КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Учебное пособие
Re
При турбулентном режиме при значениях критерия Рейнольдса 2300 < Re < 10000, коэффициент сопротивления для металлических труб может быть определен по формуле Блазиуса:
- для медных и латунных труб
λ = 0,3164; (8.7) Re0,25
- для стальных шероховатых труб
⎛ Ä λ = 0,06⎜⎜ 0,314 ⎞ ⎟⎟
, (8.8) ⎝ DУ ⎠
где Ä – высота выступов шероховатости (абсолютная шероховатость), определяемая в соответствии с таблицей 8.2.
При развитом турбулентном режиме движения, то есть при Re > 10000 коэффициент сопротивления для стальных труб определяется по формуле
⎛ 3,7D ⎞ ⎜2log У ⎟ Ä
. (8.9) ⎝ ⎠
Таблица 8.2 – Абсолютная шероховатость для трубопроводов из различных материалов
В вышеприведенной формуле (8.1) потери давления в местных сопротивлениях определяются из соотношения
SÄP = γSζ b υ
где zМ– коэффициент местного сопротивления, численное значение которого может быть определено из справочной и учебной литературы [1, 6]; некоторые значения коэффициентов местных сопротивлений приведены в таблице 8.3; b – поправочный коэффициент, приближенно учитывающий при ламинарном режиме зависимость коэффициентов местного сопротивления от критерия Re. При турбулентном режиме коэффициент zМне зависит от числа Re и поэтому коэффициент b = 1,0. Значение коэффициента b может быть определено по графику (рисунок 8.1).
Рисунок 8.1 – Зависимость поправочного коэффициента b = f(Re)
При определении местных потерь давления считают, что гидравлическая схема гидропривода известна, тогда тип и число местных сопротивлений можно определить на каждом отдельном участке гидропривода по схеме. При этом необходимо учитывать все повороты трубопроводов, изменение сечения трубопроводов, установку контрольно- регулирующей и распределительной аппаратуры, вспомогательных элементов гидропривода.
Таблица 8.3 – Значения коэффициентов местных сопротивлений для клапанов и соединений
Примечания: r – радиус трубопровода; R – радиус поворота трубопровода
Потери рабочего давления при прохождении рабочей жидкости через контрольно-регулирующую, распределительную и вспомогательную аппаратуру ÄRГ определяются в соответствии с принятой схемой гидропривода. Величина потерь давления в гидроаппаратуре принимается из их технических характеристик или определяется расчетом местных потерь давления в гидроаппаратуре. Для этого необходимо учесть коэффициент местных сопротивлений гидроаппаратуры (таблица 8.3). При расчете местных потерь давления можно объединить коэффициенты местных сопротивлений трубопроводов и гидроаппаратуры и получить общие результаты или считать отдельно.
9 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КПД ГИДРОПРИВОДА И ФАКТИЧЕСКОГО УСИЛИЯ НА ШТОКЕ ГИДРОЦИЛИНДРА
Зная величину гидравлических потерь ÄP, можно определить фактическое давление на поршень гидроцилиндра:
PЦ = PН – ÄP, (9.1)
т.е. фактическое давление на поршень гидроцилиндра будет меньше давления, развиваемого насосом. Потери давления в системе гидропривода оцениваются гидравлическим КПД:
PЦ ηГ = PН = PН- ÄP PН
, (9.2)
где PН – давление, развиваемое насосом; PЦ – давление в гидроцилиндре.
Обычно среднее расчетное значение hГ колеблется в пределах 0,85 ¸ 0,95.
Объемные потери в гидроприводе происходят вследствие утечек жидкости через зазоры в элементах гидропривода. Примером объемных потерь может служить утечка жидкости в рабочем цилиндре между стенками цилиндра и плунжером, утечка жидкости в насосе, золотнике. Общие потери жидкости в гидросистеме складываются из потерь в насосе qН, потерь в цилиндре гидродвигателя qЦ, потерь в золотнике qЗ:
ÄQ = qН + qЦ + qЗ. (9.3)
Каждый из перечисленных видов потерь можно выразить через утечку, которая представляет величину утечки в л/мин, отнесенную к давлению в 1 МПа:
ÄQ = sн·Pн+ sц·Pц+ sз·Pз, (9.4)
где sН – удельная утечка жидкости в насосе, sН = 0,03 ÷ 0,05 л/мин на 1 МПа; sЦ – удельная утечка жидкости в гидроцилиндре, sЦ = 0,0013 ÷ 0,0016 л/мин на 1 МПа; sЗ – удельная утечка жидкости в золотнике, sЗ = 0,0015 ÷ 0,0017 л/мин на 1 МПа; PН – рабочее давление, развиваемое насосом; PЦ – давление в гидроцилиндре; PЗ – давление в золотнике, принимаемое равным давлению PЦ.
Потери расхода в гидросистеме могут быть оценены объемным КПД
η = QН- ÄQ
Н
Среднее значение объемного КПД колеблется в пределах (0,9 ÷ 0,98).
Полный КПД гидропривода определяется по формуле
η = ηГ× ηО × ηМ, (9.6)
где hГ – гидравлический КПД гидропривода, учитывающий гидравлические потери в насосе, гидродвигателе, трубопроводе (определяется по формуле (9.2)); hО – объемный КПД гидропривода, учитывающий потери жидкости в насосе, гидроцилиндре, трубопроводе (определяется по формуле (9.5)); hм – механический КПД гидропривода, учитывающий потери мощности на преодоление сил трения в сальниках, манжетах, цилиндрах насоса и гидродвигателя, рассчитываемый по соотношению
ηМ= ηМН× ηМЦ, (9.7)
где, в свою очередь,
hМН– механический КПД насоса, равный (0,80 ÷ 0,90); hМЦ– механический КПД гидроцилиндра, определяемый по формуле
η = FЦ - FТР
Ц
где FТР – суммарное усилие трения в гидроцилиндре (определяемое в разделе 2.4.2); FЦ – усилие, развиваемое гидроцилиндром, которое определяется по формуле
FЦ= PЦ πD2 4
, (9.9)
где D – внутренний диаметр гидроцилиндра.
После определения потерь давления в системе гидропривода и действительного давления в гидроцилиндре, можно рассчитать фактическую силу, передаваемую поршнем гидроцилиндра рабочему органу машины:
- при подаче рабочей жидкости в поршневую полость (толкающее усилие)
FФтолк = PН πD2 4 η, (9.10)
- при подаче рабочей жидкости в штоковую полость (тянущее усилие)
FФтян
= PН π(D2 - d2) 4
η, (9.11)
где d – диаметр штока; h – полный КПД гидропривода.
Если принятые параметры элементов гидропривода обеспечивают соотношение FФ > F, надежная работа гидропривода обеспечена; в противном случае (FФ < F) необходимо произвести перерасчет параметров гидропривода.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К ГЛАВАМ 4 – 9
1. Какая гидроаппаратура служит для изменения направления движения потока рабочей жидкости? 2. Как классифицируются гидрораспределители по способу управления? 3. Принцип работы кранового гидрораспределителя. 4. По каким признакам классифицируются золотниковые гидрораспределители? 5. Каково назначение двухходового гидрораспределителя? 6. Как подразделяются гидрораспределители по способу управления? 7. По каким параметрам выбираются гидрораспределители? 8. Какие функции выполняют обратный, редукционные, предохранительные клапаны? 9. Какие элементы объемного гидропривода относятся к вспомогательным устройствам? 10. Принцип работы и назначение гидрозамка. 11. Каковы исходные параметры для определения внутреннего диаметра трубопровода гидропривода? 12. Допустимые скорости движения рабочей жидкости в гидролиниях. 13. Почему скорости движения рабочей жидкости в гидролиниях имеют ограничения? 14. В каких случаях применяют гибкие трубопроводы? 15. Виды потерь давления в системе гидропривода. 16. Как определяют местные потери давления в системе гидропривода? 17. Почему в системе гидропривода возникают потери рабочей жидкости? 18. Как определяется КПД гидропривода?
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам / Я. М. Вильнер [и др.]. – Минск: Вышейшая школа, 1985. – 382 с. 2. Гулидов, С. В. Расчет объемного гидропривода / С. В. Гулидов, М. Ф. Мячин. – Ленинград: ЛТА, 1982. – 28 с. 3. Лебедев, Н. И. Объемный гидропривод машин лесной промышленности: учебное пособие для вузов. – 2-е изд. / Н. И. Лебедев. – М.: Лесная пром-ть, 1986. – 296 с. 4. Багин, Ю. И. Справочник по гидроприводу машин лесной промышленности / Ю. И. Багин. – М.: Экология, 1993. – 352 с. 5. Корпачев, В. П. Основы расчета и выбора элементов объемного гидропривода / В. П. Корпачев, Л. И. Малинин, Б. Г. Сизов. – Красноярск: СТИ, 1983. – 46 с. 6. Осипов, П. Е. Гидравлика, гидравлические машины и гидропривод / П. Е. Осипов. – М.: Лесная пром-сть, 1981. – 424 с. 7. Каверзин, С. В. Обеспечение работоспособности гидравлического привода при низких температурах / С. В. Каверзин, В. П. Лебедев, Е. А. Сорокин. – Красноярск, 1997. – 240 с. 8. Каверзин, С. В. Курсовое и дипломное проектирование по гидроприводу самоходных машин: учебное пособие / С. В. Каверзин. – Красноярск: ПИК «Офсет», 1997. – 384 с. 9. Каверзин, С. В. Сборник задач по гидравлике и гидравлическому приводу / С. В. Каверзин. – Красноярск: КГТУ, 1999. – 35 с. 10. Корпачев, В. П. Основы проектирования объемного гидропривода: учебное пособие для студентов, обучающихся по специальности 250401 Лесоинженерное дело / В. П. Корпачев, В. И. Дитрих, И. В. Губин. – Красноярск: СибГТУ, 2006. – 143 с. 11. Хорош, А. И. Гидрооборудование лесных машин: учебное пособие для студентов специальности 150405.65 Машины и оборудование лесного комплекса всех форм обучения. Часть 1 / А. И. Хорош, И. А. Хорош. – Красноярск: СибГТУ, 2009. – 280 с. 12. Марутов, В. А. Гидроцилиндры. Конструкции и расчет / В. А. Марутов, С. А. Павловский. – М.: Машиностроение, 1966. – 172 с. 13. Донвард – гидравлические системы [электронный ресурс]. – Режим доступа: http://donvard.novastar.su/ 14. Сибтехноком [электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.sibtehnokom.ru/ 15. ООО ПКФ «Гидромаш-Юг» [электронный ресурс]. – Режим доступа: http://gidromash-yug.ru/
16. Образовательный ресурс по гидравлике и гидропневмоприводу [электронный ресурс]. – Режим доступа: http://gidravl.com 17. Гидропривод. Основы и компоненты: учебный курс по гидравлике. Том 1 / Х. Экснер [и др.]. – Эрбах Германия: Бош Рексрот АГ. – 322 с. 18. Галдин, Н. С. Основы гидравлики и гидропривода: учебное пособие / Н. С. Галдин. – Омск: Изд-во СибАДИ, 2006. – 145 с.
Приложение А (справочное) – Основные определения и зависимости гидравлики и гидропривода
Таблица А.1 – Основные определения и зависимости гидравлики и объемного гидропривода
Продолжение таблицы А.1
Продолжение таблицы А.1
Продолжение таблицы А.1
Продолжение таблицы А.1
Окончание таблицы А.1
Приложение Б (справочное) – Условные обозначения гидравлических элементов
Таблица Б.1 – Условные обозначения гидравлических элементов
Продолжение таблицы Б.1
Продолжение таблицы Б.1
Продолжение таблицы Б.1
Продолжение таблицы Б.1
Продолжение таблицы Б.1
Окончание таблицы Б.1
Приложение В (справочное) – Примеры расчетных схем объемного гидропривода
Рисунок В.1 – Механизм надвигания пилы в раскряжевочной установке
Рисунок В.2 – Механизм перемещения штанговой пилы
Рисунок В.3 – Механизм подъема и опускания стрелы валочно- пакетирующей машины
Рисунок В.4 – Гидроцилиндр левого борта топлякоукладчика
Рисунок В.5 – Гидроцилиндр перемещения каретки лесопогрузчика
Рисунок В.6 – Привод гидроцилиндров активного полуприцепа тракторов
Рисунок В.7 – Гидроцилиндр стрелы челюстного погрузчика
Рисунок В.8 – Цилиндры снегоочистителя валочной машины
Рисунок В.9 – Гидроцилиндр приемного стола окорочного станка
Рисунок В.10 – Привод опускания стрелы машины
Рисунок В.11 – Мультипликатор гидроцилиндров зажимных рычагов
Рисунок В.12 – Гидроцилиндр подъема и опускания стрелы
Рисунок В.13 – Гидроцилиндр поворота стрелы челюстного погрузчика
Рисунок В.14 – Гидроцилиндр подъема и опускания рукояти
Приложение Г (справочное) – Задание на курсовую работу
Министерство образования и науки РФ
ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»
Кафедра использования водных ресурсов
ЗАДАНИЕ На выполнение курсовой работы по теме: Расчет объемного гидропривода
Факультет
Студенту
1. Рабочее усилие на штоке гидроцилиндра F =кН; 2. Ход поршня S =мм; 3. Скорость движения рабочего органа v =м/с; 4. Общая длина трубопроводов L =м, в том числе напорного трубопровода LН=м. 5. Напорный трубопровод имеетрезких поворотов наградусов и колена с закруглением на 90° при соотношении r/R =. 6. Колебание температуры окружающей среды составляет от до°С.
Требуется: составить и описать принципиальную гидравлическую схему, определить основные параметры гидравлического привода с возвратно- поступательным движением рабочего органа.
Задание выдано «»20 г.
Приложение Д (справочное) – Примерная структура курсовой работы
1. Титульный лист 2. Бланк задания 3. Введение 4. Выбор и описание принципиальной гидравлической схемы 5. Выбор рабочей жидкости 6. Выбор рабочего давления 7. Приближенный расчет основных параметров гидроцилиндра 8. Уточненный расчет основных параметров гидроцилиндра 9. Расчет гидроцилиндра на устойчивость 10. Выбор насоса 11. Выбор необходимой гидроаппаратуры (в соответствии с принятой принципиальной схемой) 12. Расчет трубопроводов 13. Определение КПД гидропривода 14. Определение фактической нагрузки на рабочем органе 15. Определение необходимой емкости гидравлического бака 16. Заключение 17. Библиографический список
ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОБЪЕМНОГО ГИДРОПРИВОДА
Отв. редактор И.В. Губин Редактор РИЦ Л.М. Буторина
Дата добавления: 2014-12-07; Просмотров: 1807; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |