Файл: Министерство науки.docx

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ТЮМЕНСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт геологии и нефтегазодобычи

Кафедра: «Машины и оборудование

нефтяной и газовой промышленности»

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Гидроприводом называется совокупность устройств, предназначенных для приведения в движение механизмов и машин посредством рабочей жидкости, находящейся под давлением, с одновременным выполнением функций регулирования и реверсирования скорости движения выходного звена гидродвигателя. Гидроприводы могут быть двух типов: гидродинамические и объемные. В гидродинамических приводах используется в основном кинетическая энергия потока жидкости. В объемных гидроприводах используется потенциальная энергия давления рабочей жидкости.

---

Объемный гидропривод состоит из гидропередачи, устройств управления, вспомогательных устройств и гидролиний.

Объемная гидропередача, являющаяся силовой частью гидропривода, состоит из объемного насоса (преобразователя механической энергии приводящего двигателя в энергию потока рабочей жидкости) и объемного гидродвигателя (преобразователя энергии потока рабочей жидкости в механическую энергию выходного звена). В состав некоторых объемных гидропередач входит гидроаккумулятор (гидроемкости, предназначенные для аккумулирования энергии рабочей жидкости, находящейся под давлением, с целью последующего ее использования для приведения в работу гидродвигателя). Кроме того, в состав гидропередач могут входить также
гидропреобразователи - объемные гидромашины для преобразования энергии потока рабочей жидкости с одними значениями давления P и расхода Q в энергию другого потока с другими значениями P и Q. Устройства управления предназначены для управления потоком или другими устройствами
гидропривода. При этом под управлением потоком понимается изменение или поддержание на определенном уровне давления и расхода в гидросистеме, а также изменение направления движения потока рабочей жидкости.

К устройствам управления относятся:

1. 
   гидрораспределители, служащие для изменения направления движения потока рабочей жидкости, обеспечения требуемой последовательности включения в работу гидродвигателей, реверсирования движения их
   выходных звеньев и т.д.;
   
2. 
   вспомогательные устройства обеспечивают надежную работу всех элементов гидропривода. К ним относятся: кондиционеры рабочей жидкости (фильтры, теплообменные аппараты и др.);
   
3. 
   уплотнители, обеспечивающие герметизацию гидросистемы;
   гидравлические реле давления;
   гидроемкости (гидробаки и гидроаккумуляторы рабочей жидкости) и др.
   

В зависимости от конструкции и типа входящих в состав гидропередачи элементов объемные гидроприводы можно классифицировать по нескольким признакам.

По характеру движения выходного звена гидродвигателя: гидропривод вращательного движения, когда в качестве гидродвигателя применяется гидромотор; гидропривод поступательного движения, у которого в качестве гидродвигателя применяется гидроцилиндр; гидропривод поворотного движения, когда в качестве гидродвигателя применен поворотный гидроцилиндр, у которого ведомое звено совершает возвратно-поворотное движение на угол, меньший 360.

---

По возможности регулирования: регулируемый гидропривод, в котором в процессе его эксплуатации скорость выходного звена гидродвигателя можно изменять по требуемому закону;
нерегулируемый гидропривод, у которого нельзя изменять скорость движения выходного звена гидропередачи.

По схеме циркуляции рабочей жидкости: гидропривод с замкнутой схемой циркуляции, в котором рабочая жидкость от гидродвигателя возвращается во всасывающую гидролинию насоса; гидропривод с разомкнутой системой циркуляции, в котором рабочая жидкость постоянно сообщается с
гидробаком или атмосферой. Достоинства такой схемы хорошие условия для охлаждения и очистки рабочей жидкости.

По источнику подачи рабочей жидкости: насосные гидроприводы, в которых рабочая жидкость подается в гидродвигатели насосами, входящих в состав этих гидроприводов; аккумуляторные гидроприводы, в которых рабочая жидкость подается в гидродвигатели из гидроаккумуляторов, предварительно заряженных от
внешних источников, не входящих в состав данных гидроприводов; магистральные гидроприводы, в которых рабочая жидкость подается к гидродвигателям от специальной магистрали, не входящей в состав этих приводов.

По типу приводящего двигателя гидроприводы могут быть с электроприводом, приводом от ДВС, турбин и т.д.

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

Задание для курсовой работы:

1. 
   Гидропередача состоит из аксиального роторно-поршневого насоса, параллельно подключенных к нему силового гидроцилиндра с односторонним штоком и двух гидромоторов, а также гидромагистрали протяженностью 15 м.
   
2. 
   Силовой гидроцилиндр и гидромоторы работают одновременно.
   
3. 
   Усилие на штоке F, 15 кН.
   
4. 
   Скорость поршня , 0,09 м/с.
   
5. 
   Моменты на валах М₁=М₂, 0,02 кН м.
   
6. 
   Частота вращения валов гидромотора n₁=n₂, 1400 об/с.
   
7. 
   Номинальное давление Р, 10 Мпа.
   
8. 
   Длины трубопроводов l₁=2 м, l₂=l_э=5 м, l₁=l₅=6 м, l_сл=10 м.
   

1.1 Выбор функциональной схемы гидропривода

Рассчитываем выходную мощность на валах гидромоторов:

---

M – крутящий момент на валу гидромотора, кНм;

n– частота вращения вала гидромотора, об/мин.

кВт

Так как в гидросистеме находятся 2 гидромотора, их выходные мощности суммируются, следовательно .

Выбираем объемный метод регулирования, так как >3кВт.

Рассчитываем выходную мощность на штоках гидроцилиндра



F – усилие на штоке, кН;

– максимальная скорость перемещения штока, м/с;



Выбираем дроссельный метод регулирования.



Рис.1.1 – Схема гидропривода

Для фиксации штока гидроцилиндра ставим гидрозамок, который перекрывает движение жидкости в одном или в обоих направлениях; для разгрузки насоса устанавливаем редукционный клапан; для изменения направления, регулирования величины и запирания потока рабочей жидкости используем распределитель 4-ч линейный 3-х позиционный; для фильтрации жидкости от механических примесей, во всасывающей линии устанавливаем фильтр перед гидробаком. Регулируемый насос устанавливаем для регуляции и изменения потока жидкости.

1.2 Выбор рабочей жидкости

При обосновании выбора рабочей жидкости следует руководствоваться основными требованиями, предъявляемыми к ней. Важными параметрами характеристики жидкости являются температуры застывания и замерзания.

В качестве рабочей жидкости выберем масло индустриальное марки И – 50А (ГОСТ 20799 – 75). Данное масло имеет следующие характеристики:

1. 
   Вязкость при температуре 50⁰С = 47…55 10^-6 м²/с
   
2. 
   Температура вспышки = 200⁰С
   
3. 
   Температура застывания = – 20⁰С
   
4. 
   Пределы рабочих температур = +10 … +70⁰С
   
5. 
   Плотность 890 … 930 кг/м³
   
6. 
   
   

---

2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Выбор гидродвигателя

По заданному крутящему моменты, а также по числу оборотов выбираем нерегулируемый, с наклонным блоком гидромотор типа МН250/100.

• 
  Номинальное давление = 10 МПа
  
• 
  Рабочий объем = 250 см³
  
• 
  Частота вращения = от 10 до 1500 об/мин
  
• 
  Объемный КПД = 0.96
  
• 
  Общий КПД = 0.90
  

При создании необходимого крутящего момента М перепад давлений в гидромоторе Рд составит:



где _до – объемный к.п.д.;

q_д - рабочий объем гидромотора, м³;

_д – общий к.п.д.



Найдем перепад давлений в гидроцилиндре.

По выходному заданному усилию на штоке и допускаемому напряжению сжатия (растяжения) материала находится площадь сечения штока f_ш:



где  - допускаемое нормальное напряжение, Н/м². Допускаемое напряжение на сжатие для стали 40ХН - 110⁸ Н/м²







По ГОСТу принимаем диаметр штока равным 16 мм, а диаметр цилиндра равный 25 мм.

Выбираем гидроцилиндр HM0025160050.

2.2 Определение расхода жидкости

Расход рабочей жидкости гидромотора находится согласно выражениям:





где Q_{м max} и Q _{м min} – максимальный и минимальный расход жидкости;

q_м – рабочий объем гидромотора (теоретический расход жидкости за один оборот вала), м³/об;

n_max и n_min – максимальная и минимальная скорости вращения вала гидромотора (по заданию), об/с;

_ом – объемный к.п.д. (из технической характеристики гидромотора). Для поршневых гидромоторов

---