Курсовая (Учебно-методическое пособие по выполнению курсовой работы по дисциплинам «Гидро- и пневмопривод», «Гидропневмопривод горных машин», «Гидропневмопривод»), страница 3

Привыборе насоса необходимо стремиться использовать наиболее простые и дешевые шестеренные насосы или пластинчатые, особенно при дроссельномрегулировании гидроцилиндра. При машинном регулировании гидроприводачаще используют регулируемые радиально- и аксиально-поршневые насосы.Для принятого типа насоса рекомендуется рабочая жидкость и ее заменители [5]. В качестве рабочей жидкости в большинстве гидросистем используют минеральные масла различных марок.

Устанавливаются основные параметры, характеризующие жидкость, как рабочую среду гидросистемы: динамическая и кинематическая вязкости, плотность.4.5. Выбор направляющей аппаратурыДля управления работой гидродвигателей устанавливаются распределители потоков жидкости. Схема распределителя определяется условиямиработы гидродвигателей. Расход жидкости распределителя должен бытьблизким к подаче насоса, а рабочее давление распределителя должно превышать давление жидкости в гидросистеме привода.Потери энергии в распределителе при его работе в большинстве случаев приводятся в справочной литературе [5, 7]. Их можно также определить поформулам расчета потерь энергии на местных гидравлических сопротивлениях.4.6. Выбор регулирующей аппаратурыС целью предохранения гидравлической системы от недопустимыхдавлений и всей конструкции машины от перегрузок параллельно напорнойгидролинии устанавливают предохранительный клапан.17Клапан предохранительный выбирается по расходу жидкости и рабочему давлению [5, 7].

Эти параметры клапана должны быть не меньше заданных.В реверсивных гидросистемах необходимо устанавливать два одинаковых предохранительных клапана встречно между напорной и сливной гидролиниями в случае замкнутой системы. Если в напорной магистрали установлен фильтр, то предохранительный клапан устанавливается на ответвлениигидролинии между насосом и фильтром с целью исключения перегрузкинасоса в случае засорения фильтра. Предпочтительно использование двухступенчатых клапанов, обеспечивающих стабильность давления при изменении расхода жидкости в широком диапазоне.Требуемую скорость выходного звена в приводах с нерегулируемымигидромашинами можно получить установкой в схему дросселя или регулятора потока.Дроссель во всех случаях должен быть регулируемым.Наилучшими характеристиками обладают дроссели с меньшим отношением периметра сечения канала для прохода жидкости к площади этогосечения и с наиболее короткими каналами.

Такие дроссели менее подвержены засорению и явлению облитерации.Правила выбора дросселя обусловлены схемой его установки в гидросистеме. Требуемый расход жидкости дросселем Qд определится при установке дросселя в напорной гидролинии, а также в сливной гидролинии, когдагидродвигатель-цилиндр с двухсторонним штоком или гидромоторQд = Qт,(10)при установке дросселя в сливной гидролинии, когда гидроцилиндр содносторонним штоком и слив из штоковой полостиF Q др  Q т  1  ш  , F пр (11)при установке дросселя параллельно гидродвигателюQдр = Qн,(12)при установке дросселя в сливной гидролинии, когда слив происходитиз поршневой полостиQдр = Fп  .(13)По известному расходу жидкости через дроссель определяем площадьрасходного окна дросселя fдр в м2Q дрf др ,(14)р др  U др  2 где  - коэффициент расхода дросселя,  = 0, 62;Uдр - параметр регулирования дросселя, Uдр = 1; - плотность рабочей жидкости, кг/м3;18р др - перепад давления в дросселе, Па.Перепад давления в дросселе принимается при последовательной установке дросселяRр др  рр ,Fпркогда дроссель на сливеFпрр др  р рFпдпри параллельной установке дросселя р др = рр.По полученным значениям площади расходного окна fдр и номинальному давлению жидкости насоса рн по таблице 4 выбирается дроссель.Не всегда удается выбрать дроссель с требуемым значением величинырасходного окна.Получить достаточно близкое значение площади расходного окнадросселя требуемому можно путем установки нескольких дросселей параллельно, когда расходное окно будет состоять из суммы площадей расходныхокон отдельных дросселей (fтр = fдр).В случае, когда требуемая площадь расходного окна оказывается оченьмаленькой и не удается подобрать дроссель, на заданные параметры проектируют новый дроссель.

Для этой цели используют канавочный дроссель (см.рис. 1).Для обеспечения равномерной скорости движения выходного звенагидропривода независимо от внешней нагрузки и для регулирования величины этой скорости используются дроссели с регулятором.blЧисло канавок z = l4b  2ммl=2dкdк - диаметр подводящего каналаdкРис. 1.

Схема дросселя4.7. Выбор фильтраВыбор фильтра осуществляется в зависимости от необходимой тонкости фильтрации, которая указывается в характеристиках гидравлических ма-19шин. Обязательно устанавливается фильтр тонкой очистки на входе в аксиально-поршневой насос с торцевым распределением жидкости.В гидроприводах с замкнутой циркуляцией жидкости фильтр устанавливают в напорной магистрали подпиточного насоса.

Такой насос ставится всхему для компенсации утечек жидкости.В отдельных случаях паспортные данные насосов не содержат указаний о качестве фильтрации жидкости (о максимально допустимом размеречастиц примесей в жидкости). Размеры частиц можно принимать следующими: для шестеренных гидромашин - 0,1 мм; для пластинчатых - 0,04 мм; дляпоршневых - 0,02 мм. Технические характеристики и параметры фильтровприведены в 5, 8].Таблица 4Характеристика регулируемых дросселейПараметрыТип дросселяДо-16/20Др-16До-20/20Др-20До-25/20Др-25До-32/20Др-32До-40/20До-50/20Г77-34Г77-33ДР-12Г77-32ДР-10Г77-32АГ77-31Г77-11Г77-31АГ77-31БГ77-31ВГ77-14Номин.давление рдр,МПа2032203220322032202012,512,53212,53212,512,5512,512,512,55Номин.расход Qдр,л/мин4040636310010016016025040070352518161288531,57020Площадь расходного окнаfдр, мм2  1020,3900,3900,4580,4580,7390,7301,1661,1661,8212,9100,5110,3020,2440,1760,1560,1280,0850,0780,0630,0380,01470,579ПотеридавленияPдр , МПа0,20,20,20,20,20,30,20,30,40,40,20,20,20,20,20,20,20,20,20,20,20,35.

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВГидравлический расчет трубопроводов сводится к определению ихгеометрических параметров (длины трубопровода, внутреннего диаметра),потерь энергии на трение при движении жидкости по трубопроводам и потерь на местных гидравлических сопротивлениях.Соединение гидроаппаратов производится стальными бесшовнымитрубами.

При наличии взаимных перемещений гидроаппаратов для этих целей используются резиново-металлические рукава высокого давления. В зависимости от величины давления и расхода жидкости выбираются размерытрубопровода. Максимальное значение величины давления в гидросистемеравно давлению жидкости на выходе из насоса Рн. Максимально возможныйрасход жидкости в любой напорной гидромагистрали системы равен подаченасоса. В сливной гидролинии он может быть больше подачи насоса в случаеобъединения нескольких потоков или когда жидкость сливается из поршневой полости гидроцилиндра с односторонним штоком. В последнем случаемаксимальный расход определится:Q max  Q н Fп,Fп  Fш(15)где Fп - площадь поршня, м2 ;Fш - площадь штока, м2 ;Qн - подача насоса, м3/с.Расход жидкости трубопроводом взаимосвязан с внутренним его диаметром и скоростью движения жидкости. Рекомендуемые средние скороститечения жидкости приведены в таблице 5.Таблица 5Скорости потока в трубопроводах горных машинТип трубопроводаСкорость, м/сНагнетательные трубопроводы (сливные замкнутых систем)Сливные трубопроводы разомкнутых системВсасывающие трубопроводы3-52-30,5-1,5Для предварительных расчетов можно воспользоваться аналитическими зависимостями скорости от давления в гидролинии.

Для напорных исливных трубопроводовV = 2 + 0,3  р, м/с(16)где р - давление жидкости в трубопроводе, МПа.При выборе скорости нужно помнить, что повышение скорости приводит к увеличению потерь энергии в системе, а снижение - к возрастанию раз21меров и массы трубопроводов и гидроаппаратов. Ограничение скорости вовсасывающих гидролиниях преследует цель обеспечить безкавитационныйрежим течения жидкости.Внутренний диаметр трубопровода определитсяd в  1,13 Q max,мVж(17)Полученные значения диаметров трубопроводов округляются до ближайшего большего стандартного значения [5, 6].Длины участков трубопроводов, связывающих отдельные гидроаппараты схемы, зависят от размеров горной машины и взаимного расположенияаппаратов. Они задаются студентом самостоятельно с учетом ориентировочного размещения гидромашин и гидроаппаратов на горной машине.Для рекомендованных в табл.

5 скоростей течения жидкости можнопринимать следующие максимальные значения длин трубопроводов;всасывающего Lвс = 10dвс (но не более 0,5 м);напорного (от насоса до распределителя) Lи = 50dн;напорного (от распределителя да гидродвигателя) Lн = 100dн;напорного (для системы с замкнутой циркуляцией) Lн = l50dн;сливного Lсл = 50dсл.Потери давления (гидравлические потери) складываются из потерьдавления на преодоление сопротивления трубопроводов Pтр и местных сопротивлений рм.c (гидроаппаратов, присоединений, изгибов трубопроводов)(18)р  р тр  р м.с .Для расчета потерь энергии расчетную гидросхему привода разбиваютна участки, отличающиеся друг от друга расходом жидкости, диаметром трубопровода, наличием местных сопротивлений. Расчет потерь энергии производится отдельно для всасывающей, нагнетательной и сливной гидролиний.Потери давления по длине трубопровода на каждом участке определяются по формулеL V2р тр      , Па(19)d 2где L - длина участка трубопровода со скоростью жидкости VЖ,.М/C;d - внутренний диаметр трубопровода, м; - плотность жидкости, кг/м3; - коэффициент сопротивления рассматриваемого участка трубопровода.Коэффициент сопротивления  определяется либо по графику [5], либопо формулам.При использовании металлических труб, подвергающихся вибрациям исотрясениям при ламинарном режиме (Re<316) применяется следующаяформула2275.Re(20)При тех же условиях, но при Re=3163000.

применяется формула:где Re - число РейнольдсаRc 10Re0 , 65,(21)Vж  dQ, 1,27VdV(22)где V - кинематическая вязкость жидкости, м2/с.При других значениях чисел Рейнольдса необходимо использоватьдругие формулы [5]. Для достижения, меньших потерь давления необходимодобиваться ламинарного режима течения жидкости.Для оценки режима течения жидкости пользуются критическим значением числа Рейнольдса, выше которого режим течения можно считать турбулентным, а ниже - ламинарным.Ориентировочные критические числа Re.кр для разных местных сопротивлений:круглая гладкая трубарезиновый рукавметаллический рукавконцентрическая гладкая щельконцентрическая щель с выточкаминеконцентрическая щель с выточкамикран, вентильсетчатый фильтрокна цилиндрических золотниковплоский и выпуклый клапаны2100-230016001800-20001100700400550-75040026020-100Потери давления на местном сопротивлении р м.с в Па определяютсяпо формулер м.сV2 .2(23)где  - коэффициент местного сопротивления;V - средняя скорость жидкости на местном сопротивлении, м/с.Коэффициенты  определяются по таблицам [5].Кроме того, значение  можно принимать: для штуцеров, присоединяющих трубы к агрегатам, и переходников, соединяющих отрезки труб  =0,100,15; для вентилей, ось прохода которых меняет свое направление подпрямым углом  = 23; если ось прохода не меняет направления  = 0,5...1,0;для распределительных золотников в зависимости от количества поворотовжидкости  =2...4; для клапанов различного назначения  = 2,510; для кранов  = 5,0.23Средние значения коэффициентов наиболее распространенных местных сопротивлений приведены в таблице 6.Для стандартной гидроаппаратуры потери давления приводятся в еетехнической характеристике.