Разработка привода и системы управления путевой машины

насоса на валу, кВт 18,5 10 Производительность, л/мин 0,85 0,44

КПД:

насоса полный

насоса объемный

0,91

0,95

0,91

0,95

Необходимая частота вращения вала насоса, которая обеспечивает требуемую мощность, , об/с:

, (16)

где - необходимая мощность привода насоса на его валу, Вт; - рабочий объём насоса, м3; - объёмный КПД насоса; - номинальное давление; - полный КПД насоса.

об/с;

об/с.

Проверим полученную частоту по условию:

(17)

Насос Н1: 6,7<31<50– Условие выполнено.

Насос Н2: 6,7<12,9<66,7– Условие выполнено.

Насос Н3: 6,7<11,9<66,7 – Условие выполнено.

Производительность, выбранных насосов , м3/с:

, (18)

м3/с;

м3/с.

Выбор гидромотора привода транспортера

Необходимая мощность на валу мотора, кВт:

, (19)

где - КПД привода рабочего органа; - мощность привода транспортера.

;

По мощности на валу мотора выбраны моторы аксиально-поршневые с наклонным диском типа 310.28 для привода конвейера, для привода наклона конвейера 310.12.

Таблица 2 – Характеристика мотора аксиально-поршневого с наклонным диском типа 310.28

Параметры	310.28	310.12	310.12	310.28
Рабочий объем,	28	11,6	11,6	28
Давление на входе, МПа: номинальное максимальное	20 35	20 32	20 32	20 35
Частота вращения вала, об/с: минимальное номинальное максимальное	0,83 32 79	0,83 40 100	0,83 30 62,5	0,83 32 79
Номинальная мощность мотора на валу, кВт	16,7	9	25	16,7
Расход номинальный, л/мин	56,6	29	85	56,6
Вращающий момент номинальный, Н·м	84	35	135	84
КПД: насоса полный насоса гидромеханический	0,91 0,96	0,91 0,96	0,91 0,96	0,91 0,96

Частота вращения вала гидромотора , об/с:

, (20)

где - КПД мотора объемный.

Должно соблюдаться условие:

(21)

0,83<28,4<79 - Условие выполнено.

0,83<16,4<100 - Условие выполнено.

Выбор гидроцилиндра привода наклона транспортера

При наклоне транспортера гидроцилиндр работает на выдвижение, должно соблюдаться условие:

, (22)

где - кпд цилиндра гидромеханический; - сила на штоке гидроцилиндра, Н; - диаметр поршневой полости гидроцилиндра, м.

Решая данное уравнение относительно диаметра D, подберем цилиндр для передачи.

. (23)

м.

Так как цилиндры с данным диаметром не выпускают, то, учитывая ход поршня, принят стандартный гидроцилиндр ГЦО – 50х32х630 со следующими параметрами: ; ; , при , с креплением на проушине.

Выбор рабочей жидкости

Таблица 3 – Характеристики рабочих жидкостей

Характеристики	МГ-15-В	МГ-46-В
Плотность при температуре +50˚С, кг/м3	855	890
Кинематическая вязкость при +50˚С,	10	28
Температура застывания, ˚С	-60	-35
Температурные пределы применения, ˚С	-40…+65	+5…+85
Условия применения	При отрицательных температурах воздуха	При положительных температурах воздуха

Выбор трубопроводов

Необходимый внутренний диаметр трубопровода , м:

, (24)

где - производительность соответствующего насоса, м3/с; допустимая скорость течения жидкости.

Выбор напорных трубопроводов: =5 м/с.

Необходимая толщина стенки, м:

(25)

где - внутренний диаметр; - допускаемое напряжение разрыва; - предел прочности (для стали 20 ); - максимальное давление жидкости, МПа .

Принято , тогда

Принята стандартная толщина стенки

Наружный диаметр напорного трубопровода , м:

, (26)

Внутренний диаметр напорного трубопровода , м:

Выбор сливных трубопроводов: =2 м/с.

, (27)

где - -суммарная производительность насосов.

Принята стандартная толщина стенки

Принят стандартный наружный диаметр = 32мм.

Внутренний диаметр сливного трубопровода , м:

Внутренний диаметр сливного трубопровода .

Выбор всасывающих трубопроводов: =1 м/с.

Принята стандартная толщина стенки

Принят стандартный наружный диаметр = 51мм.

Внутренний диаметр всасывающего трубопровода , м:

Выбор распределителей

Распределители выбраны из каталога фирмы Rexroth.Параметры выбранных распределителей сведены в таблицу 4.

Таблица 4– Технические характеристики распределителей.

Обозначение на схеме	Р1	Р2	Р3
Модель распределителя	WE4 1XEA	WE6 6X J	WE6 6X E
Расход рабочей жидкости, л/мин:	до 25	до 80	до 80
Максимальное давление в напорной линии, МПа	21	35	35
Вид схемы	ЕА с закрытым центром	J для гидрозамка	Е с закрытым центром
Вид управления	Электрическое	Электрическое	Электрическое

Выбор фильтров

Выбраны фильтры по суммарному расходу жидкости, тонкости фильтрации и максимальному давлению. Также фильтры и их количество выбраны из условия, что пропускная способность должна быть на 20% больше суммарной производительности насосов.

Выбран фильтр 1.1.25 – 25

Таблица 5 –Характеристика фильтров

Марка фильтра	1.1.25-25
Тонкость фильтрации, мкм	25
Номинальный расход, л/мин	63
Количество фильтров	1

Выбор предохранительных клапанов

Выбор клапана первичной защиты:

Qн1=8,2л/мин; .

Принят клапан: МКПВ 10/3 Т 2 ПЗ ХЛ4

Qн2-3=61,8л/мин; .

Принят клапан: 20-20-1-133

Таблица 6 - Параметры предохранительных клапанов.

Модель клапана	МКПВ 10/3 Т 2 ПЗ ХЛ4
Диаметр условного прохода, мм	20
Расход жидкости, л/мин	20…40
Номинальное давление настройки, МПа	20
Вид действия клапана	Не прямое
Исполнение по монтажу	Резьбовое коническое
Исполнение по управлению	Магнит постоянного тока 24В

Выбор клапана вторичной защиты:

Предохранительные клапаны вторичной защиты выбраны по максимальному давлению и расходу жидкости в предохраняемой линии.

Принято два обратно – предохранительных клапана ОПК 16 и блок обратно – предохранительных клапанов типа: БОПК 16.1 – 01 [2].

Параметры предохранительных клапанов сведены в таблицу 7.

Таблица 7 - Параметры предохранительных клапанов.

Модель клапана	БОПК 16.1 - 01	ОПК 16
Диаметр условного прохода, мм	16	16
Расход жидкости, л/мин	3…120	3…120
Номинальное давление настройки, МПа	24	24

Выбор дросселя

Выбран дроссель по расходу и давлению: DV12.1.1X.M

Таблица 8 – Характеристика дросселя DV12.1.1X.M

Марка дросселя	DV12.1.1X.M
Размер	12
Номинальный расход, л/мин	90
Максимальное рабочее давление, МПа	35

Выбор гидрозамка

Гидрозамок принят по давлению и расходу: Z2S6 – 6X.

Таблица 9 – Характеристика гидрозамка Z2S6 – 6X

Марка гидрозамка	Z2S6 – 6X
Рабочее давление максимальное, МПа	31,5
Максимальный расход, л/мин	90

Выбор рукавов высокого давления

Для напорных и сливных линий приняты рукава высокого давления. Исходными данными будут являться внутренние диаметры трубопроводов.

Для Н1: ;

Для Н2: .

По внутреннему диаметру выбраны рукава резиновые высокого давления с металлическими навивками неармированные ГОСТ 25452-90:

Рукав 16 х 27,6 – 100 – ХЛ ГОСТ 25452-90.

Рукав 12 х 23,6– 105 – ХЛ ГОСТ 25452-90.

6 Расчет параметров и подбор механических компонентов привода и электродвигателей

Цель расчета: определение параметров и выбор электродвигателей, редукторов.

Условия расчета: обеспечение необходимой частоты вращения, момента и передаточных чисел.

Подберем редуктор для привода транспортера. Исходными данными будут являться мощность привода транспортера кВт; частота вращения вала гидромотора n=32,1об/с=1920 об/мин; момент на валу гидромотора М=35 Нм.