Передвижной одностоечный электрогидравлический вилочный подъемник

     3. ЭСКИЗНЫЙ ПРОЕКТ 

1. Принципиальное  конструктивное решение

 

      При разработке изделия за прототип был  взят электрогидравлический подъемник. Отличие проектируемого изделия  от его прототипа в том, что  разрабатываемый подъемник имеет  меньшие габариты и грузоподъемность.   Модернизированный подъемник позволяет  повысить уровень стандартизации и  унификации, ускорить процесс производства, улучшить качество работ, облегчить  работу технического персонала.

      Подъемник (см. рисунок 3.1) работает следующим образом. Электродвигатель соединяется с шестеренчатым насосом – муфтой. Из бака масло всасывается в насос, из насоса под давлением масло поступает в распределитель и далее в гидроцилиндры.

     Также распределитель сливной линией связан с масляным баком. Для зашиты от превышения давления, напорная линия через предохранительный клапан связана со сливной линией. Регулирование гидропривода осуществляется при помощи дросселя  путем изменения его сопротивления.

1 – стойка;  2 – балки; 3-подхваты; 4 – балки;

5 – опорная рама.

Рисунок 3.1 Электрогидравлический  подъемник

     Так, в рассматриваемом гидроприводе происходит преобразование вращательного  движения вала в возвратно-поступательное движение приводимого механизма. Управление перемещением плунжера реверсивного золотника  из одного положения в другое –  электрическое. Предохранительный  клапан открывается при превышении давления нагнетания предельно величины, клапан перепускает жидкость на слив по вспомогательной линии. Подача жидкости в сливной гидроцилиндр прекращается, и шток останавливается. После снижения нагрузки до нормы предохранительный  клапан закрывается и восстанавливается  нормальная работа гидропривода.

      На  сливной линии находится фильтр очистки масла. В качестве рабочей  жидкости используется индустриальное масло 20.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3.2 Расчет гидропривода

     Расчет  гидропривода производим с составления  принципиальной гидравлической схемы, приведенной на рисунке 3.3

 

1– бак; 2 –  насос; 3 –  распределитель; 4 –   силовой цилиндр; 5 – фильтр;

6 – предохранительный  клапан; 7–  напорная магистраль;

8 – исполнительный  механизм; 9 –  сливная магистраль;

10 – вспомогательная  линия; 11 – дроссель.

Рисунок 3.2 Принципиальная гидравлическая схема. 

      3.2.1 Выбор рабочего  давления 

      Величина  рабочего давления влияет на габариты, стоимость, долговечность и эксплуатационную пригодность гидропривода. При выборе высоких значений давления гидропривод  получается компактным, но при этом снижается его долговечность  и возрастает стоимость при повышенных требованиях к точности и прочности  элементов гидропривода. При выборе гидроцилиндра рекомендуется согласовать  усилие Р и давление р. поэтому принимаем давление 12,5 МПа, соответствующее усилию Р = 80 кН, из ряда номинальных давлений по ГОСТ 12445 – 80 [1]. 

      3.3 Расчет параметров  гидравлического  цилиндра

      Гидроцилиндры являются объемными гидродвигателями, предназначенные для преобразования энергии потока рабочей жидкости в механическую энергию выходного звена. Выходным звеном является шток гидроцилиндра. Основными параметрами гидроцилиндров, определяющими их геометрические размеры и внешние характеристики, являются: номинальное давление р_ном, диаметр поршня (гильзы) D, диаметр штока d, ход штока S. Диаметры штока d и поршня D определяют активные площади: 

.                                                  (3.1)

.

                                      (3.2)

      Диаметр цилиндра определяем по формуле: 

,

                                    (3.3)

      где D – диаметр цилиндра, м;

             P – усилие гидроцилиндра, Н, Р= 80·10 ³;

             р – рабочее давление в гидросистеме, Па, р=12,5·10 ⁶;

К_р – поправочный коэффициент, учитывающий влияние потерь давления в линиях нагнетания и слива, а также трения в уплотнителях штока и поршня гидроцилиндра, К_р=1,2 [2]. 

м.

      Соотношение между диаметрами цилиндра D и штока d принимается в зависимости от давления р и при значении ход поршня . Принимаем, соответственно, d/D = 0,5.

      Найденное по формуле (3.3) значение диаметра цилиндра округляем до номинальной величины по ряду ГОСТ 12447-80 [1]. мм. Тогда диаметр штока примем d=50 мм.

      По  давлению р, диаметру D, ходу поршня S из справочной литературы [3] выбираем гидроцилиндр, ГОСТ 16514-88, типоразмер 100´50´500 .

 

Рисунок 3.3  Схема телескопического гидроцилиндра.

Техническая характеристика гидроцилиндра:

                                                 

      3.4 Определение расхода  рабочей жидкости, проходящей через гидроцилиндр. 

      Примем  скорость движения поршня при рабочем  ходе, м/с: 

,                                                (3.4) 

                                                 

      Расход  рабочей жидкости Q, м³/с, при работе гидроцилиндра определяем по формуле:

,                                                      (3.5)

                                                  

      где - активная площадь поршня (см. подраздел 3.3) 

 м²,

 м³/с

      3.5 Выбор насоса 

      Насос выбираем в зависимости от способа  регулирования, подачи Q и рабочего давления р. При выборе насоса необходимо обратить внимание на частоту вращения его вала, имея ввиду, что насосы могут работать в диапазоне частот вращения, указанных в технической характеристике. Опираясь на данные из справочной литературы [6] и ГОСТ 13167-82, выбираем шестеренчатый насос НШ – 10 (Рисунок 3.5). 

Техническая характеристика насоса НШ - 10:

 

      Фактическое значение давления насоса определяется сопротивлением гидропривода, который он обслуживает, поэтому оно может отличаться от нормального давления, указанного в технической характеристике.

      Подача  насоса вычисляется по следующей  формуле:

,                                                      (3.6)

      где Q – подача насоса, м³/с;

              – приводная мощность насоса, Вт, =2,6 ·10³;

               – полный КПД, =0,75;

                  р – давление, развиваемое насосом, Па, р=10·10⁶.

 м³/с

 

Рисунок 3.4  Эскиз насоса НШ – 10. 
 

      3.6 Выбор электродвигателя  для привода насоса

      Электродвигатель  для насоса подбираем в соответствии с мощностью и частотой вращения вала насоса. При этом уточняем полезную мощность насоса N_п, Вт, по формуле:

,                                                 (3.7) 
 

      где – давление насоса, Па, = 12,5 ·10⁶;

                 – подача насоса, м³/с, = 0,000132. 

Вт. 

      Согласно  ГОСТ 19523 – 93 [1] выбираем трехфазный асинхронный  короткозамкнутый двигатель серии 4А90L4Y3 (Рисунок 3.6). 

Техническая характеристика двигателя серии 4A90L4Y3:

Рисунок 3.5 Эскиз электродвигателя серии А4А90L4Y3.