I. Расчёт объёмного гидропривода возвратно-поступательного движения

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Петербургский государственный университет путей сообщения

Императора Александра I»

 (ФГБОУ ВО ПГУПС)

Факультет «Промышленное и гражданское строительство»

Кафедра «Водоснабжение, водоотведение и гидравлика»

Направление 23.05.01 «Наземные транспортно-технологические средства»

Специализация «Подъёмно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование»

Курсовая работа

по дисциплине

«Гидравлика и гидропневмопривод»

на тему: «Гидравлический расчёт объёмного гидропривода»

Форма обучения – очная

Санкт-Петербург

2018

I. Расчёт объёмного гидропривода возвратно-поступательного движения

· Аксонометрическая схема

1 – бак для рабочей жидкости

2 – насос

3 – предохранительный клапан

4(1),4(2) – силовые гидроцилиндры

5 – гидрораспределитель

6 – фильтр для очистки рабочей жидкости

7 – обратный клапан

8 – всасывающая линия

9-16 - трубопроводы

· Исходные данные

x = 1

y = 5

Длина рабочего хода поршня

Время рабочего цикла гидропривода

· Определение расчётных выходных параметров

Поскольку гидропривод имеет два гидроцилиндра, работающих в одинаковых условиях, необходимое усилие на штоке составит

Принимая коэффициент запаса за 1,2 вычисляем расчётное усилие

Исходя из условия устойчивости на изгиб определяем minдиаметр штока

k = 2

E = 2,1*10⁵*10⁶ = 2,1*10¹¹

В соответствии с нормалью ОН 22-176-69 принят гидроцилиндр с параметрами: Диаметр штока 50 мм при φ = 1,65 и L = 1000 мм, внутренний диаметр цилиндра 80 мм

Скорость рабочего хода поршня определяем по формуле

Δt = 1 сек

Принимаем коэффициент запаса по скорости ( ) = 1,1

Получаем рабочее значение скорости

Расчётная мощность

· Назначение величины рабочего давления и выбор насоса

По величине  принимаем давление в системе P = 10 МПа

При этом давлении расчётная производительность насоса составит

На основании значения Pи Q_нвыбираем насос НШ-32, число оборотовn, равное 1200

· Определение диаметров трубопроводов

В соответствии со схемой работы гидропривода определяем расходы на участках. Диаметры трубопроводов 11,12,13,14 рассчитываем из условия пропуска половинного расхода насоса, остальные трубопроводы рассчитываем на пропуск расхода насоса.

Внутренний диаметр определяем по формуле , принимая  в соответствии с таблицей 3.

Затем определяем толщину стенок трубопровода по формуле , принимая тяжёлый режим работы (k = 6)

По этим данным в соответствии с рекомендуемыми типоразмерами стальных бесшовных труб выбираем размеры трубопроводов (приложение 4)

По принятому внутреннему диаметру определяем действительную скорость движения жидкости по формуле

Результаты вычислений сводим в таблицу 4

· Определение потерь давления в гидросистеме

Для определения потерь давления на участках используем метод приведённых длин. Местные сопротивление принимаем в соответствии с аксонометрической схемой (см. рисунок 2). Первоначально определяем приведённые длины участков, вычисление которых сводим в таблицу 5

Участки	Длина l, м	dвн., м	Виды местных сопротивлений				lпр., м
8	0,8	0,023	Вход в трубопровод	8	42	0,966	1,766
			Резкий поворот	32
			Штуцер	2
9	11,5	0,0264	Обратный клапан	45	251	6,6264	18,1264
			Три штуцера	6
			Тройник напроход	2
10			Четыре резких поворота	128
			Распределитель	50
			Тройник с разделением на три равных потока	20
12	2,8	0,0092	Резкий поворот	32	46	0,4232	3,2232
			Штуцер	2
			Выход в гидроцилиндр	12
14	2,8	0,0092	Вход в трубопровод	8	42	0,3864	3,1864
			Штуцер	2
			Резкий поворот	32
15	11,5	0,0264	Тройник с соединением потоков	36	200	5,28	16,78
16			Три резких поворота	96
			Три штуцера	6
			Распределитель	50
			Выход в фильтр	12

Приняли масло:

трансформаторное (ρ= 896 , вязкость 9,6 , предел рабочих температур [-30 - +90] °С

Участки	lпр., м	dвн., м				Re	λ		ρ,		Δp, кПа
Подающая линия: бак – гидроцилиндр
8	1,766	0,023	571	1,5	9,6*10-6	3594	0,042	3,2	896	1008	3,23
9,10	18,1264	0,0264	571	5		13750	0,031	21,41		11200	239,82
12	3,2232	0,0092	285	5		4792	0,041	14,22		11200	159,27
Сливная линия: гидроцилиндр – бак
14	3,1864	0,0092	173	2,6	9,6*10-6	2493	0,046	16,07	896	3031	48,7
15,16	16,78	0,0264	346	0,63		1737	0,049	31,4		179	5,61
Фильтр											100,00
Δp (подающая) = 402,32
Δp (сливная) = 154,31
Δp = 556,63

· Расчёт гидроцилиндров

Давление в поршневой полости гидроцилиндра

Необходимая площадь гидроцилиндра составит

Определяем требуемый минимальный диаметр гидроцилиндра исходя из расчётной площади

В соответствии с величинами L, ϕ, d_minи D_min подбираем унифицированный гидроцилиндр

D~D_min, L=L

В данном случае требуемым условиям удовлетворяет гидроцилиндр с параметрами: D = 80 мм, L = 1000 мм, ϕ = 1,65,

d = 50 мм

Проверяем выбранный гидроцилиндр на создание требуемого усилия при рабочем ходе.

Сила трения в уплотнениях поршня

μ = 0,13, b_раб. = 15 мм, р_к = 5 МПа

Сила трения в уплотнениях штока

μ = 0,13, b_раб. = 12,5 мм, р_к = 5 МПа

Сила сопротивления, обусловленная вытеснением жидкости с противоположной стороны поршня

Полезное усилие, создаваемое гидроцилиндром при рабочем ходе