Расчет гидропривода стенда

Наибольший вес двигателя А-41 разбираемый на стенде равен 7000 Н. В процессе разборки возникает необходимость вращать двигатель в горизонтальной плоскости, вследствии этого возникает крутящий момент, вызываемый массой разбираемого двигателя.

Крутящий момент на валу будет равен:

М_к =Р^.Lсм, (3.1)

где М_к - крутящий момент, H^.м;

Р – сила тяжести разбираемого двигателя, Н;

Lсм – смещение центра тяжести относительно центра поворота, м.

М_к=7000^.0, 165= 1155 H^.м.

Усилие на штоке гидроцилиндра будет равно:

F_шт=M_k/L, (3.2)

L- расстояние между осью штока гидроцилиндра и осью вращения вала стенда, м.

F_шт=1155/0, 27=4278 Н.

Рассчитаем выходную мощность гидропривода

P_г=F_ш^.v_ш (3.3)

где v_ш – ориентировочная скорость перемещения штока гидроцилиндра

v_ш=l/t, l-ход штока, t-время операции. Принимаем время операции равное 10 секунд. Ход штока цилиндра при повороте двигателя на 90⁰ равен 560 мм. v_ш=0, 56/10=0, 056 м/с.

P_г=4278^. 0, 056=239, 6 Вт.

Возможные потери давления и расхода при предварительном расчёте предусматриваются коэффициентом запаса по усилию К_з.у, учитывающим потери давления на трение в трубопроводах и между деталями и инерционные силы, а также коэффициентом запаса по скорости К_з.с, учитывающим утечки в соединениях и уменьшение производительности гидронасоса из-за перегрузки двигателя. Таким образом расчетная мощность определяется из выражения:

Р_гр= К_з.у^. К_з.с^.Р_г (3.4)

Принимаем значение К_з.у=1, 2, К_з.с=1, 3

Р_гр= 1, 2^. 1, 3^.239, 6=373, 7 Вт.

По полученной мощности задаются давлением насосной станции, ориентировочно номинальное рабочее давление можно выбрать по мощности гидропривода. Выбираем номинальное рабочее давление 2 МПа.[7]

Полезную площадь гидроцилиндра рассчитываем по формуле:

, (3.5)

где К_з.у-коэффициент запаса по усилию;

F_ш- усилие на штоке гидроцилиндра, Н; р_ном – номинальное рабочее давление, Па.

Диаметр цилиндра:

(3.6)

м.

Диаметр штока цилиндра выбираем исходя из усилия на штоке и давления в гидроцилиндре. Принимаем диаметр штока равный 30мм. [7]

Необходимая подача насоса равна:

Q=К_з.у^.А_ц^.v_ш (3.7)

Q=1, 2^.0, 00257^.0, 056=0, 0001727 м³/с.

0, 1727 дм³/с.

Полученное значение подачи насоса округляем до ближайшего из ряда номинальных расходов 0, 167 (10 л/мин). [7].

Значения диаметров цилиндра и штока приводят в соответствие с рядом геометрических размеров силовых гидроцилиндров: диаметр цилиндра (поршня) 0, 063м, диаметр штока 0, 025м, ход поршня 0, 56 м.

По необходимому давлению и подаче выбираем насос марки НШ-10-Е

Давление нагнетания 14 МПа

Номинальная подача 0, 29 дм³/с

Частота вращения при номинальном давлении 960 – 1920 мин^-1

Мощность 4 кВт. Масса насоса 2, 5 кг.

Рисунок 3.2. Масляный насос НШ-10-Е