hidraulični sistem tam 4500.doc

VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA STRUKOVNIH STUDIJA „NOVI BEOGRAD“

Seminarski rad-Hidraulični sistem TAM 4500-

Student: Profesor:Nenad Sandić Dragan Živkovićbr. indeksa: 210/2010

Decembar, 2011.

SADRŽAJ

Strana

1. UVOD ................................................................................................................... 1

2. TEHNIČKI PODACI KAMIONA TAM 4500 i TAM 5000...................................2

2.1. Opšti podaci............................................................................................................ 2

2.2. Uporedni prikaz TAM 4500 i TAM 5000...............................................................2

3. OPIS KOMPONENATA HIDRAULIČNOG SISTEMA KAMIONA TAM...........3

3.1. Rezervoar................................................................................................................ 3

3.2. Zupčasta pumpa...................................................................................................... 3

3.3. Višestepeni cilindar................................................................................................. 5

3.4. Regulator pritiska.................................................................................................... 6

3.5. Prelivni ventil......................................................................................................... 6

3.6. Cevovodi................................................................................................................ 7

3.7. Crevovodi............................................................................................................... 8

3.8. Priključci................................................................................................................ 8

3.9. Zaptivke................................................................................................................. 9

4. PRINCIP RADA HIDRAULIČNOG SISTEMA TAM 4500................................10

5. PRIMER PRORAČUNA HIDRAULIČNOG CILINDRA....................................11

6. ZAKLJUČAK...................................................................................................... 15

7. LITERATURA..................................................................................................... 16

Hidraulični sistemteretnog automobila TAM 4500

Uradio:

Nenad

Sandić

VTŠNovi Beograd

Strana 1

1 UVOD

Pod hidrauličkim sistemom, u opštem slučaju, podrazumevamo skup uređaja sposobnih da vrše prenos energije i informacije pomoću hidrauličke tečnosti.

Hidraulični sistem pretvara mehaničku energiju u hidrauličku i obratno. Medijum za pretvaranje i prenošenje energije u hidrauličkim sistemima je fluid. U hidrauličkim sistemima koriste se tečnosti kod kojih se zapremina ne sme značajno da menja pod delovanjem spoljne sile (nestišljivi fluidi).

Cilj ovog seminarskog rada je analiza hidrauličnog sistema teretnog automobila TAM-4500.

Slika 1.1. Teretni automobil TAM 4500


Uradio:

Nenad

Sandić

VTŠNovi Beograd

Strana 2

2 TEHNIČKI PODACI KAMIONA TAM 4500 i TAM 5000

2.1. Opšti podaci

Automobili TAM 4500 i TAM 5000 su teretni automobili povišene prohodnosti, koji su u opremu JNA uvedeni početkom 60-ih godina XX veka, čime se vozni park JNA znatno zanovio s obzirom da je do tada JNA raspolagala sa starijim vozilima tipa Dodge, GMC i Tam-Pionir. Ova vozilo jesu bila najpoznatija i najmasovnija vozila u JNA, a vojska ih je popularno nazivala imenom „Dajc“.

Automobili TAM 4500 i 5000 upotrebljavani su za prevoz ljudstva i materijala, vuču artiljeriskih orudja, prikolica i druge oprerme.

Posebno se ističe automobil TAM 5000DV sa dva pogonska mosta i čekrkom sa užetom od 60m. Posebno se pokazao pogodnim za upotrebu u teškim terenskim i vremenskim uslovima.

Kao što se vidi postoje dva tipa ovog vozila: TAM 4500 (jedan pogonski most i nosivost od 4500 Kg) i TAM 5000 (jedan pogonski most i nosivost od 5000 Kg ) u više verzija: D, DV, DK:- D – dva pogonska mosta;- DV – dva pogonska mosta i čegrk;- DK – dva pogonska mosta i uređaj za samoistovar;

2.2 Uporedni prikaz TAM-4500 i TAM-5000TEŽINA AUTOMOBILA: TAM 4500 TAM 5000

Težina automobila TAM-4500 TAM-5000Ukupna težina 4050 Kg 4080 KgNosivost 4500 Kg 5000 KgTežina prikolice 8450 Kg 7920 Kg

Dimenzije automobila TAM-4500 TAM-5000Dužina vozila 7015 mm 7015 mmŠirina vozila 2250 mm 2250 mmVisina vozila 3000 mm 3000 mmRazmak između osovina 4200 mm 4200 mmUnutrašnja dužina sanduka 4240 mm 4240 mmUnutrašnja širina sanduka 2129 mm 2129 mm

DIMENZIJE AUTOMOBILA: TAM 4500 TAM 5000


Uradio:

Nenad

Sandić

VTŠNovi Beograd

Strana 3

3. OPIS KOMPONENATA HIDRAULIČNOG SISTEMA KAMIONA TAM

3.1. Rezervoar

Rezervoari su komponente hidrauličnog sistema čija je glavna namena smeštaj radne tečnosti.Konstrukcija rezervoara i njegov položaj treba da omoguće lako punjenje i kontrolu radne tečnosti, lako održavanje i dobro odvođenje toplote.

Sl. 3.1.1. Rezervoar

3.2. Zupčasta pumpa

Pumpe su komponente hidrauličnog sistema koje mehaničku energiju pogonskog motora (u ovom slučaju motora SUS) pretvaraju u hidrauličnu energiju, odnosno energiju pritiska i energiju kretanja radne tečnosti.

Radni element zupčaste pumpe su zupci zupčanika, a radne komore su međuzublja. Zupčasta pumpa sa spoljnjim ozubljenjem sastoji se od jednog para međusobno spregnutih zupčanika, postavljenih u telo pumpe koje ih obuhvata sam malim zazorima.

Pumpa dobija mehaničku energiju od pogonskog motora preko radnog vratila.

U telu pumpe postoji usisni otvor, koji je povezan sa rezervoarom, i potisni otvor, koji je povezan sa potisnim vodom.Usisni i potisni otvori se nalaze naspram izlaska i ulaska zubaca


Uradio:

Nenad

Sandić

VTŠNovi Beograd

Strana 4

u zahvat. Za vreme obrtanja zupčanika, zupci potiskuju radnu tečnost iz radnih komora u potisni vod, a praznina koja nastaje u međuzublju prouzrokuje usisavanje radne tečnosti kroz usisni vod. Zahvaćenu tečnost svaka radna komora nosi po spoljašnjem obimu od usisnog ka potisnom vodu.zbog stalnog potiskivanja stalne radne tečnosti u prostor ispred potisnog otvora i u potisnom otvoru pumpe povećava se pritisak, odnosno radma tečnost dobija energiju pritiska i energiju kretanja.

Sl. 3.2.1. Eksploudovani prikaz komponenata zupčaste pumpe

Zupčaste pumpe su jednostavne za izradu, održavanje i rukovanje. Pouzdane su u radu na različitim temperaturama (-20°C do +80°C). Sitne nečistoće nisu smetnja za rad pumpe. Nedostatak zupčastih pumpi je buka pri radu na visokim pritiscima i sa velikim brojem obrtaja. Zupčaste pumpe najčešće rade na niskim i srednjim pritiscima (do 250 bar) i imaju relativno veliki protok (od 1 do 160 l/min).

Sl. 3.2.2. Prikaz toka fluida pri radu zupčaste pumpe


Uradio:

Nenad

Sandić

VTŠNovi Beograd

Strana 5

3.3 Višestepeni radni cilindar

Višestepeni-teleskopski radni cilindar sastoji se iz nekoliko cilindara koji ulaze jedan u drugi, pri cemu, osim spoljašnjeg, ostali imaju ulogu klipa i klipnjače. Pri radu je ukupan hod svih cilindara-klipnjača veći od dužine spoljašnjeg cilindra.

Radna tečnost ulazi u komoru (1) spoljašnjeg cilindra (6), potiskuje klip-cilindar (2) i ispunjava radnu komoru (3), dok klip-cilindar (4) miruje. Kada se završi hod cilindra (2) i ispuni radna komora (3), počinje potiskivanje klipa (4) sa klipnjačom (5) koja vrši rad.

Višestepeni radni cilindar je jednosmernog dejstva kada se radna tečnost dovodi samo sa jedne strane, a cilindri-klipovi se vraćaju pod dejstvom sopstvene težine tereta.

Višestepeni radni cilindar je dvosmernog dejstva kada se radna tečnost dovodi sa obe strane, pa su oba hoda radna.

Sl. 3.3.1. Jednosmerni teleskopsi cilindar

3.4 Regulator pritiska


Uradio:

Nenad

Sandić

VTŠNovi Beograd

Strana 6

Regulator pritiska služi da podesi pritisak ili da ga održava konstantnim.

Na slici su označeni delovi regulatori pritiska sa direktnim dejstvom: 1-klip, 2-kućište, 3-opruga, 4-upravljački vod, 5-nepovratni ventil, 6-brava.

Klip (1) u izlaznom položaju uravnotežava sa desne strane sila opruge (3), a sa leve strane pritisak radne tečnosti iz voda A. Radna tečnost iz voda P prelazi u vod A (šrafura) kroz suženi otvor, gde se prigušuje usled lokalnih otpora, zbog čega je u vodu A smanjen pritisak.

Ako se u vodu A smanji pritisak, smanjuje se i pritisak radne tečnosti na čelo klipa, pa sila opruge pomera klip ulevo. Prolaženje radne tečnosti se povećava, a time i pritisak u vodu A. Ako se u vodu A poveća pritisak, sila pritiska radne tečnosti na čelo klipa pomera klip udesno, sabijajući oprugu. Prolaz radne tečnosti se sužava, a time se smanjuje pritisak u vodu A.

Porast pritiska u vodu A je ograničen. Za veći porast pritiska radne tečnosti u vodu A klip se pomera udesno, dok se prostor oko klipa koji je označen sa K ne poveže sa vodom A. Višak radne tečnosti iz voda A oticaće kanalom kroz središte klipa u rezervoar T, čime se pritisak u vodu A održava konstantnim.

Sl. 3.4.1. Regulator pritiska

3.5 Prelivni ventil

Prelivni ventili ograničavaju pritisak u hidrauličnom sistemu, odnosno sprečavaju povećanje pritiska iznad oderđene vrednosti, čime se zaštićuje sistem. Delovi prelivnog ventila su: radni element, opruga i sedište.

Ako je sila pritiska opruge na radni element veća od sile pritiska radne tečnosti, radni element (kuglica, konus, pločica,tanjirić) naleže na sedište, čime je ventil zatvoren. Kada sila pritiska radne tečnosti na radi element postane veća od sile poruge, radni element se pomera i sabija


Uradio:

Nenad

Sandić

VTŠNovi Beograd

Strana 7

oprugu, čime se ostvaruje veza između potisnog i prelivnog voda. Kada sila pritiska radne tečnosti opadne, radni element ponovo naleže na sedište. Menjanjem prednapona opruge pomoću vijka, menja se i sila pritiska radne tečnosti koja otvara ventil. Obično se ventil, onosno opruga, podesi tako da pritisak koji otvara ventil bud eza 10% do 20% veći od radnog pritiska.

Sl. 3.5.1. Prelivni ventil

3.6 Cevovodi

Cevovodi su krute metalne cevi. U hidrauličnom sistemu se koriste čelične bešavne cevi, cevi od bakra, aluminijuma i njihovih legura. Za savijanje cevovoda postoje iskustvene norme o dozvoljenim poluprečnicima savijanja. Pri savijanju cevi se ispunjavaju rastresitim materijalom kao što su pesak, sitne olovne kuglice i drugo, da se na mestu savijanja ne bi smanjio poprečni presek cevi. Cevovodi se pričvršćuju obujmica. Rastojanje izmedju obujmica zavisi od prečnika i debljine zidova cevi.

Sl. 3.6.1. Neki izgledi hidrauličnih cevi


Uradio:

Nenad

Sandić

VTŠNovi Beograd

Strana 8

3.7 Crevovodi

Crevovodi su elastični cevni vodovi koji povezuju pokretne delove hidrauličnog sistema, kao i delovi koji vibriraju pri radu. Izrađuje se od prirodne ili sintetičke gume, koja se spolja ojačava pamučnim ili metalnim omotačem. Dužina crevovoda treba da je veća od rastojanja delova koji se spajaju, kako bi se omogućilo njihovo kretanje. Crevovodi se koriste samo kada je neophodno, jer imaju relativno kratak vek trajanja. Osetljivi su na spoljna opterećenja, vibracije, visoke pritiske i visoke temperature.

Sl. 3.7.1. Neki izgledi hidrauličnih creva

3.8 Priključci

Zadatak priključaka je da međusobno povezuju cevi, kao i da povezuju cevi sa ostalim komponentama hidrauličnog sistema.


Uradio:

Nenad

Sandić

VTŠNovi Beograd

Strana 9

Sl. 3.8.1. Neki od hidrauličnih priključaka

3.9 Zaptivke

Zaptivke su elementi kojima se sprečava curenje radne tečnosti u hidrauličnim sistemima.

Pored toga što sprečavaju curenje radne tečnosti, treba da imaju i sledeća svojstva: da ne dozvole ulazak prašine i vodene pare, da ne dovede do promene svojstva radne tečnosti, da se lako i brzo menjaju i održavaju uz minimalne troškove.

U praksi se razlikuju dve vrste zaptivanja: zaptivanje nepokretnih spojeva i zaptivanje pokretnih spojeva. Dobro zaptivanje obezbeđuje hidrauličnom sistemu efikasnost, pouzdanost u radu i dug vek trajanja.

Sl. 3.9.1. Neki od oblika zaptivki


Uradio:

Nenad

Sandić

VTŠNovi Beograd

Strana 10

4. PRINCIP RADA HIDRAULIČNOG SISTEMA TAM-4500

Označeni delovi na šemi su: 1-ventil za rasterećenje, 2-višestepeni radni cilindar, 3-prelivni ventil, T-rezervoar, P-zupčasta pumpa.

Hidraulični sistem kamiona TAM-4500 ima funkciju podizanja sanduka i istovara tereta.Pumpa dobija pogon od motora vozila, usisava radnu tečnost iz rezervoara i potiskuje je u potisni vod.

Neutralni položaj: -ventil za rasterećenje je otvoren. Radna tečnost prolazi kroz ventil za rasterećenje i vraća se u rezervoar. U hidrauličnom sistemu nema pritiska, a za pumpu se kaze da radi „na prazno“.

Radni položaj: -ventil za rasterećenje (1) je zatvoren, čime je onemogućen prolazak radne tečnosti. Radna tečnost je usmerena prema teleskopskom radnom cilindru (2), koji se izvlači i podiže sanduk vozila. Kada se teleskopski radni cilindar nagne za ugao 27°, dolazi do naglog povećanja pritiska i otvara se prelivni ventil (3), čime se odvodi jedan deo radne tečnosti u rezervoar i sprečava dalje izvalčenje teleskopskog radnog cilindra. Kada je istovar izvršen, otvara se ventil za rasterećenje, čime se radna tečnost od pumpe vraća u rezervoar. U hidrauličkom sistemu opada pritisak, sanduk vozila se spušta usled sopstvene težine, a teleskopski radni cilindar se uvlači. Radna tečnost iz teleskopskog cilindra vraća se u rezervoar preko ventila za rasterećenje.

Sl. 2.10. Hidraulični sistem TAM 4500


Uradio:

Nenad

Sandić

VTŠNovi Beograd

Strana 11

5. PRIMER PRORAČUNA HIDRAULIČNOG CILINDRA

Na slici je prikazan hidraulični sistem koji se sastoji od: motora (A), pumpe (B), rezervoara (C), prečistača (D), ventila sigurnosti (E), razvodnika (F) i radnog cilindra (G).

Slika 5.1. Šema hidrauličnog sistema


Uradio:

Nenad

Sandić

VTŠNovi Beograd

Strana 12

Potrebno je proračunati hidraulični cilindar na osnovu radnih parametara:

• Maksimalna sila na klipnjači F1=470 kN,

• Sila pri uvlačenju klipnjače F2=330 kN,

• Maksimalni radni pritisak p=250 bara,

• Dozvoljeno temperaturno područje od -20oC do 60oC,

• Maksimalna brzina klipa vmax=0,2 m/s

• Hod klipa 2550 mm

• Prečnik cilindra Dc=200 mm.

5.1. Pritisak potreban za silu F1:

Pritisak potreban za silu F2:

5.2. Efektivna snaga u smeru izvlačenja klipa:

Ovde je p[kN/dm2] pritisak ulja, a Q[lit/min] – protok ulja. Usvaja se Q=24 lit/min, pa je =0,8.

5.3. Potreban pritisak za ostvarenje snage uzimajući u obzir i gubitke u cevnom vodu:

5.4. Prema ukupnom pritisku usvaja se pumpni agregat PP Trstenik sa pumpom protoka Q=24lit/min, pritiska pu=200 bara, pmax=215 bara, elektromotor ZK 160 M6 sa 7,5kW i nE=960min-1.


Uradio:

Nenad

Sandić

VTŠNovi Beograd

Strana 13

5.5 Iz odgovarajućeg dijagrama viskozitet – temperatura za područje temperature od -20oC do +60oC usvaja se ulje HIDRAOL 13.

5.6 Proračun čvrstoće cilindra

• Debljina zida cilindra izračunava se po obrascu

Ovde je: D[cm] – prečnik cilindra=0,8 – stepen slabljenja zavarenog spojadoz=1500daN/cm2 – dozvoljeni napon za Č.1530.

Usvaja se debljina zida =22mm

• Debljina zida za ravno dno:

Usvaja se 1=25mm.

• Provera izvijanja klipa

Za slučaj izvijanja kada je jedan kraj uklešten, a drugi zglobno vezan, slobodna dužina izvijanja lr=0,707 l, (mera sa crteža),

Koeficijent izvijanja:


Uradio:

Nenad

Sandić

VTŠNovi Beograd

Strana 14

Pošto je <89 (za topljeni čelik), koristi se Tetmajerova jednačina izvijanja:

U Tetmajerovoj jednagini kritični napon izvijanja:

Pošto je poprečni presek klipa A=78cm2, to je kritična sila .

Stepen sigurnosti:

Zadovoljava, jer je za čelik min=3,5.


Uradio:

Nenad

Sandić

VTŠNovi Beograd

Strana 15

6. ZAKLJUČAK

Široka primena hidrauličkih uređaja u gotovo svim oblastima tehnike uslovljena je velikim brojem prednosti u odnosu na ostale pogone.

Osnovne prednosti hidrauličnih sistema su:

• Prenos velikih sila s uređajima malih dimenzija

• Bezstepena promena brzine, brzine okretanja, sila i momenata

• Jednostavna kontrola svih parametara uz pomoć mernih uređaja (manometara, termometara, merača protoka)

• Jednostavna promena smera gibanja zbog malih zamašnih masa

• Jednostavno pretvaranje rotacionog u pravolinijsko kretanje i obrnuto

• Podmazivanje elemenata uz pomoć radne tečnosti

• Mogućnost automatizacije pogona

• Mogućnost ugradnje standardizovanih elemenata ili celih grupa

• Konstruktivna sloboda kod slaganja elemenata i uređaja u prostoru

Hidraulični sistemi imaju i određene nedostatke:

• Stepen iskorišćenja relativno mali u odnosu na mehaničke prenosnike snage; gubici zbog strujanja i curenja tečnosti

• Kompresibilnost radne tečnosti; kašnjenje signala

• Promena viskoznosti radne tećnosti s promenom temperature i pritiska

• Visoki zahtevi za tačnošću izrade elemenata (viša cena)

• Visoki zahtevi za čistoćom radne tečnosti; stroge mere za filtriranje i opšte održavanje sistema


Uradio:

Nenad

Sandić

VTŠNovi Beograd

Strana 16

7. LITERATURA

[1] Rade Mirković, Hidraulika. Uvod sa primerima upravljanja, Mikroelektronika Beograd, 2003.

[2] Dragan Škobalj, Hidraulika i pneumatika, ZUNS Beograd, 2006.

[3] Srećko Nikolić, Hidraulične, pneumatičke i električne komponente, ZUNS Beograd, 1993.

[4] Miloš Kostić, Analiza potencijalnih načina otkaza hidrauličnog sistema TAM 2011, Trstenik, 2011.

[5] http://www.wikipedia.org,

[6] http://www.link-elearning.com/,

[7] http://en.wikipedia.org/wiki/Hydraulic_machinery

hidraulični sistem tam 4500.doc

Documents