Зміст
Ст.
Завдання на курсову роботу ............................................................................. 3
1 Вступ ................................................................................................................. 4
2 Визначення діаметрів труб на дільницях ....................................................... 5-6
3 Механічний розрахунок труб та підбір їх но ГОСТ ..................................... 7-8
4 Визначення втрат напору в гідросистемі ....................................................... 9-12
5 Розрахунок робочого зусилля гідроциліндра ................................................. 13
6 Визначення корисної потужності силового гідроциліндра ........................... 14
7 Розрахунок підвищення тиску в гідросистемі, при зупинці гідродвигуна на протязі 0,4 с ..................................................................................................... 15-16
8 Визначення загального коефіцієнту корисної дії гідроприводу ................... 17
9 Список використаних джерел .......................................................................... 18
у
Завдання на курсову роботу
В установці гідравлічного преса для збільшення тиску в робочому циліндрі 1 застосований диференційний гідроциліндр (гідромультиплікатор) 3. Об'ємні втрати рідини компенсуються насосом 5 через зворотний клапан 2.
Вихідні дані
Температура робочої рідини .................Ф
Діаметр поршня .................D
Діаметр штока .................d
Діаметр малого циліндра підсилювача тиску ........D2
Діаметр великого циліндра ................D1
Тиск, що розвивається насосом ................рн
Подача насоса ...............QH
Коефіцієнт корисної дії гідроциліндра
об'ємний .................0,95
механічний .............................0,92
Коефіцієнт корисної дії мультиплікатора
об'ємний .................0,9
механічний ..................0,88
Довжина дільниць трубопровідної системи ............l
Вихідні дані приведені в таблиці 1.
Таблиця 1 – Вихідні дані
Варіант | Робоча рідина (масло) | Qн,
л/хв | Рн,
105 Па | D,
мм | d,
мм | D1,
мм | D2,
мм | l1,
м | l2,
м | l3,
м | l4,
м | T
°С | l5,
м
5 | Індустріальне І-20А | 5 | 20 | 75 | 40 | 100 | 50 | 1,9 | 2,1 | 2,1 | 2,3 | 80 | 1,8
Перелік розрахункових питань
Визначити діаметри труб на дільницях.
Провести механічний розрахунок труб та підібрати їх но ГОСТ.
Визначити втрати напору в гідросистемі.
Розрахувати робоче зусилля гідроциліндра.
Визначити корисну потужність силового гідроциліндра.
Розрахувати підвищення тиску в гідросистемі, якщо зупинка гідродвигуна відбувається на протязі 0,4 с
Знайти загальний коефіцієнт корисної дії гідроприводу.
Графічний матеріал
Схема гідроприводу.
Викреслити один із елементів гідроприводу.
1 Вступ
Гідравліка, як наука, дає методи розрахунку і проектування різних гідротехнічних споруджень (каналів, трубопроводів), гідромашин (насосів, гідропередач), а також інших гідравлічних пристроїв, які використовуються в багатьох областях техніки. Особливо велике значення гідравліка має в машинобудуванні, де приходиться мати справу з закритими руслами (наприклад, трубами) і напірними течіями.
Гідросистеми, які складаються з насосів, трубопроводів, різних гідроагрегатів широко використовуються в машинобудуванні в якості рідинного охолодження, паливоподачі і ін. Гідроприводи, гідроавтоматика і різні гідравлічні пристрої являються досить перспективними для комплексної автоматизації і механізації виробництва.
Опис роботи гідроприводу:
В установці гідравлічного преса робоча рідина подається насосом 5 через золотниковий розподілювач 4 у робочу камеру диференційного гідроциліндра (гідромультиплікатора) 3. Гідромультиплікатор служить для збільшення тиску в робочому циліндрі 1. Об'ємні втрати рідини компенсуються насосом 5 через зворотний клапан 2. Зворотній клапан запобігає зливу рідини з всмоктувальної лінії гідронасосу в гідробак 8. При надмірному підвищенні тиску на виході гідромультиплікатора 3 робоча рідина через запобіжний клапан 6 перекачується в гідробак 8.
2 Визначення діаметрів труб на дільницях
Визначаємо швидкість більшого поршня гідро мультиплікатора 3:
Qн- подача насосу;
D1 – діаметр більшого поршня гідромультиплікатора.
Визначаємо витрату меншого поршня гідромультиплікатора 3, витрати в лінії 5.
D2 – діаметр меншого поршня гідромультиплікатора.
Визначаємо швидкість поршня гідроциліндра:
D – діаметр поршня гідроцилідра.
Знаходимо втрати в лінії l3.
Визначаємо тиски в напірному трубопроводі l2.
Рух робочої рідини в цьому трубопроводі буде здійснюватись з швидкістю:
, ст. 63[2].
Визначаємо тиски в напірному трубопроводі l5.
Сила, що діє на поршень D1 мультиплікатора.
Сила, що діє від поршня D2 на рідину.
Тиск, який створює поршень D2.
При даному тиску рух робочої рідини буде здійснюватись з швидкістю:
, ст.63[2].
Визначаємо діаметри трубопровідних ліній за формулою:
,
де Qн – подача насосу, м3/с;
х – швидкість руху робочої рідини на заданій лінії.
Визначаємо діаметр всмоктувальної лінії l1:
,
де – швидкість руху робочої рідини у всмоктувальній лінії lвc, ст.63[2].
Визначаємо діаметр напірної лінії l2:
,
де – швидкість руху робочої рідини у всмоктувальній лінії l2, ст.63[2].
Визначаємо діаметр напірної лінії l5:
де – швидкість руху робочої рідини у всмоктувальній лінії l5, ст.63[2].
Визначаємо діаметр зливної лінії l3:–
швидкість руху робочої рідини у зливній ліній l3, cт. 63[2].
3 Механічний розрахунок труб та підбір їх по ГОСТ
Розрахункову товщину стінок труб визначаємо за формулою:
де P – робочий тиск в гідроциліндрі;
d – внутрішній діаметр труб;
m – відхилення по діаметру труби (вибираємо довільно) m=0,06ч0,15мм;
n – допустимі відхилення товщини стінки, n=0,9;
– допустима напруга матеріалу труби на розрив, яка приймається рівною 30-35% від тимчасового опору розриву.
Робочий тиск в гідроприводі беремо максимальний, тобто Pmax= Pн=70.4·105 Па.
Оскільки ми будемо використовувати труби стальні безшовні холоднотянуті, то тимчасовий опір розриву становить .
Отже, допустима напруга матеріалу труби на розрив буде:
=·0,30=412·106·0,3=1,236·108 Па.
Визначаємо товщини стінок труб трубопровідних ліній:
для всмоктувальної лінії:
,
для напірної лінії l2:
,–
для напірної лінії l5:
,
для зливної лінії:
.
Підбираємо діаметри труб за ГОСТ 8734-75.
для всмоктувальної лінії приймаємо трубу із зовнішньої діаметром d= 9,4мм із товщиною стінки д = 0,3мм;
для напірної лінії l2: d2 = 7мм; д = 0,5мм;
для напірної лінії l5: d5 = 5,2мм; д = 1,4мм;
для зливної: d =4,8мм; д=1,6мм.
Уточнюємо швидкість руху рідини в трубах вибраних по ГОСТ:
4 Визначення втрати напору в гідросистемі
Уточнюємо параметри рідини. Визначаємо густину індустріального масла І-20А при t=800C.
с50=891кг/м3 - густину турбінного масла при t=500C.
1/c. – коефіцієнт температурного розширення.
.
Визначаємо кінематичну в’язкість турбінного масла при t=800C.
.
Визначаємо числа Рейнольда для ліній гідроприводу за формулою:
,
де, х – швидкість рідини в заданій лінії, м/с;
d – внутрішній діаметр труби, м;
н – кінематична в’язкість масла, м2/с.
- Всмоктувальна лінія l1:
.
Ламінарний режим руху рідини.
- Напірна лінія l2:
.
Ламінарний режим руху рідини.
- Зливна лінія l3, l4:
Ламінарний режим руху рідини.
- Напірна лінія l5:
Ламінарний режим руху