Расчет объемного гидропривода

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ 

   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Кафедра «Гидравлика» 
 

Курсовая  расчетно-графическая работа по курсу

«Механика жидкости и газа»: 

Расчет  объемного гидропривода 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

            Выполнил: студент гр.110618

                                                                                                        Пашкевич И.В.

Проверил: д.т.н. Качанов И.В. 
 
 
 
 
 
 
 
 

Минск-2010

Содержание: 
 
 

1.Общие сведения (введение)                                                                            3   

2.Исходные данные                                                                                             4   3.Определение основных размеров силового гидроцилиндра                       5

4.Гидравлический расчет  трубопроводной системы                                       6

5.Определение основных  размеров шестеренного насоса                           12                                                                                        6. Определение мощности насоса, гидродвигателя и КПД   гидропривода  13

7.Приложение1   (Построение графиков Pсл=f(V); Pпод=f(V);Hдр=f(V).)          14

8.Подбор гидроаппаратуры                                                                                  16

8.Заключение                                                                                                        17

9. Литература                                                                                                        18

10.Приложение 2                                                                                    

11.Приложение 3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                    

   

1. Общие сведения (введение). 

    Объемный гидропривод служит для передачи и преобразования механической энергии посредствам объемныхгидромашин. В состав гидропривода обычно входят: насос, гидродвигатель, регулировочная и предохранительная аппаратура, вспомогательные устройства (трубопроводы, фильтры и т.д.).

    Примерная схема объемного гидропривода поступательного движения с дросселем на входе показана на приложении 2.

    При составлении схемы гидропривода следует использовать условные обозначения по ЕСКД (ГОСТ 2.780-68, 2.781-68, 2.782-68 и 2.784-70). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Исходные данные по расчету объемного гидродвигателя: 

     Данные  по гидродвигателю: 

Полезное усилие на штоке одного цилиндра- 45 КН;

Число цилиндров- 2;

Длина хода поршня -0,4 м;

Число двойных ход/мин – n=20;

Гидроцилиндр- с односторонним  штоком;

Общая длинна трубопроводной системы- 24 м;

Рабочая жидкость и  ее свойства:

Марка масла Инд.30;

Плотность =920 кг/ ;

Кинематическая вязкость ν=29-33 сСт;

Тип насоса: шестеренный;

Частота вращения n=890 об/мин;

Регулирование: дроссель на выход. 

     3. Определение основных размеров силового гидроцилиндра 
 

Назначаем давление в  силовом гидроцилиндре в зависимости от величины усилия Р, прикладываемого к штоку одного цилиндра, согласно табл. 1

     Таблица 1 Таблица соотношения P,кH и,MПа

                                                                                                                  Таблица 1.

      

В нашем случае  р=5,0 МПа.

Задаем отношение в пределах, указанных в табл.2 

     Таблица 2 соотношения P,кH и /

                                                                                                                 Таблица 2. 

 

Принимаем =0,5.

Задаем значение механического КПД гидравлического цилиндра в пределах =0,85 + 0,95 и определяем диаметр цилиндра и штока d_ш для цилиндра с односторонним штоком по формуле:

                          

Задаем  =0,85 и получаем при =0,5

                 

 и 

Диаметры гидроцилиндра и штока затем округляем до одного из ближайших стандартных размеров и получаем: 

 

 
 

4. Гидравлический расчет трубопроводной системы. 

В первую очередь определяем скорости движения жидкости на участках от насоса до гидроцилиндра (в подводящей магистрали) и от гидроцилиндра до бака (в сливной магистрали).

Для этого по заданному  числу двойных ходов в минуту определяем среднюю скорость движения поршня по формуле

                                                                                                                 (1)      

Где  L - ход поршня;

        n - число двойных ходов в минуту.

     

  м/с

В гидроцилиндре с двусторонним штоком средняя скорость поршня = = Следовательно = =0.26 м/с.Выберем произвольно 5 скоростей от 0 до 0,26 м/с, для построение графиков, возьмем следующие значения : 0,05;0,1; 0,15;0,2;0,23;0,25.

                  

Можно найти расход рабочей жидкости, определяемый по формул

                                               

                                                    (2)

где - объемный КПД гидроцилиндра, равный 0,98÷1,00.

Задаем  =0,99 и получаем

 л/с;

Диаметр трубопровода (d_r), определяется по величине расхода из зависимости (3):

                                         

                                                                (3)

где V - скорость движения жидкости в трубопроводе, которую в зависимости от величины давления в гидроцилиндре P можно принимать по табл. 3 

                                                   

                      Таблица 3 соотношения p,МПа и V,м/с

                                                                                                                     Таблица3 

 

Принимаем V=3,0 м/с , выражаем из (3)

Подставляем наши значения и получаем                                     м=41мм.

Определяем толщину стенки трубопровода (δ) из условия прочности на разрыв от воздействия давления в гидроцилиндре по формуле(4)

                                                ,                                                                    (4)             

где [ ] -  допускаемое напряжение на разрыв, равное 140 МПа

=0,7мм

с учетом запаса на ржавление  трубы (0,4…0,7мм)

мм

наружный диаметр  трубы: 

мм 
 

Наружные диаметры и толщины стенок наиболее употребительных  стальных труб по ГОСТ 8732-70 и ГОСТ 8734-75 приведены в табл.4

Таблица 4 толщин стенок и диаметров труб

                                                                                                                             Таблица 4 

 

По ГОСТу 8734-75 подбираем δ=0,7+0.7=1.4мм и d_T=41мм.

Тогда внутренний и  наружный диаметры соответственно равны:

 

     

Теперь следует уточнить скорость движения жидкости в подводящей и сливной магистралях по формуле (3):

= 2,9 м/с.

Потеря давления (напора) подсчитывается отдельно для участка от насоса до гидроцилиндра и отдельно для участка от гидроцилиндра до бака.

Для схемы с дросселем  на выходе потеря давления на сливном участке трубопровода (Δр_сл ) определяется по формуле