Hidraulikos ir pniaumatinių sistemų kursinis darbas

653 0

Turinys

Užduotis

1. Bendroji dalis 2

2. Hidrocilindrų hidraulinis skaičiavimas 4

2.1 Duomenys skaičiavimui 4

2.2 Hidrocilindrų skersmenys 4

2.3 Stūmoklių kotų skersmenys 5

2.4 Hidrocilindrų našumas 6

2.5 Skysčio padavimo kiaurymių skersmenys 6

2.6 Darbo kameros slėgis 7

2.7 Didžiausia hidrocilindro jėga 7

3.Plokštelinio posūkio hidrovariklio hidrauliniai skaičiavimai 8

3.1 Hidrovariklio veleno skersmuo 8

3.2 Korpuso vidinis skersmuo 9

3.3 Hidrovariklio plokštelės plotis 9

3.4 Hidrovariklio tepalo debitas 10

3.5 Mažiausias padavimo angos skersmuo 10

3.6 Darbinės kameros slėgis 11

3.7 Hidrovariklio išvystomas momentas 11

4. Reversinio hidraulinio variklio skaičiavimai 12

4.1 Hidrovariklio debitas 12

5.Hidraulinių variklių parinkimas tūrinės pavaros sistemoje. siurblių parinkimas 12

5.1 Didžiausi hidrocilindrų stūmoklių judėjimo greičiai 13

6. Sistemos naudingumo koeficientas 14

8.Darbo skysčio parinkimas 14

8. Vamzdyno hidraulinis skaičiavimas 15

8.1 Vamzdynų vi

idiniai skersmenys 15

8.2 Faktinis tepalo srauto greitis 15

8.3 Tepalo tėkmės režimas 16

8.4Hidraulinės trinties koeficientas (Darsi koeficientas) 16

8.5 Slėgio hidrolinijos mažiausias vamzdžio sienelės storis 17

8.6 Grafinė dalis 17

Literatūros sąrašas 20

1. Bendroji dalis

Hidraulinių aparatų komplektas, kurį sudaro viena arba kelios tūrinės hidraulinės mašinos, skirtos mechaniniai energijai perduoti ir mechanizmų darbo įrenginiams priversti judėti suslėgtu darbo skysčiu, vadiname tūrine hidrauline pavara.

Tūrinės hidraulinės pavaros naudojamos statybos ir kelių tiesimo mašinose, transportavimo ir žemės ūkio mašinose, valcavimu staklynų, staklių ir liejimo įrenginiuose ir kt.

Tūrines hidraulines pavaros yra skirstomos i tam ti

ikras grupes pagal tam tikrus kriterijus, Pagal energijos šaltini būna trijų tipų:

Siurbline hidrauline pavara — tai pavara, kurioje darbo skystis hidrauliniam varikliui

tiekiamas tūriniu siurbliu, įeinančiu i šios pavaros sudėti.

Akumuliatorine hidraulinė pavara — tai pavara, kurioje darbo skystis tiekiamas

hidrauliniam varikliui nuo iš anksto pa

akrauto akumuliatoriaus.

Magistraline hidraulinė pavara — tai pavara, kurioje darbo skystis hidrauliniam varikliui tiekiamas iš magistralinė hidraulines linijos. Darbo skystį į magistralę tiekia siurblinė, kuri tiekia skystį kelioms hidraulinėms pavaroms (darbo skysčio centrine tiekimo sistema).

Pagal išėjimo grandies pobūdį:

Slenkamojo judesio, kai hidraulinio variklio išėjimo grandis atlieka slenkamąjį judesį;

Pasukamojo judesio, kai hidraulinio variklio išėjimo grandis atlieka mažesnį kaip 360o kampo pasukamąjį judesį;

Sukamojo judesio, kai hidraulinio variklio išėjimo grandis sukasi.

Hidraulinių, kaip ir kitų, mašinų. eksploatacijos laikas priklauso nuo konstrukcijos kokybes — kuo ji paprastesne. tuo mažesnės eksploatacijos išlaidos. Mašinos konstrukcijos tobulinimas

yra nusakomas našumo, patikimumo, ilgaamžiškumo, tikslumo, ekonomiškumo kriterijais.

Tūrinės hidraulinės pavaros veikimo principas:

Hidraulinėje pavaroje mechaninės jėgos srautas keičiamas į hidraulinės jėgos srautą. Pastarasis varomojoje grandyje vėl keičiamas į mechaninį.

Tūrinių hidraulinių pavarų privalumai:

Maži hidraulinės pavaros ir jos agregatų matmenys bei masė vi

ienam galios vienetui; šiuolaikinių hidraulinių variklių matmenys 5-6 kartus mažesni negu tokios pat galios elektros variklių, o siurbliai 4 kartus lengvesni negu tokios pat paskirties elektriniai agregatai;

Lengvai ir per trumpą laiką galima reversuoti (keisti kryptį);

Hidraulinių pavarų hidraulinio variklio veleno sūkius galima keisti nuosekliai nestabdant pavaros;

Hidraulinės pavaros lengvai pasaugo mechanizmus nuo perkrovų;

Lengvai galima keisti hidraulinių pavarų tiek pavienius darbo parametrus, tiek ir parametrų derinius;

Apkrautų hidraulinių variklių charakteristikos yra ,, kietos‘‘ ir jie gali ilgiau dirbti mažu greičiu;

Lengvai automatizuojamos;

Gali būti konstruojamos iš standartizuotos ir normalizuotos ap

paratūros, jų darbą gali prižiūrėti žemesnes kvalifikacijos personalas;

Tūrinių hidraulinių pavarų trūkumai:

Ištekant darbo skysčiui pro sistemos nesandarumus, varomosios grandies judėjimo greitis mažėja, todėl pavaros elementai turi būti gaminami preciziškai;

Kintant darbo skysčio temperatūrai, kinta ir varomosios grandies judėjimo greitis;

Sistemos elektros laidus lengviau montuoti nei vamzdžius;

Darbo skysčiai (mineralines alyva) pavojingi gaisro atveju;

Hidraulinė pavaros ne visuomet tinkamos maisto ir poligrafijos pramonei, nes mineralinė alyva gali sugadinti masto ir poligrafinę produkciją;

Hidraulinių pavarų impulsai lėčiau keičiami negu elektrinių;

Energija perduodama palyginti nedideliu atstumu.

Nežiūrint šių trūkumų, hidropavaros turi gerą perspektyvą vystant ir tobulinant statybos ir kelių mašinas.

2. Hidrocilindrų hidraulinis skaičiavimas 2.1 Duomenys skaičiavimui

Pagal duotąją užduotį apskaičiuojame jėgas F ir stūmoklių kotų judėjimo greičius v, posūkiu variklio sukimo momentą T ir sukimosi dažni :

 

;

;

 

;

;

 

;

;

 

;

; Duomenys parinkti iš 4.1 lentelės.

 

;

.

 

1 lent. Pateikiame duomenis lentelėje, apie pasirinktą darbinį slėgį visuose hidrocilindruose:

Hidrocilindrų numeriai Nr. 1 Nr.2 Nr.3
Reikalinga jėga F kN ==
Rekomenduojamas darbinis slėgis Mpa iki 6,3 iki 6,3 iki 6,3
Pasirinktas darbinis slėgis MPa 6,3 6,3 6,3
Santykis k=d/D 0,4 0,4 0,4
Hidrocilindrų sandarinimas Riebokšliai
Mechaninis naudingumo koef. 0,9 0,9 0,9

 

2.2 Hidrocilindrų skersmenys

 

 

čia: naudinga jėga N;

p- darbinis slėgis Pa;

-mechaninis naudingumo koeficientas

 

 

Pagal standartą GOST 12447 parenku:

2.3 Stūmoklių kotų skersmenys

;

čia: k- koto skersmens koeficientas;

-hidrocilindro skersmuo, mm.

 

Pagal standartą GOST 12447 parenku:

 

2.4 Hidrocilindrų našumas

čia: v- stūmoklio judėjimo greitis m/min;

D- hidrocilindrų skrsmenys.

– hidrocilindro tūrinis naudingumo koef.

 

 

 

2.5 Skysčio padavimo kiaurymių skersmenys

 

čia: – debitas cilindre, ;

-vidutinis skysčio greitis šioje kiaurymėje ;

Pagal standartą GOST 16516 parenku:

 

2.6 Darbo kameros slėgis

čia: – naudinga jėga, N;

– hidrocilindro skersmuo, m;

– mechaninis naudingumo koef.

 

content/uploads/2016/03/56f96ace7bdc7//Hidraulikos-kursinis_html_m4d97a5a8.gif" alt="" align="ABSMIDDLE" hspace="8" />

 

2.7 Didžiausia hidrocilindro jėga

 

Darbinės eigos metu:

 

čia: – darbinis slėgis;

– hidrocilindro skersmuo;

– mechaninis naudingumo koef.

 

Tuščios (atgalinės) eigos metu:

 

čia: – darbinis slėgis;

– hidrocilindro skersmuo;

– hidrocilindro koto skersmuo;

– mechaninis naudingumo koef.

 

3.Plokštelinio posūkio hidrovariklio hidrauliniai skaičiavimai

 

3.1 Hidrovariklio veleno skersmuo

 

;

čia: C-pataisa dėl veleno konstrukcijos laiptuotumo paimta iš intervalo [15;25] mm. Priimu kad c=20 mm.

– leistinieji pilnavidurio veleno sukimo deformacijos įtempimai paimti iš intervalo [35;50]Mpa. Priimu, kad =45 MPa.

3.2 Korpuso vidinis skersmuo


čia: m- santykis D/d=1.5.3, priimu, kad m=2

 

Pagal standartą GOST 12447 parenku:

 

3.3 Hidrovariklio plokštelės plotis

 

čia: – naudingas hidrovariklio sukimo momentas;

– pasirinktas darbinis slėgis 6,3 Mpa;

– pradinis pasirinktas darbinis slėgis 0 Mpa;

D- korpuso vidinis skersmuo;

d- hidrovariklio veleno skersmuo;

k- hidrovariklio darbo kartotinumas k=1

– mechaninis naudingumo koef. =0,8

 

Parenku, kad b5=18 mm.

 

Tikrinu sąlygą:

Kadangi , tai tolimesnis skaičiavimas atliekamas kai mm, mm ir mm.

 

3.4 Hidrovariklio tepalo debitas

čia: – hidrovariklio sukimosi dažnis,

D- korpuso vidinis skersmuo,

d- hidrovariklio veleno skersmuo,

k- hidrovariklio darbo kartotinumas k=1,

b- hidrovariklio plokštelės plotis,

– tūrinis naudingumo koef. =0,95.

 

 

3.5 Mažiausias padavimo angos skersmuo

 

čia: – tepalo debitas

– vidutinis tepalo greitis angoje =5m/s

 

 

3.6 Darbinės kameros slėgis

 

 

čia: T- naudingas hidrovariklio sukimo momentas

– pradinis pasirinktas darbinis slėgis

D- korpuso vidinis skersmuo,

d- hidrovariklio veleno skersmuo

k- hidrovariklio darbo kartotinumas k=1

– mechaninis naudingumo koef. =0,8

b- hidrovariklio plokštelės plotis

 

3.7 Hidrovariklio išvystomas momentas


čia: – pasirinktas darbinis slėgis ,

D– korpuso vidinis skersmuo,

d– hidrovariklio veleno skersmuo,

k– hidrovariklio darbo kartotinumas k=1,

– mechaninis naudingumo koef. =0.8,

hidrovariklio plokštelės plotis.

 

4. Reversinio hidraulinio variklio skaičiavimai

 

2 lent. Parenkamas prototipas

Modelis Darbinis tūris, cm3 Apsisukimai

aps/min

Sukimo momentas,

Nm

Slėgis max,

Mpa

Hidromech. Naud. koef
G15-25 160 920 133 12,5 0,92

 

4.1 Hidrovariklio debitas

Čia Vo – Siurblio darbinis tūris, l;

– hidromechaninis variklio naudingumo koeficientas;

n- apsisukimai per minutę.

 

5.Hidraulinių variklių parinkimas tūrinės pavaros sistemoje. siurblių parinkimas

 

3 lent. Galutiniai skaičiavimo duomenys

idth="512" cellspacing="0" cellpadding="7">
Hidrovariklio Nr. Nr.1 Nr.2 Nr.3ir4 Nr.5
Hidrovariklio debitas l/min 1,47 1,59 0,81 6,72
Lygiagrečiai dirbančių hidrovariklių skaičius 1 1

 

2 1
Suminis debitas l/min 6,23 2,36 1,62 8,46
Darbinis slėgis MPa 6,3 6,3 6,3 6,3

 

Galingumo nuostoliai, susidarantys dėl tepalo nutekėjimo per hidrovožtuvą:

 

Čia p- darbinis slėgis, MPa

– didžiausias ir mažiausias tepalo debitas sistemoje,

Pv – galingumo nuostoliai, kW

– leistinieji galingumo nuostoliai, kW

 

Visų hidrocilindru darbas laike gali sutapti, todėl parenkant siurblį reikia atižvelgti , kad siurblis galetu išvystyti ir minimalių debit ir maksimalų, kuris lygus visų šioje sistemoje esančiu hidrocilindru debitu sumai.

 

4 lent. Siurblio parinkimas

Tipas G12-32AM
Darbinis tūris V0, cm3 16
Darbinis slėgis, MPa 6,3
Našumas Qs, l/min 12,7
Sukimosi dažnis, aps/min 960/1500
Turinis naudingumo koeficientas t 0,83
Bendras naudingumo koeficientas s 0,7

 

 

5.1 Didžiausi hidrocilindrų stūmoklių judėjimo greičiai

čia: – siurblio debitas

– hidrocilindro skersmuo;

– tūrinis naudingumo kooeficientas, =1

 

Gauti didžiausi kotų judėjimo greičiai didesni už projektinius, nurodytus užduotyje, todėl sistemoje bus montuojami droseliai, kurie nustatys tolygu ir pastovu kotų judėjimo greitį.

 

6. Sistemos naudingumo koeficientas

 

5 lent. naudingumo koeficientai

. . .

Pagrindiniai svarbiausių hidraulinių alyvų duomenys

Alyvos markė Gaminanti firma Tankis kg/m3 Kinematinė klampa, mm2/s Temperatūra, oC
20oC 40oC 50oC 100oC Stingimo Užsidegimo
NUTO 68 AG 865 250 22 16 4,2 -36 +190

 

8. Vamzdyno hidraulinis skaičiavimas 8.1 Vamzdynų vidiniai skersmenys

 

čia: Q- siurblio debitas m3/min ;

v- vidutinis tepalo tekėjimo vamzdžiu greitis

Pasirenku, kad vidutiniai tepalo tekėjimo greičiai: Įsiurbimo- vįs= 1,5 m/s

Nupylimo – vnp=2 m/s

Slėgio- vsl=2,5 m/s

 

Apskaičiavus skersmenius, juos reikia suapvalinti pagal GOST 16516-80 iki artimiausio sąlyginio nominalaus skersmens

 

8.2 Faktinis tepalo srauto greitis

 

čia: Q- skysčio debitas

– sąlyginis skersmuo, m.

 

8.3 Tepalo tėkmės režimas

čia: v- darbinio skysčio kinematinė klampa. Tepalo NUTO 68 kinematinė klampa v= m2/s

– faktinis tepalo srauto greitis

– sąlyginis skersmuo, m

Jei Re2320, tai tepalo tekėjimas laminarinis, o jei Re > 2320 –turbulentinis.

, todėl tekėjimas vamzdžiuose laminarinis.

 

Hidraulinės trinties koeficientas (Darsi koeficientas)

 

Slėgio ir nupylimo hidrolinijomis skaičiuojamas priklausomai nuo tepalo tėkmės režimo. Mūsų atveju naudojama formulė laminariniam tepalo tėkmės režimui Re2320

 

8.5 Slėgio hidrolinijos mažiausias vamzdžio sienelės storis


čia: p- darbinis tepalo slėgis,

– sąlyginis skersmuo, m (slėgio vamzdyje)

– leistinieji įtempimai, =130 MPa

c- sieneles storio padidėjimas (3-5 mm)

Priimu, kad vamzdžio sienelė 2,5 mm

 

8.6 Grafinė dalis

 

8.1 Hidrocilindro tvirtinimo ąsų kiaurymių, arba tvirtinimo ašies galų skersmuo

Hidrocilindro matmenys:

B=45 mm;

C=13 mm;

B0=28 mm;

d0=5 mm.

 

Tvirtinimo matmenys:

 

 

Čia: F0 – koto arba plunžerio išvystoma galia, F0= kN; k – tvirtinimo koeficientas, k=1,05; q – sąlyginis slėgis šarnyriniame sujungime, q=20MPa.

 

Pagal standarto eilute priimu, kad d=28m.

 

Tada pagal formulę d=kB=2kC=1,2R randu atitinkamus matmenis B,C,R:

 

8.2 Atsparuminiai hidrocilindro skaičiavimai

 

Mažiausias hidrocilindro tūtos sienelės storis δ:

 

 

Čia: p – slėgis hidrocilindre, p=6,3 MPa;

C – storio prieaugis 3.5, C=5 mm;

[] – leistinieji įtempiai, [ MPa;

D – hidrocilindro skersmuo D=63 mm.

 

 

Mažiausias dugno sienelės storis d:

 

Čia: – tūtos storis;

 

 

Tvirtinimo ąsos storis e:

 

 

Sriegio ilgis, kuris sujungus detales yra glemžiamas, LS:

 

Darbinės eigos metu

 

 

Čia: F0 – koto išvystoma jėga darbinės eigos metu, F0= kN;

D – hidrocilindro skersmuo D=56 mm;

[σgl] – leistinieji glemžimo įtempiai, [σgl]=39 MPa.

 

 

Mažiausias varžto skersmuo:

 

 

Čia: F0 – koto išvystoma jėga darbinės eigos metu, F0=13,96 kN;

[σ] – leistinieji įtempiai, [σ]=100 MPa;

z – varžtų skaičius, z=6.

 

 

Pagal standartų lentelę parenku d8mm.

 

Literatūros sąrašas

1. B. Spruogis. Hidraulinių ir pneumatinių sistemų skaičiavimas ir projektavimas: mokomoji knyga. Vilnius: Technika, 2008.

2. B Spruogis. Hidraulinės mašinos ir pavaros: vadovelis. Vilnius: Mokslas, 1991.

 

 

Join the Conversation