Министерство образования Российской Федерации

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

(СибАДИ)

Кафедра «Подъемно-транспортные, тяговые машины и гидропривод»

Курсовая работа

Расчет объемного гидропривода бульдозера

Вариант № 1.1

Выполнил: студент

гр. АП-03Т1 Вдовин

Проверил: Мурсеев И. М.

Омск-2007

Содержание

Введение

1. Исходные данные для расчета гидропривода возвратно-поступательного движения

2. Описание принципиальной гидравлической схемы

3. Расчет объемного гидропривода

3.1 Определение мощности гидропривода и насоса

3.2 Выбор насоса

3.3 Определение внутреннего диаметра гидролиний, скоростей движения жидкости

3.4 Выбор гидроаппаратуры, кондиционеров рабочей жидкости

3.5 Расчет потерь давления в гидролиниях

3.6 Расчет гидроцилиндров

3.7 Тепловой расчет гидропривода

Заключение

Список литературы

Введение

Под объемным гидроприводом понимают совокупность устройств, в число которых входит один или несколько объемных гидродвигателей, предназначенных для приведения в движение механизмов и машин с помощью рабочей жидкости под давлением.

Современный уровень развития строительного и дорожного машиностроения характеризуется широким применением объемного гидравлического привода. Широкое применение гидравлического привода объясняется целым рядом его преимуществ по сравнению с другими типами привода:

1. Высокая компактность при небольших массе и габаритных размерах гидрооборудования по сравнению с массой и габаритными размерами механических приводных устройств той же мощности, что объясняется отсутствием или применением в меньшем количестве таких элементов, как валы, шестеренные и цепные редукторы, муфты, тормоза, канаты и др.

2. Возможность реализации больших передаточных чисел. В объемном гидроприводе с использованием высокомоментных гидромоторов передаточное число может достигать 2000.

3. Небольшая инерционность, обеспечивающая хорошие динамические свойства привода. Это позволяет уменьшить продолжительность рабочего цикла и повысить производительность машины, так как включение и реверсирование рабочих органов осуществляются за доли секунды.

4. Бесступенчатое регулирование скорости движения, позволяющее повысить коэффициент использования приводного двигателя, упростить автоматизацию привода и улучшить условия работы машиниста.

5. Удобство и простота управления, которые обусловливают небольшую затрату энергии машинистом и создают условия для автоматизации не только отдельных операций, но и всего технологического процесса, выполняемого машиной.

6. Независимое расположение сборочных единиц привода, позволяющее наиболее целесообразно разместить их на машине. Насос обычно устанавливают у приводного двигателя, гидродвигатели – непосредственно у исполнительных механизмов, элементы управления – у пульта машиниста, исполнительные гидроаппараты – в наиболее удобном по условиям компоновки месте.

7. Надежное предохранение от перегрузок приводного двигателя, системы привода, металлоконструкций и рабочих органов благодаря установке предохранительных и переливных гидроклапанов.

8. Простота взаимного преобразования вращательного и поступательного движений в системах насос – гидромотор и насос – гидроцилиндр.

9. Применение унифицированных сборочных единиц (насосов, гидромоторов, гидроцилиндров, гидроклапанов, гидрораспределителей, фильтров, соединений трубопроводов и др.), позволяющее снизить себестоимость привода, облегчить его эксплуатацию и ремонт, а также упростить и сократить процесс конструирования машин.

Большинство СДМ – бульдозеры и рыхлители, фронтальные погрузчики и лесопогрузчики, скреперы, автогрейдеры и грейдер-элеваторы, одноковшовые универсальные и многоковшовые траншейные экскаваторы, самоходные краны, дорожные катки, бетоноукладчики, асфальтоукладчики – имеют гидравлический привод рабочих органов.

1. Исходные данные для расчета гидропривода возвратно-поступательного движения

2. Описание принципиальной гидравлической схемы

На рисунке 1 изображена принципиальная гидравлическая схема подъема (опускания) отвала бульдозера.

Рисунок 1 Принципиальная гидравлическая схема подъема (опускания) отвала бульдозера

В схему входят: Б – гидробак, Т –термометр, Н – насос, Ф – фильтр, КП1 и КП2 – гидроклапаны предохранительные, КО1 и КО2 – гидроклапан обратный, МН1 и МН2 - манометры , Ц1 и Ц2 – гидроцилиндр, Р – гидрораспределитель, ДР – гидродроссель .

Принцип действия гидропривода заключается в следующем.

Из гидробака Б рабочая жидкость подается насосом Н в напорную секцию распределителя Р. Четырехпозиционный золотник направляет поток жидкости в гидроцилиндры Ц1 и Ц2 подъема и опускания отвала бульдозера.

В штоковой гидролинии гидроцилиндров подъема и опускания отвала бульдозера установлен дроссель ДР с обратным клапаном КО1, который обеспечивает сплошность потока жидкости и замедление скорости опускания отвала.

При перемещении золотника распределителя вниз по схеме начинают заполняться штоковые полости гидроцилиндров Ц1и Ц2 .

При перемещении золотника распределителя вверх по схеме начинают заполняться поршневые полости гидроцилиндров Ц1и Ц2 .

Таким образом осуществляется подъем и опускание отвала бульдозера.

Температура рабочей жидкости измеряется датчиком температуры Т, а давления в сливной и напорной магистралях - манометрами МН1 и МН2. Очистка рабочей жидкости от механических примесей производится фильтром Ф с переливным клапаном КП2.

3. Расчет объемного гидропривода

3.1 Определение мощности гидропривода и насоса

Полезную мощность гидродвигателя возвратно-поступательного действия (гидроцилиндра) N_гдв , кВт, определяют по формуле:

N_гдв=F ·V, (1)

где F – усилие на штоке, кН;

V – скорость движения штока, м/с.

N_гдв =100·0,3=30 кВт

Полезную мощность насоса N_нп , кВт, определяют по формуле:

N_нп= k_зу ·k_зс ·N_гдв , (2)

где k_зу – коэффициент запаса по усилию, учитывающий гидравлические потери давления в местных сопротивлениях и по длине гидролиний, а также потери мощности на преодоление инерционных сил, сил механического трения в подвижных сопротивлениях (1,1…1,2);

k_зс – коэффициент запаса по скорости, учитывающий утечки рабочей жидкости, уменьшение подачи насоса с увеличением давления в гидросистеме (1,1…1,3).

N_нп=1,1·1,1·30=36,3 кВт

3.2 Выбор насоса

Подача насоса Q_н , дм³/с, определяют по формуле:

Q_н = N_нп/ р_ном , (3)

где р_ном – номинальное давление, МПа.

Q_н = 36,3/6,3=5,76 дм³/с

Рабочий объем насоса q_н , дм³/об, определяют по формуле:

q_н = N_нп/( р_ном·n_н) , (4)

где n_н – частота вращения вала насоса, с^-1 (n_н = 1500 об/мин = 25 с^-1).

q_н =36,3/(6,3·25)=0,23 дм³/об

Выбираем насос НШ-250-3 по подходящим параметрам р_ном и q_н .

По технической характеристике выбранного насоса (Таблица 1) производим уточнение действительной подачи насоса Q_нд , дм³/с, по формуле:

Q_нд = q_нд ·n_нд ·ŋ_об, (5)

где q_нд – действительный рабочий объем насоса, дм³/об;

n_нд – действительная частота вращения насоса, с^-1;

ŋ_об – объемный КПД насоса.

Q_нд = 0,25·25·0,94 = 5,88 дм³/c

Таблица 1

3.3 Определение внутреннего диаметра гидролиний, скоростей движения жидкости

Зададимся скоростями движения жидкости /4/.

Для всасывающей гидролинии примем V_вс = 1,2 м/с.

Для сливной гидролинии примем V_сл = 2 м/с.

Для напорной гидролинии примем V_нап = 6,2 м/с.

Расчетное значение диаметра гидролинии d_p , м, определяется по формуле:

(6)

Для всасывающей гидролинии:

По расчетному значению внутреннего диаметра гидролинии d_{p вс} = 79мм производим выбор трубопровода по ГОСТ 8734-75, при этом действительное значение диаметра всасывающего трубопровода d_вс= 80 мм.

Значение толщины стенки трубопровода примем 4 мм.

Для сливной гидролинии:

По расчетному значению внутреннего диаметра гидролинии d_{p сл} = 61 мм производим выбор трубопровода по ГОСТ 8734-75, при этом действительное значение диаметра сливного трубопровода d_сл=64 мм.

Значение толщины стенки трубопровода примем 4 мм.

Для напорной гидролинии:

По расчетному значению внутреннего диаметра гидролинии d_{p нап} = 35 мм производим выбор трубопровода по ГОСТ 8734-75, при этом действительное значение диаметра напорного трубопровода d_нап=40 мм.

Значение толщины стенки трубопровода примем 4 мм.

Действительная скорость движения жидкости V_жд , м/с, определяется по формуле:

(7)

Для всасывающей гидролинии: