуцерні приєднання трубопроводів, трійники, а також втрати в гідроапаратах: розподільнику, дроселі та фільтрі.
Значення коефіцієнтів місцевих втрат визначаємо згідно [1, с. 20]:
ВХ=0,5 – вхід у трубу;
ВИХ=1 – вихід із труби;
ПОВ=0,14 – плавний поворот труби (для );
ШТ=0,6 – штуцерні приєднання трубопроводів;
ТР=1,0 – трійник.
Вирахуємо значення коефіцієнтів місцевих опорів на кожній з гідроліній:
-
всмоктувальна лінія
ВС=ВХ+ШТ.
Визначаємо