Файл: Курсовая работа по дисциплине Гидравлические и пневматические системы Титтмо на тему расчет гидропривода и подбор гидрооборудования экскаватора неполноповоротного эо2621А.docx
Добавлен: 12.01.2024
Просмотров: 234
Скачиваний: 9
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
Назначение и состав гидропривода экскаватора
3.2 Потребляемая мощность насоса гидропривода поступательного движения определяется по формуле
3.3 Число насосов выбирается следующим образом
3.5 Выбирается тип насоса и ближайшее большее к расчетному значение рабочего объема
3.6 Определяем подачу и эффективную мощность выбранных насосов
4. Составление структурной гидравлической схемы машины
5.1 Выбор гидрораспределителей
5.2 Выбор дросселя с обратным клапаном
5.3 Выбор блоков перепускных и подпиточных клапанов
6. Выбор фильтров гидросистемы
7. Расчет потерь давления в гидросистеме и КПД гидропривода машины
7.1. Выбор диаметра гидролиний
7.2. Расчет потерь давления в напорных, рабочих и сливной гидролиниях
7.3 Расчет потерь давления для жидкости ВМГЗ
7.4 Расчет потерь давления для жидкости МГ-30.
8. Расчет и подбор гидродвигателей
8.2. Выбор гидромоторов поворота платформы
9. Составление принципиальной гидравлической схемы гидросистемы и ее описание
- объемный КПД 
Гидромеханический КПД гидропривода:
Общий КПД гидропривода:
Результаты расчетов заносим в таблицу 3.
Таблица 3 - Результаты расчета КПД гидропривода при +25°С
Гидроцилиндром называется объемный гидродвигатель, в котором выходное звено (шток, плунжер или корпус) совершает ограниченное возвратно-поступательное движение.
Выбор размеров гидроцилиндров – диаметра гильз цилиндров и штоков, – производится по трем критериям:
1) коэффициенту мультипликации (отношению площади поршня к площади в штоковой площади). Если рабочий ход происходит при подаче жидкости в поршневую полость, выбираем гидроцилиндры с увеличенным штоком, обладающим большей устойчивостью. В этом случае коэффициент мультипликации ψ принимается ψ = 1,65. [1, стр. 190].
2) усилию на штоке и давлению в гидроприводе;
3) по скорости выдвижения штока и расходу жидкости в гидроприводе [3].
по структурной схеме на рисунке 2 при рабочем ходе поршневые полости гидроцилиндров Ц1 – Ц6 подключаются к соответствующим насосам Н1, Н2, Н3, Н4-Н5. При рабочем ходе штоки гидроцилиндров выдвигаются (то есть жидкость подается в поршневую полость), следовательно, выбираем значение ψс = ψр = ψк= ψпов = 1,65.
Требуемая по усилию площадь поршня полости гидроцилиндра Ц1 стрелы,
.
Требуемая по скорости площадь поршня гидроцилиндра Ц1 стрелы,
.
Среднее значение площади поршня гидроцилиндра Ц1 стрелы, .
Расчетный диаметр гильзы гидроцилиндра Ц1:
По техническим характеристикам [1, стр. 195, табл. 36] выбираем диаметр гильзы гидроцилиндра Ц1
= 100 мм; диаметр штока гидроцилиндра Ц1 выбираем 
= 60 мм; эффективные площади: 
=0,00785 , 
=0,00476 .
Требуемая по усилию площадь сдвоенных поршней полости гидроцилиндров Ц2 и Ц3 рукояти, .
Требуемая по скорости площадь сдвоенных поршней гидроцилиндров Ц2 и Ц3 рукояти, .
Среднее значение площади сдвоенных поршней гидроцилиндров Ц2 и Ц3 рукояти, .
Расчетный диаметр гильзы гидроцилиндров Ц2 и Ц3:
По техническим характеристикам [1, стр. 195, табл. 36] выбираем диаметр гильзы сдвоенных гидроцилиндров Ц2 и Ц3
= 80 мм; диаметр штока гидроцилиндров Ц2 – Ц3 выбираем 
= 50 мм; эффективные площади: 
=0,0050 , 
=0,00303 .
Требуемая по усилию площадь поршня полости гидроцилиндра Ц4 ковша,
.
Требуемая по скорости площадь поршня гидроцилиндра Ц4 ковша, .
Среднее значение площади поршня гидроцилиндра Ц4 ковша, .
Расчетный диаметр гильзы гидроцилиндра Ц4:
По техническим характеристикам [1, стр. 195, табл. 36] выбираем диаметр гильзы гидроцилиндра Ц4
= 100 мм; диаметр штока гидроцилиндра Ц4 выбираем 
= 60 мм; эффективные площади: 
=0,00785 , 
=0,00476 .
Выбор гидромоторов производим по требуемому крутящему моменту и угловой скорости.
Требуемый по крутящему моменту рабочий объем гидромотора:
Требуемый по угловой скорости рабочий объем гидромотора:
Среднее значение расчетного рабочего объема:
По каталогу [4] выбираем гидромотор поворота платформы A2FM45,6 Bosch-Rexroth с рабочим объемом 45,6
, номинальным давлением 40 МПа, номинальным крутящим моментом 290 Н·м,
Поскольку номинальное давление в гидроприводах 16 МПа меньше номинального давления гидромоторов (40 МПа), проверяем развиваемый ими крутящий момент:
Крутящий момент не превышает заданное значение 100·(
-97)/97=0,61% у гидромотора поворота платформы.
Принципиальная гидравлическая схема экскаватора одноковшового составляется на основе структурной схемы, в которой упрощенные обозначения элементов заменяются подробными схемами, отражающими их состав и принцип действия. Составленная схема приведена на рисунке 3.
Насос Н4 приводится в действие от двигателя трактора через редуктор с передаточным отношением
насосы Н1, Н2, Н3, Н5 действуют без понижения от двигателя. Гидроцилиндр Ц1 стрелы приводится в движение от отдельно подключенного насоса Н1 через распределитель Р1. Гидроцилиндры Ц2 и Ц3 рукояти сдвоенные питаются от отдельно подключенного насоса Н2 через односекционный распределитель Р2. Гидроцилиндр Ц4 ковша питаются от отдельно подключенного насоса Н3 через односекционный распределитель Р3. Гидромотор поворота М1 подключен к параллельно соединенным насосам Н4 и Н5 через односекционный распределитель Р4. Напорные секции Р1.1, Р2.1, Р3.1, Р4.1 снабжены предохранительными клапанами, настроенными на давление 16 МПа. Обратные клапаны в напорных секциях предотвращают слив жидкости из гидросистемы в гидробак Б через насосы при выключенном двигателе.
Рабочие секции Р1.2, Р2.2, Р3.2, и Р4.2 и содержат трехпозиционные 7-линейные золотники с ручным управлением и пружинным центрированием. Секции Р1.2, Р2.2, Р3.2 дополнительно снабжены блоками предохранительных клапанов, служащих для защиты гидроцилиндров Ц1, Ц2, Ц3 и Ц4 и их рабочих гидролиний от перегрузок при переводе золотников в нейтральную позицию. Аналогичную функцию выполняют блок перепускного и предохранительного клапана БОПК4, установленный перед гидромотором М1 поворота платформы. Помимо защиты М1 и его рабочих гидролиний от инерционных перегрузок, БОПК4 также предотвращают кавитацию в напорных полостях гидромотора в случае, если требуемый их расход превысит подачу насосов Н4 и Н5.
Рисунок 3 – Схема гидравлическая принципиальная экскаватора одноковшового
Н1,Н2- насос 310.28; Н3- насос 310.12; Н4- насос 310.112; Н5- насос 310.56 Р1 – распределитель Р-20; Р1.1 – напорная секция; Р1.2 – рабочая секция; Р1.3 – сливная секция; Р2 – распределитель Р-20; Р2.1 – напорная секция; Р2.2 – рабочая секция; Р2.3 – сливная секция; Р3 – распределитель Р-20; Р3.1 – напорная секция; Р3.2 – рабочая секция; Р3.3 – сливная секция; Р4 – распределитель Р-32; Р4.1 – напорная секция; Р4.2 – рабочая секция; Р4.3 – сливная секция; Ц1 – гидроцилиндр стрелы 100х60; Ц2,Ц3 – гидроцилиндры рукояти 80х50; Ц4 – гидроцилиндр ковша 100х60; М1– гидромотор поворота стрелы A2FM45,6 Bosch-Rexroth ; БПК1, БПК2, БПК3 – блоки предохранительных клапанов 63600; БПК4 – блок предохранительного и припускного клапана 63800; Др1 – дроссель с обратным клапаном 62600; Ф – фильтр 1.1.32-25И; Б – гидробак;
Для уменьшения скорости опускания стрелы и избежание падения при разрушении гидролинии служит дроссель Др1 с обратным клапаном, установленный в поршневой полости гидроцилиндра Ц1 подъема и опускания стрелы.
Гидросистема экскаватора одноковшового работает следующим образом.
От насосов Н1, Н2, Н3, Н4, Н5 рабочая жидкость поступает к распределителям Р1, Р2, Р3, Р4 которые управляют гидроцилиндрами рабочего оборудования экскаватора. В напорной секции распределителей вмонтированы предохранительные (первичные) и обратные клапаны. Предохранительные клапаны служат для предотвращения перегрузок в напорных линиях, обратные – для исключения противотока жидкости от гидроцилиндров к насосам в период приключения золотника. В поршневых и штоковых линиях гидроцилиндров установлены коробки предохранительных клапанов для избежание динамических перегрузок и кавитационных режимов гидроцилиндров. В исходном состоянии поток жидкости перетекает по разгрузочным (переливным) каналам распределителей через фильтр Ф1 в гидробак Б. При перемещении золотника секции Р1.2 вниз переливной канал перекрывается, и жидкость от насосов Н1 через обратный клапан секции Р1.1 и каналы золотника подается по левой рабочей гидролинии через блок предохранительных клапанов в поршневую полость гидроцилиндра Ц1. Происходит выдвижение штока и подъем стрелы экскаватора. Из штоковой полости Ц1 жидкость по правой рабочей гидролинии проходит в каналы золотника Р1.2 и далее через нижний сливной канал секций Р1.3 – в сливную гидролинию.
Управляемые обратные клапаны обеспечивают свободную подачу жидкости в поршневые полости гидроцилиндров выносных опор и запирают слив жидкости, когда внешние нагрузки передаются от опор на штоки, чем также достигается устойчивость экскаватора при работе. При подъеме опор жидкость подается в штоковые полости гидроцилиндров. Одновременно иглы клапанов открывают свободный слив жидкости из поршневых полостей.
Гидромеханический КПД гидропривода:
Общий КПД гидропривода:
Результаты расчетов заносим в таблицу 3.
Таблица 3 - Результаты расчета КПД гидропривода при +25°С
| КПД | Механический | Гидравлический | Объемный | Гидромеханический | Общий |
| Значения | 0,89 | 0,99 | 0,96 | 0,84 | 0,81 |
8. Расчет и подбор гидродвигателей
8.1 Выбор гидроцилиндров
Гидроцилиндром называется объемный гидродвигатель, в котором выходное звено (шток, плунжер или корпус) совершает ограниченное возвратно-поступательное движение.
Выбор размеров гидроцилиндров – диаметра гильз цилиндров и штоков, – производится по трем критериям:
1) коэффициенту мультипликации (отношению площади поршня к площади в штоковой площади). Если рабочий ход происходит при подаче жидкости в поршневую полость, выбираем гидроцилиндры с увеличенным штоком, обладающим большей устойчивостью. В этом случае коэффициент мультипликации ψ принимается ψ = 1,65. [1, стр. 190].
2) усилию на штоке и давлению в гидроприводе;
3) по скорости выдвижения штока и расходу жидкости в гидроприводе [3].
по структурной схеме на рисунке 2 при рабочем ходе поршневые полости гидроцилиндров Ц1 – Ц6 подключаются к соответствующим насосам Н1, Н2, Н3, Н4-Н5. При рабочем ходе штоки гидроцилиндров выдвигаются (то есть жидкость подается в поршневую полость), следовательно, выбираем значение ψс = ψр = ψк= ψпов = 1,65.
Требуемая по усилию площадь поршня полости гидроцилиндра Ц1 стрелы,
. Требуемая по скорости площадь поршня гидроцилиндра Ц1 стрелы,
.
Среднее значение площади поршня гидроцилиндра Ц1 стрелы,
. Расчетный диаметр гильзы гидроцилиндра Ц1:
По техническим характеристикам [1, стр. 195, табл. 36] выбираем диаметр гильзы гидроцилиндра Ц1
= 100 мм; диаметр штока гидроцилиндра Ц1 выбираем = 60 мм; эффективные площади: =0,00785 , =0,00476 . Требуемая по усилию площадь сдвоенных поршней полости гидроцилиндров Ц2 и Ц3 рукояти,
. Требуемая по скорости площадь сдвоенных поршней гидроцилиндров Ц2 и Ц3 рукояти,
. Среднее значение площади сдвоенных поршней гидроцилиндров Ц2 и Ц3 рукояти,
. Расчетный диаметр гильзы гидроцилиндров Ц2 и Ц3:
По техническим характеристикам [1, стр. 195, табл. 36] выбираем диаметр гильзы сдвоенных гидроцилиндров Ц2 и Ц3
= 80 мм; диаметр штока гидроцилиндров Ц2 – Ц3 выбираем = 50 мм; эффективные площади: =0,0050 , =0,00303 . Требуемая по усилию площадь поршня полости гидроцилиндра Ц4 ковша,
. Требуемая по скорости площадь поршня гидроцилиндра Ц4 ковша,
. Среднее значение площади поршня гидроцилиндра Ц4 ковша,
. Расчетный диаметр гильзы гидроцилиндра Ц4:
По техническим характеристикам [1, стр. 195, табл. 36] выбираем диаметр гильзы гидроцилиндра Ц4
= 100 мм; диаметр штока гидроцилиндра Ц4 выбираем = 60 мм; эффективные площади: =0,00785 , =0,00476 .8.2. Выбор гидромоторов поворота платформы
Выбор гидромоторов производим по требуемому крутящему моменту и угловой скорости.
Требуемый по крутящему моменту рабочий объем гидромотора:
Требуемый по угловой скорости рабочий объем гидромотора:
Среднее значение расчетного рабочего объема:
По каталогу [4] выбираем гидромотор поворота платформы A2FM45,6 Bosch-Rexroth с рабочим объемом 45,6
, номинальным давлением 40 МПа, номинальным крутящим моментом 290 Н·м,Поскольку номинальное давление в гидроприводах 16 МПа меньше номинального давления гидромоторов (40 МПа), проверяем развиваемый ими крутящий момент:
Крутящий момент не превышает заданное значение 100·(
-97)/97=0,61% у гидромотора поворота платформы.9. Составление принципиальной гидравлической схемы гидросистемы и ее описание
Принципиальная гидравлическая схема экскаватора одноковшового составляется на основе структурной схемы, в которой упрощенные обозначения элементов заменяются подробными схемами, отражающими их состав и принцип действия. Составленная схема приведена на рисунке 3.
Насос Н4 приводится в действие от двигателя трактора через редуктор с передаточным отношением
насосы Н1, Н2, Н3, Н5 действуют без понижения от двигателя. Гидроцилиндр Ц1 стрелы приводится в движение от отдельно подключенного насоса Н1 через распределитель Р1. Гидроцилиндры Ц2 и Ц3 рукояти сдвоенные питаются от отдельно подключенного насоса Н2 через односекционный распределитель Р2. Гидроцилиндр Ц4 ковша питаются от отдельно подключенного насоса Н3 через односекционный распределитель Р3. Гидромотор поворота М1 подключен к параллельно соединенным насосам Н4 и Н5 через односекционный распределитель Р4. Напорные секции Р1.1, Р2.1, Р3.1, Р4.1 снабжены предохранительными клапанами, настроенными на давление 16 МПа. Обратные клапаны в напорных секциях предотвращают слив жидкости из гидросистемы в гидробак Б через насосы при выключенном двигателе.Рабочие секции Р1.2, Р2.2, Р3.2, и Р4.2 и содержат трехпозиционные 7-линейные золотники с ручным управлением и пружинным центрированием. Секции Р1.2, Р2.2, Р3.2 дополнительно снабжены блоками предохранительных клапанов, служащих для защиты гидроцилиндров Ц1, Ц2, Ц3 и Ц4 и их рабочих гидролиний от перегрузок при переводе золотников в нейтральную позицию. Аналогичную функцию выполняют блок перепускного и предохранительного клапана БОПК4, установленный перед гидромотором М1 поворота платформы. Помимо защиты М1 и его рабочих гидролиний от инерционных перегрузок, БОПК4 также предотвращают кавитацию в напорных полостях гидромотора в случае, если требуемый их расход превысит подачу насосов Н4 и Н5.
Рисунок 3 – Схема гидравлическая принципиальная экскаватора одноковшового
Н1,Н2- насос 310.28; Н3- насос 310.12; Н4- насос 310.112; Н5- насос 310.56 Р1 – распределитель Р-20; Р1.1 – напорная секция; Р1.2 – рабочая секция; Р1.3 – сливная секция; Р2 – распределитель Р-20; Р2.1 – напорная секция; Р2.2 – рабочая секция; Р2.3 – сливная секция; Р3 – распределитель Р-20; Р3.1 – напорная секция; Р3.2 – рабочая секция; Р3.3 – сливная секция; Р4 – распределитель Р-32; Р4.1 – напорная секция; Р4.2 – рабочая секция; Р4.3 – сливная секция; Ц1 – гидроцилиндр стрелы 100х60; Ц2,Ц3 – гидроцилиндры рукояти 80х50; Ц4 – гидроцилиндр ковша 100х60; М1– гидромотор поворота стрелы A2FM45,6 Bosch-Rexroth ; БПК1, БПК2, БПК3 – блоки предохранительных клапанов 63600; БПК4 – блок предохранительного и припускного клапана 63800; Др1 – дроссель с обратным клапаном 62600; Ф – фильтр 1.1.32-25И; Б – гидробак;
Для уменьшения скорости опускания стрелы и избежание падения при разрушении гидролинии служит дроссель Др1 с обратным клапаном, установленный в поршневой полости гидроцилиндра Ц1 подъема и опускания стрелы.
Гидросистема экскаватора одноковшового работает следующим образом.
От насосов Н1, Н2, Н3, Н4, Н5 рабочая жидкость поступает к распределителям Р1, Р2, Р3, Р4 которые управляют гидроцилиндрами рабочего оборудования экскаватора. В напорной секции распределителей вмонтированы предохранительные (первичные) и обратные клапаны. Предохранительные клапаны служат для предотвращения перегрузок в напорных линиях, обратные – для исключения противотока жидкости от гидроцилиндров к насосам в период приключения золотника. В поршневых и штоковых линиях гидроцилиндров установлены коробки предохранительных клапанов для избежание динамических перегрузок и кавитационных режимов гидроцилиндров. В исходном состоянии поток жидкости перетекает по разгрузочным (переливным) каналам распределителей через фильтр Ф1 в гидробак Б. При перемещении золотника секции Р1.2 вниз переливной канал перекрывается, и жидкость от насосов Н1 через обратный клапан секции Р1.1 и каналы золотника подается по левой рабочей гидролинии через блок предохранительных клапанов в поршневую полость гидроцилиндра Ц1. Происходит выдвижение штока и подъем стрелы экскаватора. Из штоковой полости Ц1 жидкость по правой рабочей гидролинии проходит в каналы золотника Р1.2 и далее через нижний сливной канал секций Р1.3 – в сливную гидролинию.
Управляемые обратные клапаны обеспечивают свободную подачу жидкости в поршневые полости гидроцилиндров выносных опор и запирают слив жидкости, когда внешние нагрузки передаются от опор на штоки, чем также достигается устойчивость экскаватора при работе. При подъеме опор жидкость подается в штоковые полости гидроцилиндров. Одновременно иглы клапанов открывают свободный слив жидкости из поршневых полостей.
Список литературы
-
Каверзин, С.В. Курсовое и дипломное проектирование по гидроприводу самоходных машин: учеб. пособие / С.В. Каверзин. – Красноярск: ПИК «Офсет», 1997. – 384 с. -
ЭКСКАВАТОР ОДНОКОВШОВЫЙ ЭО-2621/ЭО-2626 на базе трактора МТЗ-82, Техническое описание и инструкция по эксплуатации ТО -
. Галдин, Н.С. Гидравлические машины, объемный гидропривод: учебное пособие / Н.С. Галдин. – Омск: СибАДИ, 2009. – 272 с. -
Нерегулируемые аксиально-поршневые гидромоторы Bosch-Rexroth серия A2FM // Официальный сайт компании OOO «Bosch Rexroth» -
Лепсшкин А. В. Гидравлические и пневматические системы: Учебник для сред. проф. образования / А.В.Лепешкин, А.А.Михайлин; Под ред. Ю. А. Беленкова. — М.: Издательский центр «Академия», 2004. — 336с.