ПЗ (Модернизация щебнеочистительной машины СЧ-601), страница 10

3.18.1 Расчет полезных мощностей исполнительных механизмов

Привод исполнительного механизма осуществляется двумя гидромоторами; во время холостого хода вращающей рукояти работает один гидромотор.

Полезная мощность определяется по формуле

(3.29)

где М – крутящий момент на роторе гидромотора, Нм;  – угловая скорость вращения ротора, с^-1

Для гидромотора:

В рабочем режиме (2 гидромотора):

В режиме холостого хода:

Рисунок 3.16 – Структурная схема гидросистемы

Приведение гидросистемы в действие осуществляется гидронасосом экскаватора, который подает рабочую жидкость трехпозиционным золотниковым распределителям. Два золотниковых распределителя выбираем, основываясь на том, что в системе каждый из механизмов может работать независимо друг от друга, т.е. по распределителю на мотор. Золотник имеет три положения, соответствующие операциям: вращение в рабочем режиме, нейтральное положение, вращение в режиме холостого хода.

Через дроссели регулируется скорость движения гидромотора.

Во избежание повышения давления в системе выше допустимого применяем предохранительные клапаны, которые автоматически контролируют давление, спуская излишнюю жидкость в бак.

Рисунок 3.17 – Принципиальная схема гидропривода

3.18.2 Особенности работы гидропривода

После включения насоса Н рабочая жидкость поступает в напорную магистраль.

В рабочем режиме работают два исполнительных механизма, включаются правые положения распределителей 1 и 2 и жидкость, проходя через обратные клапаны дросселей Др 2 и Др 4, заставляет вращаться роторы гидромоторов против часовой стрелки. Так как нагрузка в этот момент знакопеременная в сливной магистрали предусмотрены подпитывающие клапаны КО 1 и КО 2. Регулирование скорости вращения роторов осуществляется дросселями ДР 1 и Др 3. Далее жидкость, проходя через распределители РЗ 1 и РЗ 2, поступает в бак.

При работе в холостом режиме достаточно включить один гидромотор, для этого золотник распределителя перемещают влево и жидкость, проходя через обратный клапан дросселя Др 1, заставляет вращаться ротор гидромотора по часовой стрелке. Регулирование скорости вращения роторов осуществляется дросселями Др 2 и Др 4. Далее жидкость, проходя через распределитель РЗ 1, поступает в бак.

Клапаны КП 1…КП 4 служат для предотвращения перегрузок.

3.18.3 Выбор рабочей жидкости

В качестве рабочей жидкости для районов с умеренным климатом при работе в тяжелом режиме применяем масло гидравлическое МГЕ-46В летом, а ВМГЗ – зимой.

Гидравлическое масло МГЕ-46В предназначено для гидроприводов строительных и дорожных машин при отрицательных и положительных температурах.

Масло гидравлическое ВМГЗ (ТУ 38.101479-86) - маловязкая низкозастывающая минеральная основа, вырабатываемая посредством гидрокаталитического процесса, загущенная полиметакрилатной присадкой. Содержит присадки: противоизносную, антиокислительную, антипенную. Масло предназначено для систем гидропривода и гидроуправления строительных, дорожных, лесозаготовительных, подъемно-транспортных и других машин, работающих на открытом воздухе при температурах в рабочем объеме масла от -40 до +50 °С в зависимости от типа гидронасоса. Для северных регионов рекомендуется как всесезонное, а для средней географической зоны - как зимнее.

Масло МГЕ-46В (ТУ 38 001347-83) для гидрообъемных передач вырабатывают на базе индустриальных масел с антиокислительной, противоизносной, депрессорной и антипенной присадками. Масло обладает высокой стабильностью эксплуатационных (вязкостных, противоизносных, антиокислительных) свойств, не агрессивно по отношению к материалам, применяемым в гидроприводе. Предназначено для гидравлических систем сельскохозяйственной и другой техники, работающей при давлении до 35 МПа с кратковременным повышением до 42 МПа. Работоспособно в диапазоне температур от -10 до +80 °С. Ресурс работы в гидроприводах достигает 2500 ч.

Таблица 3.12 – Технические характеристики масел

3.18.4 Выбор рабочего давления

При выборе рабочего, давления в гидросистеме следует учитывать следующие факторы:

-увеличение давления, по сравнению с оптимальным, приводит к увеличению массы гидрооборудования;

-при завышении давления снижается срок службы оборудования, понижается надежность;

-превышение давления может вызвать вибрацию и повышение износа уплотнительных узлов, что приводит к удорожанию эксплуатации;

-во всех случаях увеличение давления в рациональных пределах приводит к уменьшению удельных затрат на изготовление гидропривода, увеличению технико-экономических показателей.

Номинальное давление в гидроприводе выбирается по ГОСТ 12445-80. Величина давления связана с типом насоса и назначением гидропривода на машине (для выполнения вспомогательных и установочных дви­жений или для привода рабочего оборудования). Напри­мер, в гидроприводах бульдозеров, скреперов, рыхлите­лей и т. д. обычно применяют шестеренные насосы с по­минальным давлением 10, 16 и 20 МПа, в гидроприводах экскаваторов, погрузчиков, автокранов – аксиально-пор­шневые насосы с поминальным давлением 16, 20, 25, 32 МПа [1].

Принимаем номинальное давление в гидроприводе 16 МПа, как в системе машины СЧ-601.

3.18.5 Расчет мощности и производительности насосов

Максимальная мощность привода равна

3.18.6 Выбор распределителей

Тип и марку распределителей выбирают по номинальному давлению, подаче насоса и количеству гидродвигателей.

Для Р_ном=25МПа и Q_h=296,25 л/мин принимаем трехпозиционный секционный, четырехлинейный блочный распределитель с электричёским управлением типа Р-32. Техническая характеристика данного распределителя приведена в таблице 3.

Таблица 3.14 – Техническая характеристика распределителя типа Р – 32.

3.18.7 Расчет трубопроводов

Под гидравлическим расчетом трубопроводов понимают определение внутреннего диаметра трубы на основе рекомендованных значений скорости потока жидкости.

Рекомендованные значения скорости потока жидкости:

а) для всасывающего трубопровода – 0,8...1 м/с;

б) для сливного трубопровода – 1,4...2 м/с;

в) для напорного трубопровода – 3,6...4, 5 м/с.

Внутренний диаметр трубы и площадь ее поперечного сечения находят из уравнения неразрывности потока жидкости:

(3.31)

где - скорость потока жидкости, м/c

, (3.32)

где S – площадь поперечного сечения трубопровода, м².

Для напорного трубопровода:

Принимаем =4,5 м/с,

В соответствии с ГОСТ 12447-80 принимаем d_в=40 мм.

Для сливного трубопровода:

Принимаем v=1,8 м/с

В соответствии с ГОСТ 12447-80 принимаем d_в=63 мм.

Уточняем действительные скорости потока жидкости по формуле:

(3.33)

где d – диаметр трубопровода, м

3.18.8 Выбор гидромотора

Определение параметров гидромотора

Рисунок 3.18 – Расчетная схема гидромотора

Рабочий объем гидромотора определим по формуле:

(3.34)

где М_м – крутящий момент на валу гидромотора, Н·м; р_н – рабочее давление гидромотора. Па; _гм – гидромеханический к.п.д. гидромотора, _гм= 0,93

Принимаем орбитально-роторный гидромотор OMV 315 (рисунок 3.19). Его техническая характеристика представлена в таблице 3.15.

Рисунок 3.19 – Гидромотор орбитально-роторный OMV 315

Таблица 3.15 – Технические характеристики гидромотора OMV 315

4 Технологическая часть

4.1 Описание конструкции и назначение детали

Шестерня предназначена для передачи крутящего момента от вала гидромотора к опорно-поворотному устройству вращающей рукояти. В конструкции привода предусмотрены 2 шестерни. Приведем ниже расчет режимов механической обработки одной из них. Для получения данной детали выбираем заготовку из круглого проката стали 40 Х.

Рисунок 4.1 – Схема нумерации поверхностей

Производство единичное. Основными рабочими поверхностями являются поверхности 1и 3, остальные не являются рабочими, а образуют форму детали.

Размеры, необходимые для изготовления шестерни представлены на рисунке 4.2.

Рисунок 4.2 – Размеры шестерни

4.2 Маршрутизация технологического процесса изготовления шестерни

Последовательность изготовления детали:

1. Резка проката – газокислородная;

2. Фрезерование поверхностей 2 (с двух сторон);

3. Черновое точение поверхностей 2;

4. Чистовое точение поверхностей 2;

5. Сверление отверстия 3;

8. Фрезерование шлицев 3;

9. Точение фасок 4, 5;

10. Фрезерование зубьев 1.

4.3 Расчет режимов обработки

4.3.1 Расчет режимов фрезерования

Исходные данные для расчета:

• станок – 6М82Г;

• глубина резания – 0,1 мм;

Расчет начинается с определения знаменателя геометрической прогрессии:

для ступеней подач

, (4.1)