Введение
Современная стационарная и мобильная техника активно насыщается гидравлическими системами и агрегатами, реализующими преимущества использования жидкости в качестве энерго- или теплоносителя. Так, например, в наземных транспортных средствах гидравлические системы питания, смазки и охлаждения двигателей внутреннего сгорания, рулевое управление (гидроусилители руля), ходовая часть, ее подвеску, механизмы сцепления и торможения автомобиля.
Поэтому для грамотного обслуживания, ремонта, диагностики состояния такой техники необходимо знать основные закономерности поведения рабочих жидкостей и газов, являющихся рабочей средой указанных механизмов. Задачу решает наука гидравлика, изучающая законы поведения жидкостей и газов в условиях покоя или движения и предлагающая их практическое применение в инженерной практике. В этих условиях важное значение приобретают прикладные аспекты теоретических знаний гидравлики: основы схемотехнического поиска инженерных решений, его анализа, расчета магистралей, выбора элементной базы гидравлических систем. Это позволяет формировать у студентов инженерных специальностей и специалистов устойчивые навыки и умения, для создания новой и совершенствования действующей техники.
Цель работы
Выполнение расчетно-графической работы — заключительный этап изучения студентами общетехнических дисциплин «Гидравлика», «Гидравлика и гидропривод», «Гидравлика и теплотехника», «Гидравлика и гидропневмопривод. Теплотехника».
Целью работы является закрепление полученных теоретических знаний, а также освоение ими методики расчета и проектирования магистралей гидравлических и пневматических приводов машин и механизмов.
Таблица 1. Исходные данные для расчета
где G — вес поднимаемой платформы и транспортного средства;
Dпор — диаметр поршня гидроцилиндра;
Dшт — диаметр штока;
V — скорость перемещения платформы;
Lвс, Lн, Lсл — длины соответствующих трубопроводов (всасывающего, нагнетательного, сливного).
Нужна помощь в написании курсовой?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
3
2
G ГЦ2 ГЦ3
Dшт ГЦ1
V1
Dпор
1 V2
ДР
КО1
КР
P
YA2
МН YA1
Нужна помощь в написании курсовой?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
КО2
ТПО
КП Н
Ф
Б Б Б
Описание работы гидропривода подъемника для обслуживания транспортных средств
Принципиальная гидравлическая схема гидропривода (рис 1) подъемника состоит из следующих элементов: гидроцилиндр ГЦ1 служит для поднятия платформы 1; гидрораспределитель Р, осуществляемый пуск, остановка и изменение направления движения платформы; гидронасос Н создает поток рабочей жидкости; предохранительный клапан служит для защиты системы от перегрузок; гидроклапан КР предназначен для создания заданного противодавления в поршневой полости ГЦ1 при опускании платформы; гидродроссель ДР служит для регулирования скорости перемещения платформы; теплообменный аппарат ТПО охлаждает рабочую жидкость; фильтр Ф производит очистку рабочей жидкости, обратный клапан КО! И КО»; гидробак Б.
В исходном состоянии «Стоп» гидрораспределитель Р находится в центральной позиции, и рабочая жидкость сливается через предохранительный клапан в бак Б. При подаче электрического сигнала на электромагнит YA1 распределитель переходит в левую позицию, и поток рабочей жидкости поступает через обратный клапан КО1 в поршневую полость гидроцилиндра ГЦ1 и в штоковые полости ГЦ2 и ГЦ3, при этом тормозные устройства отпускают платформу и начинается движение платформы 1 по стойкам (направляющим) 2 вверх. При подаче электрического сигнала на электромагнит YA2 распределитель переходит в правую позицию, и поток рабочей жидкости поступает через гидродроссель ДР в штоковую полость ГЦ1 — происходит опускание платформы.
Определение максимальных нагрузок, давлений и расходов рабочей жидкости.
Задача расчета состоит в определении диаметров гидролиний и потерь, возникающих в них при движении жидкости. Расчет производится по участкам, на которые разбивают гидравлическую (пневматическую) систему, при этом под участком понимается часть трубопровода между разветвлениями, пропускающая одинаковый расход и имеющая одинаковый внутренний диаметр. Участок может включать линейные сопротивления (участки трубы) и различные местные сопротивления (повороты, сужения, расширения, гидроаппараты и т.п.)
1. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ
насос жидкость гидроцилиндр трубопровод
1.1 Расчет диаметров гидролиний
Нужна помощь в написании курсовой?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
Внутренний диаметр гидролиний определяется:
(1)
где 
— максимальный расход жидкости на рассматриваемом участке трубопровода;
— допустимая средняя скорость потока жидкости в данном сечении.
Расход жидкости на нагнетательном ( от насоса до цилиндра) и сливном ( от цилиндра до бака) участках трубопровода определяется:
где 
— скорость перемещения платформы, м/с;
— эффективная площадь поршневой полости цилиндра, м2;
— эффективная площадь штоковой полости цилиндра, м2.
Рассчитаем площади поршневой и штоковой полостей гидроцилиндра:
Рассчитаем давление в гидроцилиндре:
С учетом величины давления жидкости в трубопроводе по полученным значениям 
подбираем трубы в соответствии с ГОСТ:
По принятым диаметрам 
определяются истинные скорости 
на участках гидролиний:
Толщина стенки нагнетательной гидролинии проверяется выражением:
(2)
где р — максимальные давления на участках трубы, принимаемые для:
= 0,05МПа; 
= 0,3МПа; 
= 
;
— стандартное значение диаметра гидролиний;
[σ] — допускаемые напряжения на разрыв материала гидролиний, принимаем равным 50 МПа т.к. трубы стальные.
Принимаем толщины стенок равными:
Значения расходов, диаметров и скоростей, являющихся исходными данными для расчета гидравлических потерь давлений, заносим в таблицу 2.
Таблица 2. Исходные данные для расчёта гидравлических потерь
1.2 Расчёт гидравлических потерь в магистралях гидросистемы
Гидравлические потери давления в гидролиниях складываются из суммы потерь в линейных сопротивлениях 
(на прямых участках гидролиний) и потерь в местных сопротивлениях 
.
1.2.1 Потери давления в линейном сопротивлении
(3)
где 
— удельный вес рабочей жидкости;
λ — коэффициент гидровлического сопротивления;
Нужна помощь в написании курсовой?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
d и l — диаметр и длина участка гидролинии;
— средняя скорость жидкости на участке гидролинии.
Рассчитаем удельный вес рабочей жидкости:
где 
— плотность рабочей жидкости, принимаем равной 885 кг/м3.
Для вычисления коэффициента гидравлического сопротивления 
необходимо определить режим движения жидкости по числу Рейнольдса:
(4)
где 
— коэффициент кинематической вязкости рабочей жидкости, принимаем 
Так как 
> 
, режим движения рабочей жидкости на данном участке турбулентный и для гидравлически гладких труб определяется по формуле Блазиуса:
(5)
Результаты расчёта сводятся в таблицу 3.
Таблица 3. Потери давления в линейных сопротивлениях магистралей
1.2.2 Потери давления в местном сопротивлении
(6)
где 
— коэффициент данного местного сопротивления.
Результаты расчёта сводятся в таблицу 4.
Таблица 4. Потери давления в местных сопротивлениях магистралей
1.2.3 Определение общих потерь давления в гидроприводе
Так как участки соединены последовательно, то общая потеря давления в гидроприводе представляют собой сумму потерь давления в линейных и местных сопротивлениях на всех участках:
(7)
1.2.4 Определение давления насоса, необходимого для обеспечения функционирования гидроцилиндра
1.3 Построение характеристики трубопровода
Характеристикой трубопровода называется график зависимости суммарной потери напора или давления в трубопроводе от расхода, т.е 
или 
. Так как режим течения турбулентный характеристика трубопровода не линейна. Для этого задаем 5 промежуточных значений расхода и для них определим 
.
Крутизна характеристики определяется диаметром и длиной трубопровода, местными гидравлическими сопротивлениями и вязкостью жидкости (наибольшее влияние вязкость оказывает при ламинарном режиме).
Нужна помощь в написании курсовой?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
Суммарную потерю напора в общем случае удобно выразить в метрах формулой:
(8)
График зависимости суммарной потери напора от расхода жидкости
1.4 Построение полного (гидродинамического) и гидростатического напоров
Для двух сечений потока, соответствующих началу и концу трубопровода, уравнение Бернулли имеет вид:
(9)
Исходя из уравнения Бернулли произведем расчеты гидродинамического и гидростатического напоров:
где 
— атмосферное давление, принимаем равным 105 Па;
Найдем потери давления в линейном сопротивлении для всасывающего участка:
Рассчитаем потери давления в линейном сопротивлении для нагнетательного участка, разделив общую длину магистрали данного участка на количество промежутков между элементами гидролинии на данном участке:
где 
— количество промежутков между элементами гидролинии на данном участке.
Местные потери на участке гидроцилиндра (участок 16) складываются из потерь при внезапном расширении потока рабочей жидкости, из потерь на работу совершаемую гидроцилиндром и из потерь при внезапном сужении потока рабочей жидкости:
Рассчитаем потери давления в линейном сопротивлении для нагнетательного участка, разделив общую длину магистрали данного участка на количество промежутков между элементами гидролинии на данном участке:
Результаты расчетов потерь удельной энергии, полного скоростного и статического напоров, по которым строятся линии удельных энергий, заносятся в таблицу 5.
Таблица 5. Результаты расчета напора в гидромагистралях
Заключение
В результате выполнения работы мы закрепили полученные теоретические знания, а также освоили ими методику расчёта и проектирования магистралей гидравлических пневматических приводов машин и механизмов.
Нужна помощь в написании курсовой?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
Список литературы
1. Башта Т.М. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы / Т.М. Башта [и др.]. — М.: Машиностроение, 1982.
2. Вильнер А.М. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам / А.М. Вильнер, Я.Т. Ковалев, Б.Б. Некрасов [и др.]. — Минск: Высшая школа, 1985.
. Юшкин В.В. Основы расчёта объёмного гидропривода / В.В. Юшкин. — Минск: Высшая школа, 1982.
. Задачник по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам / под ред. Б.Б. Некрасова. — М.: Высшая школа, 1989.
. Попов Д.Н. Механика гидро-и пневмоприводов / Д.Н. Попов. — М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001.
. Валуева В.П. Введение в механику жидкости / В.П. Валуева. — М.: МЭИ, 2001.
. Гудилин А.П. Гидравлика и гидропривод / А.П. Гудилин. — М.: «Горная книга», 2001.
. Калицун Б.Л. Основы гидравлики и аэродинамики / Б.Л. Калицун. — М.: Стройиздат, 2001.