Разработка гидропривода технологического оборудования

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]