Курсовая работа по дисциплине

Разобьём устройство на участки в соответствии с известной схемой на рисунке 7.Рис. 7. Разбиение гидроустройства на участки для оценки потерь: 1 - ФКО1Р1Ц;2 – Ц (поршень);3 – Ц (шток);4 – Р2Р1 слив. Результаты оценочного расчета потерь давления сведены в таблицу 2.Таблица 2. Оценки потерь давления на участках гидросистемы.НомерХарактеристика участкаp МПаВид Длина ДиаметрРасход Скорость Re1Фильтр – клапан2000250.0941.610670.162Цилиндр - поршень200500.0940.0550.16*3Цилиндр – шток200500.1130.0880.16*4Слив 2500250.1132.09850.16*) Задаем потери давления на течи – на уровне потерь в гидроаппаратах. Находим силу трения на уплотнениях:= 10*(1-0.92)/0.92 = 0.86 кННаходим уточненное давление в цилиндре [1]:= (15.4*10-4*10*106 + 104 +0.86*104)/15.4*10-4 = 14 MPaНаходим уточненное значение гидравлического КПД:= (14 – 0.48/1.33)/14 = 0.96где: pС.Ц. =pСЛ – суммарные потери в сливной линии;Ц = SC/SN – коэффициент асимметрии цилиндра. Сравниваем полученнос значение гидравлического КПД с принятым значением в предыдущем расчете: = 0.82. Видим хорошее совпадение – не хуже. Расчет избыточного давления жидкости на выходе из насосаДавление жидкости на выходе насоса на разных этапах работы гидросистемы определяем с учетом найденного выше значения гидравлического КПД по выражению:где: F – внешние нагрузки на штоке гидроцилиндра на разных этапах: FБП= 10 кН; FРХ = 12 кН; FБО = 10 кН.S – эффективные площади поршня на разных этапах;МЦ = 0.82 – механический КПД цилиндра;ГА = 0.97 – гидравлический КПД аппаратов, найденные выше. Диаграмма давления на выходе из насоса на разных этапах работы гидросистемы показана на рисунке 8. Рис. 8. Диаграмма давления на выходе насоса на разных этапах. Здесь РБП = 8.3 МПа; PРХ = 9.8 МПа; РБО = 8.3 МПа. Выбор насосной установкиНасосные установки делят на – однонасосные с переливным клапаном и двухнасосные. Выбираем вариант с одним насосом. Тип насоса выбираем из справочных данных по величине расхода и давления – подачи и напора. Подача – до 1 л/с, напор – до 10 Мпа. Выбираем моноблочный насос гидравлический для маслатипа 1SP-A-042-D-EUR-B-N-10-0-G [14], показанный на рисунке 9.Рис. 9. Насосная установка ISP-A.Тип насоса/мотораШестеренный;ПрименениеНасос для масла;Рабочий Объем4;Максимальное давление25 Мпа.Рабочий объем насоса определяем:= 0.1*1000/(60*0.82) = 1.3Крутящий момент на валу определяем:= 10*1.3/(6,28*0.9) = 2.3В качестве переливного клапана выбираем изделие – перепускной клапан для воды, жидкостей и газов GOETZE 430 [15].Расчет мощности на приводном валу насосаПолная мощность гидропривода определяется мощностью, потребляемой насосом [1]:где: p- напор[Мпа];Q – подача насоса [л/мин] - КПД насоса. Определяем: N = 10*20/(60*0.85) = 3.9 КВт.Расчет мощности на выходном звене приводаМощность на выходном конце гидроцилиндра определяем по следующему выражению[1]:NЦ = V*F(объём на силу? – непонятно, даже по размерности не получается м3*N Вт; нужно уточнить)где: F – нагрузки на гидроцилиндр; V – объем гидроцилиндра. В разные этапы работы мощности определяем из выражений:Расчет КПД гидроприводаОбщий КПД гидропривода как отношение мощности на выходном звене гидроцилиндра NЦ к мощности на выходе насоса NН показывает суммарные потери мощности во всей системе гидроустройства [1-6]:Разделенный по этапам работы, данный КПД имеет следующий вид:= 0. 82 (оценочное значение);= 0.86 (оценочное значение);= 0.82 (оценочное значение).С другой стороны общий КПД гидропривода можно описать как произведение его механического КПД на объемный и на гидравлический:Механический КПД есть произведение соответствующих коэффициентов насоса, аппаратов и гидроцилиндра как двигателя:= 0.97*0.97*0.97 = 0.95 (по ~2% на агрегат)Гидравлический КПД включает в себя гидравлические потери яагрегатове и трубопроводов:= 0.95 (аналогичный подход)Объемный КПД также есть произведение вкладов насоса, аппаратов и цилиндра:= 0.92 (оценочное значение)Тогда, общее значение КПД гидросистемы на каждом этапе имеем на уровне 0.83, что достаточно хорошо.Тепловой расчет гидроприводаТеряемая энергия на разных элементах гидросистему, превращается в тепло, идущее на нагрев оборудования, связанное, кроме того, с ненужным уменьшением вязкости рабочего масла. Тепловой поток к атмосфере от гидросистемы определяем:= 3900*(1-0.86) = 546 ваттПод действием данного потока естественно повышается температура масла от температуры воздуха tВ через площадь гидробака, с коэффициентом теплопередачи к воздуху от бака kпр = 0.012.Достаточный для охлаждения объем бака находим следующим образом [1]:= sqrt(546/0.065*0.012*30)3 = 3.5 м3где: t = tM – tВ – перегрев масла относительно воздуха, принимаем 30С. Находим температуру масла:или через объём бака V [1]:= 20 + 546/(0.012*0.065 3.5) 100CПроверочный расчет гидроприводаУточняем значения параметров гидропривода для выбранных элементов системы – насос, аппараты и гидродвигатель, следующим образом:Максимальное выходное усилие системы:= 12*106*15.4*10-4*0.86 = 16 кНРабочий расход жидкости, поступающей в гидродвигатель есть подача насоса за вычетом утечек во всех промежуточных аппаратах:= 0.13 – 0.05*0.13 = 0.124 л/сСкорость поршня – расход на площадь:= 0.124*0.86/15.4 = 0.072 м/сНеобходимое избыточное давление насоса для работы системы на выталкивание и втягивание соответственно:= 4*12*103/(3.14*502*10-6*0.86) + 0.16*106+ (1/1.33)*0.16*106= 0.4 MPa= 0.11*106 +0.32*106 =0.43 МпаРасхождение между заданными и действительными значениями ПЗ и Обозначения П – в [1] не обнаружено. ЛИТЕРАТУРАМихайлов С. В. Основы проектирования гидропривода: методическое пособие/ С.В.Михайлов. – Изд-во Костром. гос. ун-та, 2020. − 33 с.Свешников В. К. Станочные гидроприводы: справочник/В. К. Свешников, А. А. Усов –М.: Машиностроение, 2004. Навроцкий К. Л. Теория проектирования гидро- и пневмоприводов. – М.: Машиностроение, 1991. – 384 с. Юшкин В. В. Основы расчета объемного гидропривода. −Минск :Вышейшая школа,1982. Ермаков В.В. Гидравлический привод металлорежущих станков. – М.: Машгиз, 1963. – 324 с. Брон Л. С. Гидравлический привод агрегатных станков и автоматических линий. М.: Машиностроение, 1974. – 328 с.Гидроцилиндр ГЦ 50.25.400.635.0025 управления машин РСУ, МКСМ, цена, технические характеристики, чертеж (gik43.ru);СЭВ РС 3644-72Число Рейнольдса — Википедия (wikipedia.org);МПГ 55-14, МПГ 55-14М регулятор потока | Регуляторы расхода гидравлические | ГидроМаш (ugm74.com);Фильтры напорные на давление 20 МПа0 (gidro-sklad.ru);Гидрораспределители РХ 20 | Гидрораспределители импортные аналоги 1Р203 | ГидроМаш (ugm74.com);Гидроклапан Г51-34 обратный| Направляющая гидроаппаратура | ГидроМаш (ugm74.com);Гидронасосы - Насосы и моторы - Комплектующие для гидроцилиндров и систем гидропривода (spb-promsnab.ru)GOETZE mod 430 Перепускной клапан для воды, жидкостей и газов, Ду10-50, Ру16, нержавеющая сталь, муфта - Академия Тепла (a-tepla.ru)