Последовательность выполнения расчётов для выбора гидроагрегатов




Задание на расчетно-графическую работу

Задание предлагается в двух вариантах:

I - гидравлическая передача возвратно-поступательного движения;

II - гидравлическая передача вращательного движения.

Номер варианта выбирается студентом самостоятельно по предпоследней цифре своего шифра (номера зачётной книжки). Учащиеся, у которых предпоследняя цифра шифра чётная (0, 2, 4, 6, 8), выполняют вариант – I, нечётная (1, 3, 5, 7, 9) - вариант II.

Все расчеты выполняются в единицах измерения системы СИ (Приложение, таблица П3).

3.1 Вариант I

Для открытой гидрообъёмной передачи с двигателем возвратно-поступательного движения на основании исходных данных рассчитать параметры основных гидроагрегатов.

По каталогу (Приложения) выбрать:

- тип и марку насоса,

- тип и марку гидравлического цилиндра,

- тип и марку распределителя,

- определить ёмкость гидробака,

- определить внутренние диаметры и выбрать тип и марку трубопроводов.

Передача предназначена для подъёма и опускания груза. Числовые значения исходных параметров выбираются из таблицы 1 в соответствии с последней цифрой шифра.

3.2 Вариант II.

Для закрытой регулируемой передачи вращательного движения:

- рассчитать параметры насоса и гидромотора,

- выбрать по каталогу (Приложения) тип и марку гидромашин,

- построить скоростную характеристику гидромотора.

Числовые значения исходных параметров выбираются из таблицы 2 в соответствии с последней цифрой шифра.

Передача предназначена для привода ведущих колёс самоходной машины.

Рекомендации к оформлению расчетно-графической работы

Расчетно-графическаяработа выполняется ввиде расчетно-пояснительной записки на гладких листах стандартного формата А4 (297x210).

На титульном листе указывается название учебного заведения, института, кафедры и дисциплины. Далее пишется номер варианта, фамилия исполнителя (студента) и преподавателя, который проверяет и принимает работу. Рядом с фамилией студента указывается его шифр (номер зачетной книжки). На титульном листе преподаватель проставляет оценку по результатам защиты расчетно-графической работы.

Графическая часть работы состоит из принципиальной схемы гидравлической системы и графика регулировки (вариант II). Схема выполняется в соответствии с требованиями ГОСТ 17752-81 и ГОСТ 2.721-74.

 



Примеры построения гидросхем показаны на рисунках 1 и 2. К чертежу гидравлической схемы прикладывается спецификация выбранной аппаратуры, в которой указывается название и марка аппарата.

Все расчёты должны выполняться в системе СИ. Каждая расчетная формула первоначально приводится в буквенном выражении с расшифровкой символов и указыванием единиц измерения.

Затем выполняется числовой расчет и представляются его результаты. Результаты однотипных расчетов могут быть сведены в таблицу.

Расчетно-графическая работа должна содержать заключение, в котором студент самостоятельно обосновывает результат своих расчетов.

В конце расчётно-пояснительной записки даётся перечень литературных источников, использованных при выполнении работы.

Последовательность выполнения расчётов для выбора гидроагрегатов

5.1 Вариант I. Расчёт технических параметров и выбор агрегатов для гидропередачи возвратно-поступательного движения

Первоначально рассчитывается диаметр поршня силового цилиндра dц и по каталогу (Приложение, таблица П20) выбирается его марка. Величина dц получается из уравнения равенства сил, приложенных к штоку со стороны груза и поршня (рис. 1):

G• = π• • p, Н

где = - кинематическое передаточное число рычажной системы;

p = pн, Па - давление в бесштоковой полости цилиндра принимаемое равным номинальному давлению насоса.

= 0,75 - коэффициент полезного действия рычажной системы.

Следовательно:

= 2• , м (9)

По каталогу (таблица П20) выбирается цилиндр, диаметр которого равен или несколько больше расчетного. В спецификацию к схеме записывается его марка (например, ЦС- 75).

После выбора силового цилиндра рассчитываются параметры насоса.

Рассмотрим шестерённый насос.

Приводная мощность на валу насоса рассчитывается по величине мощности, затрачиваемой на подъём груза.

= G , кВт (10)

где: = 0,6 - ориентировочное полное значение КПД гидравлической передачи и рычажной системы.

Затем из формулы (5) выводится выражение и рассчитывается гидравлическая мощность потока NГ, а из формул (4), (2), (1), соответственно, фактическая подача насоса QH, его теоретическая подача QТН и геометрическая постоянная qН.

По величине qН из каталога (Приложение) выбирается марка насоса (ближайшее большее значение) и заносится в спецификацию к гидросхеме (например, НШ-32-2).

Распределитель выбирается по пропускной способности Qp. Величина Qр должна быть равна или больше теоретической подачи насоса QТН.

Чтобы обеспечить достаточный запас рабочей жидкости и её охлаждение, ёмкость гидравлического бака должна составлять 50... 70 % от теоретической подачи насоса.

Диаметр трубопроводов d тр рассчитывается по фактической подаче насоса и рекомендуемой скорости рабочей жидкости в трубопроводе:

= 2 , м (11)

где - скорость рабочей жидкости, м/с.

5.2 Вариант II. Расчёт технических параметров, выбор гидромашин и построение графика регулирования для гидропередачи вращательного движения

Из формулы (8) рассчитывается геометрическая постоянная гидромотора .

Численное значение механического КПД выбирается из справочника (Приложение) в соответствии с заданным типом гидромотора.

Перепад давления =

По величине из справочников (Приложение методички) выбирается марка гидромотора (по ближайшему большому значению) и заносится в спецификацию к гидросхеме (например, МПА-90).

Для выбранного гидромотора по формуле (8) рассчитывается фактическое значение крутящего момента ММ(ф) .

Крутящий момент гидромотора при заданном значении не зависит от частоты вращения его вала.

Из формулы (6) извлекается и рассчитывается мощность на валу гидромотора при различном значении его частоты вращения.

Поскольку зависимость линейная, достаточно рассчитать мощность при = 0 и = .

Зависимость крутящего момента и мощности на валу гидромотора от частоты вращения называется скоростной характеристикой гидромотора и представляет собой график регулирования гидропередачи.

Мощность NM на валу гидромотора рассчитывается через гидравлические параметры потока жидкости:

= , кВт (12)

где: - полный КПД гидромотора.

Рисунок 4 Скоростная характеристика планетарного гидромотора ГПР-Ф-320

Из формулы (12) извлекают и рассчитывают расход жидкости через гидромотор при максимальной мощности.

Расход жидкости через гидромотор равен фактической максимальной подаче насоса.

Следовательно, используя формулу (2), можно определить наибольшее значение теоретической подачи насоса.

По величине выбирается регулируемый насос (Приложение).

Если значение , полученное в результате расчёта, больше максимального табличного значения, то, можно насосную установку комплектовать из нескольких насосов.


ПРИЛОЖЕНИЯ

Таблица П1 Греческий алфавит

А α - альфа Ι ι - йота Р ρ - ро
В β - бета Κ κ - каппа Σ σ - сигма
Г γ - гамма Л λ - ламбда Т τ - тау
Δ δ - дельта М μ - ми (мю) Y υ - ипсилон
Е ε - эпсилон N ν - ни (ню) Ф φ - фи
Z ζ - дзета Ξ ξ - кси X χ - хи
Н η - эта О о - омикрон Ψ ψ - пси
Θ θ - тхэта П π - пи Ω ω - омега

 

 

Таблица П2 Приставки для наименования дольных и кратных единиц

Дольные единицы Кратные единицы
Степень Приставка Символ Степень Приставка Символ
10-1 деци д 101 дека да
10-2 санти с 102 гекто г
10-3 милли м 103 кило к
10-6 микро мк 106 мега М
10-9 ваво в 109 гига Г
10-12 пико п 1012 тера Т
10-15 фемто ф 1015 пета П
10-18 атто а 1018 экса Э

 


Таблица П3 Соотношения единиц величин, применяемых в гидравлике, с единицами международной системы СИ (SI)

Величина Единица Примечание  
Название Обозначение Название Обозначение    
Производные единицы, применяемые в гидравлике и пневматике  
Диаметр d. D м метр    
Радиус r. R м метр r = 0,5 D  
Площадь A, f м2 квадратный метр    
Объем V м3 кубический метр    
Рабочий объем V0 см3 кубический сантиметр    
Расход массовый Qm кг/с килограмм в секунду    
Расход объемный Q, Qv м3 кубический метр в секунду Qv = Qm  
Расход объемный Qн, Q, Q л/мин литр в минуту Внесистемная единица  
Пропускная способность Kv м3 кубический метр в час Внесистемная единица  
Плотность ρ кг/м3 килограмм на кубический метр  
Удельный объем V м3/кг кубический метр на килограмм V=1/p
Абсолютная влажность f, f абс кг/м3 килограмм на кубический метр  
Относительная влажность φ - - Измеряется в процентах
Удельный объем V м3/кг кубический метр на килограмм V=1/p
Частота импульсов, ударов и т.п. частота вращения n, f c-1, Гц секунда в минус первой степени герц 1 с-1= 1 Гц
об/с оборот в секунду 1 об/с=1 с-1
об/мин оборот в минуту 1об/мин = 1/ 60, с-1
Частота угловая ω с-1 секунда в минус первой степени  

Продолжение Таблица П3

Величина Единица Примечание
Скорость линейная υ м/с метр в секунду  
Скорость угловая ω рад/с радиан в секунду  
об/с оборот в секунду 1 об/с = 2π рад/с
об / мин оборот в минуту 1 об/мин =2π/60, рад/с
Ускорение линейное а м/с2 метр на секунду в квадрате  
Ускорение свободного падения g     g = 9,81 м/с2
Ускорение угловое ε рад/с2 радиан на секунду в квадрате  
Сила (усилие) F, P Н ньютон Н = кг м/с2
Сила тяжести, вес G, P
Момент силы М Н м Ньютон-метр  
Крутящий момент М, Т
Давление р Па паскаль Па = Н/м2
Динамическая вязкость μ Па с паскаль - секунда  
Кинематическая вязкость ν м2 квадратный метр на секунду ν = μ/ρ
Энергия Е, W Дж джоуль  
Мощность Р, N Вт ватт  
Коэффициент полезного действия η - - Безразмерная величина
Удельная газовая постоянная R Дж/(кг К) Джоуль на килограмм-кельвин  

 


 

Таблица П4 Соотношения между различными единицами давления

Единица Па кПа МПа кгс / см2 бар
1 Па   10-3 10-6 1,0197-10-5 10-5
1 кПа 103   10-3 1,0197-10-2 10-2
1МПа 106 103   10,1972  
1 кгс/см2 98066,5 98,0665 0,0980665   0,980665
1 бар 105   0,1 1,0197  
1 физ. атм. 1,01325 • 105 1,01325 • -105 0,101325 1,03323 1,01325
1 мм вод.ст 9,80665 9,80665 • 10-3 9,80665 • 10-3 10-4 9,8067 • 10-5
1 мм рт.ст. 133,322 0,133322 1,33322 • 10-4 1,3595 • 10-3 1,333 • 10-3
1 psi 6894,76 6,89476 6,89476 • 10-3 7,0307 • 10-2 6,894 • 10-2
Единица физ. атм. мм вод. ст. мм рт. ст. psi  
1 Па 9,8692 • 10-6 0,101972 7,5006 • 10-3 1,4503 • 10-4  
1 кПа 9,8692 • 10-3 101,972 7,5006 0,145037  
1МПа 9,86923 101972,6 7500,62 145,0377  
1 кгс/см2 0,967841 104 735,56 14,22333  
1 бар 0,986923 10197,2 750,06 14,50377  
1 физ. атм.   1,033 • 104   14,69594  
1 мм вод.ст 9,6784 • 10-5   7,356 • 10-2 1,4223 • 10-3  
1 мм рт.ст. 1,3158 • 10-3 13,5951   1,9337 • 10-3  
1 psi 6,8046 • 10-2 703,07      

 

 


Таблица П5 Геометрические постоянные и , рекомендуемые при выборе гидравлических машин

Тип гидрома- шины Исполнение Гидронасос , см3 /об Гидромотор , см3 /об
Шестеренное (НШ и ГМШ) 4; 6,3; 10; 25; 32; 46; 50; 71; 100; 160, 250 32, 46, 50, 100
Планетарное (ПМ и ГПР-Ф)   64, 82, 102, 126, 160, 203, 250, 320, 630
Аксиально-поршневое (НПА и МПА) 12, 28, 55, 90, 107, 112, 425 12, 28, 56, 90, 112, 224

 

Таблица П6 Рекомендованные параметры гидравлической аппаратуры

Гидроаппаратура Параметры Пример маркировки
Внутренний диаметр, мм Номинальная величина потока, л/мин
Цилиндр поршневой 40, 50, 63, 75, 80, 90, 100, 110, 125, 140, 180   ЦС-75
Распределители   50, 75, 80, 90, 100, 150, 500 Р-150
Трубопроводы высокого давления 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25   Т-16

 


Таблица П7 Коэффициент полезного действия гидромашин

Тип гидромашин Исполнение Коэффициент полезного действия
Полный, ηΣ Объёмный, ηО Механический, ηМ
Гидронасос НШ 0,82...0,85 0,9...0,94 Рассчитать
НПА 0,89 0,95 0,93
Гидромотор ГМШ 0,75...0,78 Рассчитать 0,8...0,85
ПМ 0.8...0.83 Рассчитать 0,91...0,94
ГПР-Ф 0,85 0,95 0,89
МПА 0,9 0,98 0,92

 

 


Таблица П8 Условное обозначение гидроцилиндров

 


Таблица П9 Условное обозначение рукавов высокого давления

 


Таблица П10 Структурная схема обозначения гидромоторов

A В C D Е F G H I
                 

A – серия

код обозначение
  серия 410

B- исполнение

код обозначение 410...56 410...107
  базовое исполнение
  встраиваемое исполнение (картриджное)

С - рабочий объем

код обозначение 410...56 410...107
  56 см3/об -
  107 см3/об -

D - направление вращения

код обозначение 410...56 410...107
W реверсивное

E - исполнение вала

код обозначение 410...56 410...107
А1 шлицевое W30x2x30x14x9q DIN5480 -
А2 шлицевое W35x2x30x16x9q DIN5480 -
А3 шлицевое W40x2x30x18x9q DIN5480  
А4 шлицевое W45x2x30x21x9q DIN5480  
А5 шлицевое 35xf7x2x9q ГОСТ6033-80  
А6 шлицевое 45xh8x2x9q ГОСТ 6033-80  
Z1 шпоночное 030k6 8х7х50 DIN 6885  
Z2 шпоночное 040k6 12х8х63 DIN 6885  
Z3 шпоночное 035k6 AS10x8x50 DIN 6885  
Z4 шпоночное 045k6 AS14x9x63 DIN 6885 -

F - расположение рабочих каналов, гидроклапанная аппаратура

код обозначение 410...56 410...107
F     на торце
F     противоположное
F     противоположное / БП
F     одностороннее О О
F     одностороннее / ОПК
F     одностороннее / ОПК, ПК
             

 

 

Продолжение таблицы П10

F     2 резьбовых сбоку, 2 резьбовых на торце О О
      2 фланца на торце
   
  встроенная гидроаппаратура  
  отсутствует  
  блок промывки (БП)    
  обратно-предохранительные клапаны (ОПК)  
  обратно-предохранительные клапаны, подпиточные клапаны (ОПК, ПК)  
расположение рабочих каналов  
    на торце  
    противоположное  
    одностороннее  
    2 резьбовых сбоку, 2 резьбовых на торце  
    2 фланца на торце 410...56: 22мм, 48х48мм, М8 410...107: 28мм, 60Х60мм, М12  
               

 

G - специальные функции

код обозначение 410...56 410...107
NN нет

 

H – материал уплотнений вала

код обозначение 410...56 410...107
B NBR
F FKM

 

I - климатическое исполнение и категория размещения

код обозначение 410...56 410...107
У1 умеренный климат, размещение на открытом воздухе
ТВ1 тропический влажный климат, размещение на открытом воздухе

 

 


Таблица П11 Технические характеристики гидромоторов серии 410

Типоразмер    
Рабочий объем Vg, см3/об   106,7
Частота вращения вала n, об/мин    
- минимальная nmin    
- номинальная nnom    
- максимальная nmax    
Расход Q, л/мин    
- минимальный Qmin 2,80 5,60
- номинальный Qnom 100,80 128,40
- максимальный Qmax 280,00 428,00
Давление на входе Pвх, МПа    
- номинальное Pnom    
- максимальное рабочее Pmax    
Давление на выходе максимальное, Pвых, МПа    
Мощность эффективная N, кВт    
- номинальная Nnom (при nnom, Pnom) 53,76 68,48
- максимальная Nmax (при nmax, Pmax) 75,60 96,30
Давление дренажное максимальное, P, МПа 0,2 0,2
Крутящий момент эффективный М, Нм    
- номинальный Мnom (при Pnom) 273,80 523,15
- максимальный Tmax (при Pmax) 385,03 735,68
Коэффициент расхода 0,95 0,95
Масса, кг    

 

Крутящие моменты даны с учетом КПД = 0,96

Значения остальных параметров приведены теоретические, без учета КПД

 


 

Таблица П12 Гидромоторы регулируемые с наклонным блоком серии 303

Серия Рабочий объем, см3/об Давление, МПа
303.1    
303.2 12;28;56; 112  
303.3 12; 28; 55; 56; 80; 107; 112; 160; 250  
303.4 12; 28; 55; 56; 80; 107; 112; 160; 250  

Таблица П13 Гидромоторы нерегулируемые с наклонной шайбой серии 406

Серия Рабочий объем, см3/об Давление, МПа Примечание
406.0 28; 71; 90; 100; 112; 125   28 см3/об и 100 см3/об
406.1 71; 90; 100; 112   100 см3/об
406.3 71 90 100 112   аналоги МП-70, МП-90, МП-112

Таблица П14 Гидромоторы нерегулируемые с наклонным блоком серия 410

Серия Рабочий объем, см3/об Давление, МПа
410.0 56 107  
410.1 56 107  
410.2    

 

 


Таблица П15 Гидромоторы МГП

Наименование параметра Величина параметра для изделий
МГП-80 МГП-100 МГП-125 МГП-160 МГП-200 МГП-315
Рабочий объем, см 80,5 100,0 125,7 159,7 200,0 314,9
Частота вращения, мин-1 номинальная максимальная минимальная            
Давление на входе, МПа номинальное максимальное    
Коэффициент полезного действия 0,78
Полезная номинальная мощность, квт 7,25 6,0 6,0 5,1
Крутящий момент, Н м, номинальный            
Номинальная величина потока, л/мин  
Перепад давления max, МПа 17,5 17,5 17,5      
Масса, кг 9,8   10,3 10,7 11,1 12,3

 

Таблица П16 Гидромотор планетарно-роторный (ГПР) GPR-F-M- 160...630

Наименование параметров Значение параметров для исполнения GPR-F-M-
             
Номинальный рабочий объем, см3/об ±4,8 ±6 ±7,5 ±9 ±12 ±15 ±19
Перепад давления, МПа номинальное максимальное  
Крутящий момент, Н м номинальный страгивания  
             
             
Номинальный расход жидкости, л/мин 96+9,6
Частота вращения, об/мин 600±60 480±36 378±36 300±24 240±24 190±15 150 ±15
L, мм              
Масса, кг   20,5       23,5  

Таблица П17 Технические характеристики аксиально-поршневых регулируемых насосов 2Г15-14

Показатели 2Г15-14А; 2Г15-14
Рабочий объем, см3  
Давление, МПа:  
номинальное 6,3
минимальное  
Номинальная подача, л/мин 0 - 100
Частота вращения, об/ мин:  
номинальная  
минимальная  
максимальная  
КПД при номинальном режиме работы:  
объемный 0,985
полный 0,86
Номинальная мощность, кВт 7,5

 


Таблица П18 Технические характеристики шестеренных насосов НШ

Типоразмер Рабочий объем, см3 Давление, МПа Номинальная подача, л/мин Частота вращения, об/мин КПД Номинальная мощность, кВт
Номинальное Максимальное Номинальное Минимальное Объемный Полный
                   
НШ 4-3       10,8     0,90 0,80 3,5
НШ 6-3 6,3     17,4     0,92 0,82 5,5
НШ 8-3       17,7     0,92 0,83 5,6
НШ 10-3       22,6     0,94 0,83 7,1
НШ 11-3 11,2     25,0     0,95 0,83 7,9
НШ 12-3 12,5     28,5     0,95 0,84 8,9
НШ 14-3       31,9     0,95 0,84 9,9
НШ 15-3       34,2     0,95 0,85 10,5
НШ 16-3       36,5     0,95 0,85 11,2
НШ 20-3       45,6     0,95 0,84 14,0

 

Продолжение таблица П18

                   
НШ 25М-4       57,6     0,96 0,83 22,4
НШ 32М-3       72,2     0,94 0,83 21,6
НШ 40М-4       93,1     0,97 0,85 35,8
НШ 50М-3       112,8     0,94 0,83 33,7
НШ 63М-3       146,3     0,97 0,85 45,1
НШ 71М-3       128,1     0,94 0,86 37,0
НШ 80М-3       160,5     0,98 0,87 42,7
НШ 100М-4       188,2     0,98 0,87 56,6
НШ 125М-3       235,2     0,98 0,87 70,7
НШ 250М-4       352,5     0,94 0,86 127,3

Таблица П19 Технические характеристики аксиально-поршневых регулируемых насосов НАП 140-20

ПОКАЗАТЕЛИ НАПР 140-20; НАПРЛ 140-20 НАПЭ 140-20 НАПЭЛ 140-20 НАПЭС 140-20 НАПЭСЛ 140-20 НАПЭСПЛ 140-20
Рабочий объем, см3 14-140 14-140 14-140
Давление, МПа:      
номинальное      
максимальное      
Номинальная подача, л/мин 20-200 20-200 20-200
Частота вращения, об/мин      
номинальная      
минимальная      
максимальная      
КПД при номинальном режиме работы:      
объемный 0,96 0,95 0,95
полный 0,91 0,87 0,86
Номинальная мощность, кВт 71,82 74,32 75,32

 


Таблица П20 Технические характеристики гидроцилиндров

 

Марка гидроцилиндра dп, мм dшт, мм j S, м υп, м/с F, кН р, МПа
мин. ном. макс. толк. тянущ. ном. макс.
                       
ГЦ–32     1,33 60–200 0,12 0,3          
ГЦ–32     1,65 250–400 0,12 0,3          
ГЦП–32     1,33 60–200 0,12 0,3   6,5 4,8 6,3  
Г–40     1,33 80–250 0,12 0,3          
ГЦ–50     1,65 160–400 0,12 0,3          
ГЦ–50     1,33 80–250 0,12 0,3          
ГЦП–50     1,33 80–250 0,12 0,3       6,3  
ГЦП–50     1,65 160–400 0,12 0,3       6,3  
ГЦ–55     1,42 50–300 0,12 0,3   47,5      
ГЦ–55     1,42 50–300 0,12 0,3          
ГЦ–60     1,33 125–400 0,12 0,3          
ГЦ–60


Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-10-11 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: