Разработка гидропривода технологического оборудования
Донской Государственный Технический Университет
кафедра “Гидравлика, ГПА и ТП”
Зав. кафедрой, доц. к.т.н.
___________В.С. Сидоренко
РАЗРАБОТКА ГИДРОПРИВОДА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Курсового проекта по дисциплине “ Гидравлика
и гидравлические приводы”
Разработал: ст. гр. ВЭП-III-16
Малышев Т.С.
Руководитель: доц.
Чернавский В.А.
г. Ростов – на – Дону
2000 г.
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ
ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра: “ Гидравлика, гидропневмоавтоматика и тепловые процессы”
УТВЕРЖДАЮ
Зав. кафедрой Сидоренко В.С.
“______”_______________________ 2000 г.
ЗАДАНИЕ
НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ (РАБОТУ)
Студент Малышев Т.С. Код ____________ Группа ВЭП-III-16 1.Тема
Разработка гидропривода технологического оборудования
2. Срок предъявления проекта к защите “____”____________ 2000г.
3. Исходные данные для проектирования:
. схема № 5
.
4. Содержание пояснительной записки курсового проекта
4.1 Содержание, Введение, исходные данные .4.2
Расчеты, подбор элементной базы .
4.3 Спецификация.
Список используемой литературы .
5. Перечень графического материала: Разработка
/ .принципиальной, структурной схем, построение
диаграмм
Руководитель проекта (работы)
.
подпись, дата, фамилия и инициалы
Задание принял к исполнению 10.06.2000 г.
Содержание
|1 |Введение | |
|2 |Исходные данные | |
|3 |Определение величины максимального давления | |
|4 |Определение предельных частот вращения вала | |
|5 |Расчет параметров и выбор насоса | |
|6 |Наибольшее давление, развиваемое насосом | |
|7 |Выбор гидроаппаратуры | |
|8 |Определение диаметров гидролиний | |
|9 |Толщина стенок | |
|10 |Уточнение действительной скорости | |
| |Выбор марки рабочей жидкости | |
| |Определение режимов движения жидкости во всасывающей, | |
|11 |сливной и напорной гидролиниях по числу Рейнольдса | |
|12 |Уточненный расчет потерь давления в гидролиниях | |
| |Расчет наибольшего рабочего давления, которое необходимо | |
|13 |создать на входе привода | |
| |Определение давления настройки предохранительного клапана | |
|14 |Определение гидродвигателя | |
|15 |Мощность, потребляемая насосом на каждом элементе рабочего| |
| |цикла | |
|16 |Коэффициент полезного действия | |
|17 |Средний КПД гидропривода | |
|18 |Суммарные потери мощности за весь рабочий цикл | |
|19 |Спецификация | |
|20 |Список используемой литературы | |
|21 | | |
|22 | | |
В В Е Д Е Н И Е
Под гидроприводом понимают совокупность устройств (в число которых
входит один или несколько объемных гидродвигателей), предназначенную для
приведения в движение механизмов и машин посредством рабочей жидкости
под давлением. В качестве рабочей жидкости в станочных гидроприводах
используется минеральное масло.
Широкое применение гидроприводов в станкостроении определяется рядом
их существенных преимуществ перед другими типами приводов и, прежде
всего возможностью получения больших усилий и мощностей при ограниченных
размерах гидродвигателей. Гидроприводы обеспечивают широкий диапазон
бесступенчатого регулирования скорости, возможность работ в динамических
режимах с требуемым качеством переходных процессов, защиту системы от
перегрузки и точный контроль действующих усилий.
К основным преимуществам гидропривода следует отнести также высокое
значение коэффициента полезного действия, повышенную жесткость и
долговечность.
Гидроприводы имеют и недостатки, которые ограничивают их
использование в станкостроении. Это потери на трение и утечки, снижающие
коэффициент полезного действия гидропривода и вызывающие разогрев рабочей
жидкости. Внутренние утечки через зазоры подвижных элементов в
допустимых пределах полезны, поскольку улучшают условия смазывания и
теплоотвода, в то время как наружные утечки приводят к повышенному
расходу масла, загрязнению гидросистемы и рабочего места. Необходимость
применения фильтров тонкой очистки для обеспечения надежности
гидроприводов повышает стоимость последних и усложняет техническое
обслуживание.
Наиболее эффективно применение гидропривода в станках с возвратно-
поступательным движением рабочего органа, в высокоавтоматизированных
многоцелевых станках и т.п. Гидроприводы используются в механизмах подач,
смены инструмента, зажима, копировальных суппортах, уравновешивания и
т.д. гидроприводами оснащаются более трети выпускаемых в мире
промышленных роботов.
И С Х О Д Н Ы Е Д А Н Н Ы Е
Схема № 5
Заданный рабочий цикл привода поперечной подачи токарного
полуавтомата.
1. Исходное положение “ СТОП”.
2. рабочий ход вправо с VРП.
3. выдержка на упоре.
4. Обратный ход с VБО
- скорости рабочего и обратного хода регулируемые, независимые
- разгрузка насоса в положении “СТОП”
- стабилизация скорости только во время рабочего хода, при обратном ходе
скорость нестабилизированная.
- Управление распределитем гидравлическое от упоров стола, без
регулирования времени реверса.
- Движение стола обеспечивает гидромотор через зубчатую передачу с U=1/3 и
пару винт – гайка с tB=25 мм.
MH=90 Нм
(ПР = 300 кг
(М= 0.83
VБО = 7 м/мин
VРП = 0.7 м/мин
L=0.4 м
lРХ=0.4 м
lН =1.5 м
lСЛ=1.5 м
1. Определение величины максимального давления
[pic] МПа
МБП=0.2(МН=0.2(90=18 МПа
2. Определение предельных частот вращения вала
[pic] => [pic]
[pic] об/мин
[pic] об/мин
Г 12 – 25 М (0=0.88
3. Расчет параметров и выбор насоса.
[pic] л/мин
[pic] л/мин
[pic] МПа
Qн = Qmax + (Qy + Qk
Qy = r * Py = 0.017 (см3/МПа*с) * 1,25 (МПа)=0.0001275 л/мин
Qy = rg * Py = 0.8 *1.25 = 0.006 л/мин
Qк = 152.7 + 0.006 + 4 = 156.7 л/мин
QHстанд = 160 л/мин
4. Наибольшее давление, развиваемое насосом.
Рн = Румах + (?Рап + ?Ртр
Рн = Рgмах + (?Рап + ?Ртр
(?Рап = 4*0.05+0.25+0.3+0.1+0.15+0.15*3=1.45 МПА
(?Ртр = (0,1-0.2) (?Рап = 0.15*1.45 = 0.2175 МПа
Рн = 4.256+1.45+0.2175=5.6235 МПа
5. Выбор гидроаппаратуры
Рнр=5,6235 МПа
Qнр= 156.7 л/мин
Рабочий объем 160 см3 Насос Г 12-25 М
Qн=142.8 л/мин
КПД объемный равен 0.93; полный 0.88
Рном = 6.3 МПа
Рпред = 7 МПа
Масса 36 кг
Обратные клапаны
Г 51-34
Ду= 20 мм
Расход масла 125 л/мин
Утечки давления при номинальном давлении 0.13 см3/мин
Перепад давлений при номинальном давлении 0.25 МПа
Масса 1.6 кг
Гидрораспределитель
Гидрораспределитель Р203 или Рн203
Диаметр условного прохода = 20мм
Расход масла номинальный 160 л/мин
Давление: номинальное 32 (7)
в сливной линии 7(32)
масса 13.5 – 17.7 кг
Регулятор расхода МПГ 55-1
Ду= 32 мм
Рабочее давление 6.3 МПа; min = 0.4 МПа
Qmax= 160 л/мин, (Qmin=0). Масса 15.5 кг
Дроссель
КВ МК 16G 1.1
Ду= 16 мм
Qmax= 120 л/мин, (Qmin=5).
Pmin=0.5 МПа
Масса 1.1 кг
Фильтр
|ФС |100?25 |
| |6.3 |
Q=100 л/мин
Номинальная тонкость фильтрации 25 мкм
Ду= 32 мм
Масса = 4.5 кг
Манометр
Диаметр корпуса = 160 мм
Класс точности = 0.4
P=16 МПа
6. Определение диаметров гидролиний
[pic]
[pic] мм
[pic] мм
[pic] мм
7. Толщина стенок
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
8. Уточнение действительной скорости
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
9. Выбор марки рабочей жидкости
?=?/?
? –динамическая вязкость
? – плотность мм2/с
масло игп-38
класс вязкости по ISO 3448 = 68
ГОСТ ТУ 38 101413 – 78
?бо = 35-40 мм2/с
? = 890 кг/м3
10. Определение режимов движения жидкости во всасывающей, сливной и
напорной гидролиниях (по числу Рейнольдса)
|Re = |V *dтр |
| |? |
|Reвсас =|1071,7*55 |=1473 |
| |40 | |
|Reслив =|1601*45 |=1801 |
| |40 | |
|Reнапор = |2646,5*35 |=2293 |
| |40 | |
Режим движения во всех гидролиниях –ламинарный
11. Уточненный расчет потерь давления в гидролиниях
?Рн = (?Рап н + ?Рмс н + (?Ртр н (напорная
линия)
?Рслив = (?Рап слив + ?Рмс слив + (?Ртр слив (сливная
линия)
?Рап н = 0,05 + 0,2 + 0,3 = 0,55 МПа
?Рап слив = 0,2 + 0,05 + 0,05 + 0,15 =0,45МПа
[pic]
? – коэффициент местного сопротивления
? – удельный вес минерального масла (?=900 кгс/см2)
Vжi - скорость
[pic]
?Рмс н =(4*0,86+4*0,96)*(2,6462/(2*5,8)) 900*10-6= 0,00234 МПа
?Рмс слив =(5*0,86+5*0,96)*(1,62/(2*5,8))*500*10-6= 0,00107 МПа
[pic]
?- коэффициент сопротивления трения
? = 64/Re
l- длина гидромагистрали
[pic] МПа
[pic] МПа
?Рнап = 0,0004+0,55+0,00234=0,55274 МПА
?Рслив = 0.00014+0.00107+0.45=0.45121 мпа
12. Расчет наибошьшего рабочего давления, которое необходимо создать на
входе привода
Рраб = Ру мах+Рнп+Рсл пр
Рраб = 4.256+0.55274+0.45121=5.259 МПа
13. определение давления необходимого настройки предохранительного клапана
Pкл = (1,1-1,15)Рраб
Ркл = 1,15*5,26=6,05 МПа
14. определение гидродвигателя
[pic]
[pic] кВ
[pic] кВ
15. Мощность, потребляемая насосом на каждом элементе рабочего цикла
[pic]
[pic] кВ
[pic] кВ
[pic] кВ
16. Коэффициенты полезного действия
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
17. Средний КПД гидропривода
[pic]