 |
Определение расчетных выходных параметров гидропривода
|
|
|
|
Выходными параметрами гидропривода в данном случае являются усилия на штоке гидроцилиндра и скорость штока при рабочем ходе, а в совокупным выходным параметром является мощность гидропривода. Поскольку гидропривод имеет два гидроцилиндра, работающих в одинаковых условиях, необходимое усилие на штоке каждого гидроцилиндра составит
Поскольку при движении жидкости в трубопроводе происходят потери давления и кроме того имеется противодавление (штоковая полость – на слив) и трение в уплотнениях штока и поршня, то при определении расчётного усилия Fp необходимо ввести коэффициент запаса по условию kз.у.
Принимая коэффициент запаса по усилию kз.у.= 1,20, вычисляем расчетное значение усилия
Fp = kз.у ∙F =1,20∙30,65=36,78кН.
Исходя из условия устойчивости, определяем минимальный диаметр штока
где k – коэффициент, учитывающий характер заделки концов стержня; k=2;
L – длина штока в верхнем положении;
Е – модуль упругости материала штока; для стали: Е=2,1∙105МПа.
Таким образом получаем:
Скорость движения поршня при рабочем ходе связано с временем рабочего цикла зависимостью:
,
где L- длина хода поршня;
vраб - скорость рабочего хода;
vхол- скорость холостого хода;
∆t - время на переключение распределителя в крайнем положении поршня (при ручном управлении ∆t= 0,5-1,0 с).
Отношение vхол к vраб равно:
где Sц - площадь поперечного сечения цилиндра;
Sшт- площадь поперечного сечения штока;
D - внутренний диаметр гидроцилиндра;
d - диаметр штока;
φ - отношение активных площадей поршневой и штоковой полостей гидроцилиндра.
.
Подставляя последнее выражение в формулу для рабочего цикла, получаем:
|
|
|
При проектировании объёмного гидропривода применяют унифицированные устройства. Для подбора гидроцилиндра используют отраслевую нормаль ОН 22-176-69.
В соответствии с нормалью ОН 22-176-69 принимаем dмин = 50 мм и с учетом L = 800 мм выбираем φ = 1,65.
Скорость рабочего хода поршня при ∆t = 1,0с определяем по формуле:
Принимая коэффициент запаса по скорости равным kз.с. == 1,10, получаем:
vp = kз.с. ∙ vраб = 1,10∙6,12 = 6,73см / с.
Расчетная мощность гидропривода составит:
Назначение величины рабочего давления и выбор насоса
Величина рабочего давления в системе назначается на основе практических рекомендаций.
Таблица 1.
| Усилие на штоке, кН | До 50 | 50-100 | Свыше 100 |
| Давление в системе, МПа | 6,3-10,0 | 10,0-20,0 | 20,0-32,0 |
При назначении рабочего давления рекомендуют выбирать более высокие значения. Величину рабочего давления можно регулировать настройкой предохранительного клапана.
По величине Fp = 36,78 кН принимаем давление в системе равным р=10 МПа. При этом давлении расчетная производительность насоса составит
На строительных и дорожных машинах чаще всего применяют шестеренчатые и аксиально-поршневые гидромашины.
Таблица 2
| Тип насоса | Рабочий объем, см3 | Номинальное давление, МПа | Диапазон частоты вращения вала, об/мин | Объемный К.П.Д. | Полный К.П.Д. |
| НШ-10 | 10,0 | 1100-1650 | 0,90 | 0,80 | |
| НШ-32 | 31,7 | 1100-1650 | 0,90 | 0,81 | |
| НШ-46 | 47,38 | 1100-1650 | 0,90 | 0,85 |
На основе значений р и Qp выбираем насос.
По формуле для расхода насоса оцениваем число оборотов.
Если расход мал можно понизить давление предохранительным клапаном следовательно увеличить расход.
На основе значений р и Qp выбираем насос марки НШ-32 с числом оборотов п = 1200 об/мин.
Производительность насоса равна
QH = η0∙V0∙n = 0,90∙31,7∙1200=34236см3/мин=34,2л/мин,
что близко к Qp.
Насос приводится во вращение двигателем через редуктор, при расчете которого следует учесть, чтобы он при сниженных оборотах двигателя (в момент перегрузки) обеспечивал указанное число оборотов вала насоса.
|
|
|
Таким образом, принят насос НШ-32 с п = 1200 об/мин, рн = 10 МПа и Qн = 34,2 л/мин = 570 см3/с.
Предохранительный клапан в системе настраиваем на давление насоса, т.е. рн = 10 МПа.
|
|
|
