Составление таблицы действительных характеристик
Кафедра «Теплогазоснабжения»
КУРСОВАЯ РАБОТА
Проектирование гидропривода подъема стрелы стрелового крана
РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Выполнил студент гр.031с2
Айкин Р.Н.
Принял: Мельков В.И.
Томск – 2012
Содержание:
- Исходные данные для проектирования……………………………….3стр
- Описания работы стрелового крана…………………………………..3стр
- Расчетная схема……………………………………………………….. 6стр
- Выбор рабочей жидкости………………………………………………7стр
- Определения мощности гидропривода и подачи насоса…………….7стр
- Расчет гидролиний……………………………………………………...8стр
- Подбор гидравлического оборудования ……………………………..9стр
- Расчет потерь давления в гидросистеме……………………………12стр
- Выбор гидродвигателя ………………………………………………14стр
- Составления таблицы действительных характеристик ……………15стр
· Построение статической характеристики работы гидропривода….16стр
- Список использованной литературы………………………...………17стр
Исходные данные для проектирования гидропривода
Кран. Подъем стрелы.
Нагрузка М=130 Нм ; T=130 кН
Скорость V=22 см/c ; n=22 c-1
Температура окружающей среды t=-60 0C
Протяженность линий:
Lвс=1,3м
Lнап=3.5м
Lисп=5.5м
Lслив=4,6м
Задача состоит в том что, чтобы составить гидравлическую схему, рассчитать привод, подобрать насос, гидродвигатель, систему управления, защиты и вспомогательные органы такими, при которых спроектированный гидропривод имел бы выходные параметры, максимально приближены к заданным.
Описания работы стрелового крана
Стреловой кран грузоподъёмностью от 4 до 16т предназначен для погрузо-разгрузочных и монтажных работ в строительстве и промышленности и монтируется на серийных автомобилях или специальном шасси.
Гидропривод стреловых кранов осуществляет привод грузовой лебедки, подъем и опускания стрелы, выдвижения телескопической части стрелы, вращения поворотной платформы, установка выносных опор и блокировку рессор для повышения устойчивости крана.
Насос 2, в зависимости от положения трехлинейного двухпозиционного гидрораспределителя 4,нагнетает рабочую жидкость из гибробака1 в пятизолотниковый секционный гидрораспределитель 9. Гидрораспределитель 5 управляет движениями гидроцилиндров 8 блокировки рессор.
Для фиксации положения гидроцилиндров 7 и 8 на магистралях их поршневых полостей установлены гидрозамки 6. Раздельное управление каждой выносной опорой позволяет точно выставлять кран в горизонтальной плоскости для устойчивости его работе.
После установки выносных опор и блокировки рессор гидрораспределитель 4 переключают в положение, при которой поток от насоса 2 поступает в гидрораспределитель 9.
Первый золотник гидрораспределителя 9 управляет гидроцилиндром 10 подъёма и опускания стрелы. Для надежной фиксации стрелы в определённом положении и исключение её падения , в случае обрыва трубопроводов, к гидроцилиндру 10 на гидролинии поршневой полости, при помощи фланцев, закреплен гидрозамок 6. Для плавного опускания стрелы установлен тормозной клапан 11, который переключает сливную гидролинию гидроцилиндра 10 при ускоренном опускании стрелы и уменьшении давления в напорной магистрали этого же гидроцилиндра.
Второй золотник гидрораспределителя 9 управляет гидромотором поворота 13 и имеет дополнительный трехпозиционный золотник, перемещающийся вместе с основным, который управляет гидроцилиндром 14. В нейтральной положении золотника поршневая полость гидроцилиндра 14 соединена со сливом, замыкание тормоза происходит под действием пружины. Во включенных положениях золотника поршневая полость гидроцилиндра 14, через включенный двухпозиционный гидрораспределитель 18 с электроуправлением, соединяется с напорной гидролинией, и механизм поворота растормаживается. Для плавного начала и окончания поворота между гидролиниями гидромотора 13 установлен блок переливных клапанов, которые закреплены фланцами к гидрораспределителю.
Включением третьего золотника гидрораспределителя 9 поток от насоса 2 направляется в гидрораспределитель 15, к которому подводится поток и от второго насоса 25. Гидрораспределитель 15 управляет движениями гидромотора 16 и гидроцилиндра 17 выдвижения телескопической части стрелы.
Золотник управления гидромотором лебедки так же, как и золотник гидромотора поворота, одновременно управляет гидроцилиндром 14 тормоза лебедки.
Для включения ускоренного опускания груза на соответствующей гидролинии поршневой полости гидроцилиндра 17 установлены гидрозамок 6 и тормозной клапан 11. Между золотниковыми секциями гидрораспределителя 15 установлена промежуточная секция с обратным клапаном, предназначенная для получения последовательного соединения и одновременной работы исполнительных органов кранов, управляемых этим распределителем.
Наличие в схеме двух насосов позволяет одновременно и независимо осуществлять движения стрелы и грузовой лебедки, стрелы и телескопа, поворота и телескопа. Все золотники гидрораспределителей 3,9 и 16 позволяют регулировать скорость движения исполнительных органов дросселированием потока, перемещением золотников. Указанные совмещения и регулирование их скорости облегчают управление кранов.
Во все гидрораспределители встроены предохранительный клапаны, которые в гидрораспределителях 9 и 15 имеют дистанционное управление двухпозиционными гидрораспределителями 18 с электроуправлениями. Эти гидрораспределители 18 включаются, соединяют напорную гидролинию со сливной и останавливают все движение исполнительных органов при срабатывании ограничителей грузоподъемности и максимальной высоты подъема груза. При этом со сливом соединяется и гидроцилиндры тормозов 14, в результате чего происходит торможение механизмов поворота и грузовой лебёдки.
В аварийной ситуации, когда вышли из строя проводной двигатель или насосы 1 и 25, может потребоваться произвести некоторое движения исполнительных органов, например опускать груз или стрелу либо повернуть платформу. Для этой цели установлен ручной насос 26, который при открытых вентилях 20 создает в гидросистеме давление, необходимое для открытия гидрозамков 6.
Для аварийного поворота платформы и опускания груза открывают вентили 12, установленные между полостями гидромоторов 13 и 16.
Для очистки рабочей жидкости на сливной магистрали установлен фильтр 24 с переливным клапаном. Рабочая жидкость заправляется в гидросистему насосом 21 через заправочный фильтр 23. В гидросистеме установлены манометры 3 и 19 и термометр 22 [3,стр 24-29]
Выбор рабочей жидкости:
По [Рис. П. 4.1, с23] выбираем рабочую жидкость ВМГЗ, так как она в моём случае наиболее подходящая.
Техническая характеристика:
Плотность при 200С = 865(кг/м3)
Вязкость при 500С =10(сСт)
Температура застывания =-600С
Температура вспышки =1350С
ГОСТ, ТУ 38 101479-74
Температура окружающей среды t=-30 0c
Температура рабочей среды t=10 0c
Вязкость при температура рабочей среды ν10=40сСт
Определение мощности гидропривода и подачи насоса
Мощность гидродвигателя проектируемого привода определяется по заданной нагрузке и скорости движения. Так как у меня привод возвратно — поступательного движения :
Nц=V∙T=130000∙22∙10-2=28,6(кВт)
Мощность насоса находиться по мощности гидродвигателя с учётом потерь энергии в гидроприводе:
Nн=К∙Nц=1,25∙28,6=35,75(кВт)
где К – коэффициент запаса, учитывающий потери энергии в гидроприводе. Для гидроприводов, работающих в тяжелых режимах К=1,2…1,25. [П.1,с21] 6
По мощности выбираем из справочной литературы марку выпускаемого промышленностью насоса [прил. 5.1, с 26].
Марка насоса 207.25
Техническая характеристика:
Рабочий объём = 107(см3/об)
Номинальное давление с бронзовым блоком цилиндров= 16(МПа)
Максимальное давление = 25(мПа)
Частота вращения номинальная nH=25(с-1)
Частота вращения максимальная =42,7(с-1)
Номинальная подача при αmax= 2.06(дм3/с)
Мощность потребляемого насоса =36,9(кВт)
Объёмный КПД =0.97
Гидромеханический КПД =0,932
Полный КПД =0,908
Масса = 75(кг)
Подача насоса рассчитывается как:
Qн=Nн/Р=35,75/16=2,076(дм3/с)
где Р– рабочее давление насоса, определяется по прототипу машины или по параметрическому ряду [прил. 2, с 21].
Действительная подача регулируемого насоса равна расчетной подаче .
Расчёт гидролиний
Гидролинии бывают всасывающими, напорными, исполнительными и сливными. Они могут выполняться из труб или резинометаллических шлангов.
Расчётный внутренний диаметр каждой из линий находиться как:
d=2∙√Qн/πV
где V – рекомендуемые скорости потока жидкости в линиях: всасывающей VB=0,5…1,5(м/с), сливной VС=1,4…2(м/с), напорной и исполнительной VH=VИ=3…6(м/с).
d´в=2∙√0,001∙2,076/3,14∙1,5=0,04199м
d´c=2∙√0,001∙2,076/3,14∙2=0,03636м
d´н=2∙√0,001∙2,076/3,14∙6=0,02099м
Действительный диаметр линий выбирается по стандартному ряду выпускаемых труб [таб. П. 7.2, с 37] принимая d≥d’.
dв=50мм [ГОСТ 8732-78]
dc=42мм [ГОСТ 8732-78]
dн=dи=28мм [ГОСТ 8734-75]
Действительный диаметр, как правило, равен условному проходу установленных на линии элементов гидропривода.
Подбор гидравлического оборудования:
В основе подбора оборудования лежат действительные значения подачи насоса и рабочего давления Р.
Тип и марку распределителя выбираем по номинальному давлению, подаче насоса или условному проходу и количеству гидродвигателей.
Выбираем секционный распределитель, его марка Р-25.16
Условный проход =25(мм)
Номинальный расход масла =2,7(дм3/с)
Максимальный расход масла =3,3(дм3/с)
Номинальное давление =16(МПа)
Максимальное давление =17,5(МПа)
Максимальное число секций =7
Внутр. утечки =14,1(см3/с)
Потери давления =0,7(МПа)
Выбор вентилей, его технические характеристики [прил.7.15 ст.44]:Вентиля пробковые из серного чугуна: проходные муфтовые сальниковые.
1-й для всасывающей линий 11ч6бк – диаметр 50мм
2-й для исполнительной линии 11ч6бк – диаметр 32мм
Объём бака гидропривода машины рассчитывается по формуле:
W=B∙Qн
где Qн - действительная подача насоса, дм3/с;
В – время прохождения бака жидкостью, с;
Для гидроприводов, работающих в тяжелом и весьма тяжелом режимах В=120…180 с [1,стр. 21]
W=180∙2,076=373,68(дм3)
Объем бака с теплообменником на мобильных машинах составляет :
Wt =(0,3…0,5) ∙W
Wt =0,5∙373,68=186,84 (дм3)
Расчётное значение объёма бака уточняется по ГОСТ 12448-80, W=200(дм3)
Линейный фильтр [ОСТ 22-883-75] типоразмер 1.1.50-25
Технические характеристики это фильтра:
Условный проход =50 (мм)
Номинальный расход =4,2(дм3/с)
Номинальное давление =0,63(МПа)
Потери давления =0,35(МПа)
Тонкость фильтрации =25(мкм)
Ресурс фильтроэлемента =300(ч)
Масса сухого фильтра =18,2(кг)
Гидрозамок : типоразмер У 4610.36А
Условный проход =20 (мм)
Номинальный расход =1,7(дм3/с)
Номинальное давление =16(МПа)
Максимальное давление =21(МПа)
Потери давления =0,4(МПа)
Масса = 7 (кг)
Тормозной клапан : типоразмер 63100
Условный проход =20 (мм)
Номинальный расход =2,7(дм3/с)
Давление настройки :
Минимальное =1(МПа)
Максимальное =2(МПа)
Масса = 12,5 (кг)
Теплообменник : КМ6-СК-1
Отводимый тепловой поток =18,6(кВт)
Расход жидкости :
Номинальный =5,4(дм3/с)
Максимальный=7,5(дм3/с)
Наибольшее допускаемое давление =1,2(МПа)
Потери давления при максимальном расходе =0,3(МПа)
Коэф. Теплопередачи = 20,4 (Вт/м2)
Площадь теплопередающей поверхности = 22,74 (м2)
Размеры :
Длина =730 (мм)
Ширина=220 (мм)
Высота = 575 (мм)
Масса без жидкости =77,3 (кг)
Расчёт потерь давления в гидросистеме:
Потери давления в гидросистеме складываются из потерь во всасывающей, напорной, исполнительной и сливной гидролиниях и потерь в элементах гидрооборудования, установленных на этих линиях и работающих в расчётном цикле:
Рассчитываем число Рейнольдса:
Re =4∙Qн/π∙V∙d
Для всасывающей линии :
Re =4∙0,2076/3,14∙40∙10-6∙0,050=1322,2
Для сливной линии:
Re =4∙0,2076/3,14∙40∙10-6∙0,042=1574,1
Для напорной и исполнительной линии
Re =4∙0,2076/3,14∙40∙10-6∙0,028=2361,2
Коэффициент трения для жестких труб определяется :
λ = 64/Re , при Re <2300
λ = 0,3164/ Re 0,25 , при Re > 2300
Для всасывающей линии .
λ=64/1322,2=0,048
Для сливной линии .
λ=64/1574,1=0,040
Для напорной и исполнительной линии .
λ=0,3164/2361,20,25=0,045
Потери давления в гидролиниях удобно рассчитывать, суммируя коэффициенты местных и эквивалентных линейных сопротивлений по формуле:
ΔP=( λ∙l/d+ Σ b∙x ) ∙8 ∙p∙ Qн2/ π 2 ∙ d4
x- суммарный коэффициент местных сопротивлений.
b-поправочный коэффициент .
Для всасывающей линии
ΔP=(0,048∙1,3/0,050+0,8∙(0,7+1,5)) ∙8∙865∙ 0,0020762/3,142 ∙0,0504=1455 (Па) =0,001455 (МПа)
Для сливной линии
ΔP=(0,040∙4,6/0,042+0,6∙(2,5+1,5+0,9)) ∙8∙865∙ 0,0020762/3,142 ∙0,0424=7135 (Па) =0,007135 (МПа)
Для напорной линии
ΔP=(0,045∙3,5/0,028+1∙(2,5+2,5)) ∙8∙865∙ 0,0020762/3,142 ∙0,0284=52287 (Па) =0,052287 (МПа)
Для исполнительной линии
ΔP=(0,045∙5,5/0,028+1∙(2,5+2,5)) ∙8∙865∙ 0,0020762/3,142 ∙0,0284=68105 (Па) =0,068105 (МПа)
Результаты расчёта потерь давления в линиях и гидрооборудовании сносим в таблицу №1, и подсчитываем суммарные потери давления
Элемент гидросистемы
| l,м
| d,м
| Q, м3/с
| Re
| λ
| b∙x
| ΔP,(МПа)
| Тип устройства
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 1.Всасывающая линия
| 1,3
| 0,05
| 0,002076
| 1322,2
| 0.048
| 1,76
| 0,001455
| ГОСТ 8732-78
| 2.Напорная линия
| 3,5
| 0,028
| 0,002076
| 2361,2
| 0,045
| 5,0
| 0,05229
| ГОСТ 8734-75
| 3.Исполнительная линия
| 5,5
| 0,028
| 0,002076
| 2361,2
| 0,045
| 5,0
| 0,068105
| ГОСТ 8734-75
| 4.Сливная линия
| 4,6
| 0,042
| 0,002076
| 1574,1
| 0,040
| 2,94
| 0,007135
| ГОСТ 8732-78
| 5.Распределитель
|
|
|
|
|
|
| 0,7
| Р-25.16
| 6.Фильтр
|
|
|
|
|
|
| 0,35
| 1.1.50-25
| 7.Теплообменник
|
|
|
|
|
|
| 0,3
| КМ6-СК-1
| 8.Гидрозамок
|
|
|
|
|
|
| 0,4
| У 4610.36А
| 9.Тормозной клапан
|
|
|
|
|
|
|
|
| Суммарные потери давления , ΔP
|
|
|
|
|
|
| 2,88
|
|
Выбор гидродвигателя:
В качестве гидродвигателей могут применяться гидроцилиндры и гидромоторы.
Выбор нормализованных гидроцилиндров осуществляется по велечине хода штока и внутреннему диаметру цилиндра. Ход штока выбирается конструктивно в соответствии с кинематической схемой машины. Внутренний диаметр цилиндра определяем расчетом .
Так как рабочий ход осуществляется при подаче жидкости в поршневую полость :
D=2∙√T/ π∙(P- ΔP) ∙ηгм
где ηгм =0,94 – гидромеханический КПД гидроцилиндра
D=2∙√0,130/3,14∙(16-2,88) ∙0,94=0,05794 (мм)
По ОСТ 22-1417-79 [Таблица 6,П.6.1] D=100 (мм)
Действительная скорость движения штока при подаче в поршневую полость и работе гидропривода в режиме постоянного расхода равна :
Vд =4∙Qн/ π∙ Dц2
Vд=4∙2,076/3,14∙1=2,64
Относительное отклонение в скорости :
δv=V-Vд /V∙100%
δv=2,2-2,64/2,2 ∙100%=-0,2=9%
Составление таблицы действительных характеристик
2 золотых правила:
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|