Расчет гидравлического привода технологических машин - Производство и технологии курсовая работа

Главная

Производство и технологии
Расчет гидравлического привода технологических машин

Анализ работы гидравлического привода. Предварительный и уточненный расчет гидросистемы. Выбор насоса, гидроцилиндра, трубопровода. Расчет предохранительного клапана, золотникового гидрораспределителя. Исследование устойчивости гидрокопировальной системы.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Белгородский Государственный Технологический Университет им. В. Г. Шухова
По дисциплине: гидравлический привод
На тему: «Расчет гидравлического привода технологических машин»
1.2 Предварительный расчет гидросистемы
1.3.5 Расчет предохранительного клапана непрямого действия
1.3.6 Расчет золотникового гидрораспределителя
1.3.7 Описание конструкции маслоохладителя
Раздел II: Исследование устойчивости гидрокопировальной системы
Гидропривод представляет собой эффективное средство автоматизации технологических машин. Применение гидропривода в станках, роботах, прессах позволяет упростить кинематику, снизить металлоемкость, повысить их точность, надежность и уровень автоматизации. С помощью гидропривода осуществляются поступательные, вращательные, поворотные движения исполнительных органов, реализация рабочих перемещений зажима, переключение, выдержка времени, фиксация и т.п.
Применение средств гидроавтоматики в гидроприводах связано с устранением устройств-преобразователей энергии, которые снижают надежность системы. Прессы-автоматы с гидравлической аппаратурой управления имеют высокую надежность и производительность. В гибких производственных системах с высокой степенью автоматизации цикла гидроприводом реализуется множество различных движений, включая адаптивное управление, контроль и оптимизацию процессов.
Применение гидропривода обусловлено его общепризнанными достоинствами которые, однако, могут быть реализованы лишь при правильном проектировании и эксплуатации гидрофицированных машин. Недостатки гидропривода, заключающиеся в утечках, потерях на трение, снижающих КПД и вызывающих разогрев рабочей жидкости, сводятся к минимуму с применением унифицированных, хорошо отработанных узлов, знанием их конструкции, расчета и основ эксплуатации.
В настоящей курсовой работе будет производиться расчет гидравлического привода, будут изучены особенности работы гидравлических систем, а также будет произведен расчет их устойчивости.
Раздел I : Расчет гидравлического привода
В данном гидроприводе используется одна скорость для подачи. Скорость рабочей подачи регулируется дросселем. Переключение этапов цикла осуществляется распределителями №1 и №2 под действием электромагнитов. Работа электромагнитов распределителей представлена в таблице №1
1.2 Предварительный расчет гидросистемы
1) Р дв =Р рез +Р тц +Р тн - для рабочего хода;
2) Р р =Р и +Р тц +Р тн - для разгона.
Р т1 =a m f m G= a m f m G=0,15 . 0,08 . 8000=100 Н,
где G - приведенный вес перемещаемого рабочего органа (с приспособлением, деталью и т.д.) с учетом сил резания; f m - коэффициент трения, f то = 0,3 - для состояния покоя и f mo = 0,08 - для скоростей более 0,2 м/с; а m = 0,12 ...0, 15 - поправочный коэффициент.
Сила трения в направляющей зависит от ее формы, принимаем форму направляющей типа ласточкин хвост:
Т н =Nf=f(G+P y )=0,1(8000+7500)=1550 Н
Р т1 =a m f m G= a m f 2 G=0,15 . 0,16 . 8000=200 Н,
где т - ориентировочные значения перемещения масс; х xx - максимальная скорость холостого хода, м/с; t - время разгона (торможения), t = 0,01...0,5 с.
Т н =Nf=f(G+P y )=0,2(8000+7500)=3100 Н
Наибольшее давление оказалось р р для рабочего хода. С учетом противодавления принимаем рабочее давление:
Рабочая жидкость, являясь носителем энергии, выполняет также функции теплоносителя, смазочной и промывочной среды, консерватора. В стайках и роботах рабочие жидкости находятся под давлением до 6,3 МПа, в прессах - 14,0 МПа и более. Для обеспечения срока службы жидкости не менее 1000...3000 ч при тонкости фильтрации менее 25 мкм температура масла не должна превышать 60°С. В связи с указанными условиями работы жидкостей к ним предъявляются высокие требования.
В подавляющем большинстве гидросистем станков, роботов и прессов в качестве рабочей жидкости используют минеральные масла. В прессах иногда применяется водомасляная эмульсия (10...15% масла). При выборе жидкости учитываются условия эксплуатации и её свойства: вязкость, сжимаемость, удельная теплопроводность и теплоемкость.
Основным критерием, определяющим возможность применения жидкости в качестве рабочей, является соответствие вязкости давлению и температуре эксплуатации гидропривода. В соответствие с указанной в задании вязкостью рабочей жидкости выбираем минеральное масло ИГП-49:
По известным нагрузкам и скоростям определяется подача насосом жидкости
по полученному значению q р выбираем типоразмер насоса НПл 25/6,3.
1.3 Уточненный расчет гидропривода
Насос выбирается по р p =5 МПа и Q н =12,6 л/мин.
КПД при номинальном режиме работы, не менее:
Ресурс при номинальном режиме работы, ч ………4000
Предельное значение среднего уровня звука, дБА, при номинальном режиме работы …..…74
Номинальная тонкость фильтрации масла не грубее…………25 мкм
Гидроцилиндр выбирается по наружному диаметру цилиндра D=90 мм и ходу поршня Н=900 мм.
Этим параметрам удовлетворяет цилиндр типа 722-90х70х900 по ОСТ2 Г25-1 - 86
Холостой ход, не более……………..0,2 МПа
Расчетные соотношения для сил трения в гидроцилиндре учитывают тип уплотнения и особенности работы. Для нашего случая выбираем уплотнение поршня чугунными кольцами.
При уплотнении поршня чугунными кольцами (рис. 4,а) по ОСТ 2А54-1-72 сила трения покоя определяется по формуле:
где f mo = 0, 15 - коэффициент трения покоя; D - диаметр уплотняемой поверхности гидроцилиндра; b - ширина колец; i - число колец, рекомендуется для D = 40…150 мм i = 2...4; р - давление в рабочей полости цилиндра; р к - контактное давление колец на гильзу цилиндра.
Р m к =0,15* р*90*4(3*1+3,1)=1 МПа,
Внутренний диаметр трубопровода рассчитывают по формуле
Q - подача жидкости по трубопроводу, л/мин;
v м - скорость потока рабочей жидкости, м/c;
Скорость v м выбирается по таблице, в зависимости от давления: v м =2 м/с.
Из нормального ряда принимаем d=12,5 мм.
d м - внутренний диаметр стандартного трубопровода;
=70 МН/м 2 - предел прочности на растяжение материала трубы для латунных труб;
Потери зависят от числа Рейнольдса (Re) , которое определяется по следующей формуле:
Т.к. число Рейнольдса Re = 490< 2300, то движение жидкости происходит в ламинарном режиме.
Потери по длине трубопровода при ламинарном потоке:
ВЕ10.573.ОФ.Г24Н.УХЛ4 ТУ2-5023622-02-99
ВЕ10.573.ОФ.Г24Н.УХЛ4 ТУ2-5023622-02-99
Общие потери давления в аппаратуре: р ап =2,3 МПа.
Потери давления в гидросистеме будут складываться из:
2. Потерь давления в гидроцилиндре.
р=р ц +р l +р ап =1+0,1+2,3=3,4 МПа.
Давление насоса выбрано достаточным р =6,3 МПа.
рис.2. График распределения давлений в гидроприводе для рабочей подачи.
1.3.5 Расчет предохранительного клапана непрямого действия
В предохранительном клапане непрямого действия усилие пружины шарикового клапана
где d 1 - диаметр отверстия под шариком, рекомендуется d 1 ? 4 мм.
Давление настройки шарикового клапана, при работе аппарата в режиме переливного клапана,
где р н - максимальное давление насоса; Др нк - потери в шариковом клапане и демпферном отверстии (диаметром d д ? 0,25d 1 ), рекомендуется Др нк ? 0,2 МПа при х м ,? 5 м/с.
Диаметр поршенька d n выбирают в 2 раза больше диаметра основного клапана d 0 ? 16 мм). Максимальное усилие пружины поршенька
Предохранительные клапаны непрямого действия МКПВ РУП «Гомельский завод «Гидропривод» (Беларусь) и ОАО «Гидравлик» (г. Грязи Липецкой обл.) для резьбового или стыкового монтажа (рис. 5.46, а) состоят из следующих основных деталей и узлов: корпуса 1; клапана 8, размещенного в гильзе 10; пружины 9 и вспомогательного клапана 3, а в исполнении с электроуправлением они дополнительно комплектуются пилотом, устанавливаемым на клапане 3.
Масло из напорной линии подводится к отверстию Р корпуса и отводится в сливную линию через отверстие Т. Отверстие Р через малое отверстие 11 в клапане 8 соединено с надклапанной полостью 2, откуда масло через клапан 3 может поступать в отверстие Т по каналу 7. Если давление в гидросистеме не превышает давления настройки клапана 3 (регулируется винтом б, сжимающим пружину 5), последний закрыт, давления в торцовых полостях клапана 8 одинаковы и он прижат пружиной 9 к конусному седлу гильзы 10, разъединял отверстия Р и Т. Когда сила от давления масла на конус 4 вспомогательного клапана превышает силу его пружины, конус отходит от седла и масло в небольшом количестве из отверстия Р через малое отверстие 11, вспомогательный клапан и канал 7 проходит в отверстие Г.
Из-за потери давления в отверстии 11 давление в надклапанной полости 2 уменьшается и клапан силой давления в отверстии Р поднимается вверх, сжимая пружину 9 и соединяя отверстия Р и Т. Перемещение клапана вверх происходит до тех пор, пока сила давления в отверстии Р не уравновесит силу давления в полости 2 и силу пружины 9, после чего давление в отверстии Р (в напорной линии гидросистемы) автоматически поддерживается постоянным в широком диапазоне расходов масла через клапан.
Если отверстие X соединить с линией слива, давление в полости 2 упадет и клапан 8 под действием небольшого давления (~ 0,3 МПа) в отверстии Р поднимется, сжимая сравнительно слабую пружину 9 и соединяя отверстия Р и Г (режим разгрузки). В аппаратах с электроуправлением разгрузка осуществляется при выключенном (нормально открытое исполнение) или включенном (нормально закрытое исполнение) электромагните пилота. При необходимости разделения слива потока управления от основного слива в канал 7 устанавливается заглушка (винт М5), а в отверстие У - штуцер с резьбой К1/8''.
рис.3. Конструкция предохранительного клапана непрямого действия МКПВ.
1.3.6 Расчет золотниковых гидрораспределителей
Достоинством золотниковых распределителей является их компактность и разгруженность от осевых сил давления жидкости. Для расчета распределителя, помимо сведений о конструктивной схеме, количестве позиций и числе гидролиний, необходимо в качестве исходных данных располагать давлением в напорной линии Р н или давлением (потери давления) нагрузки Др н , давлением в сливной линии р с , максимальным расходом через распределитель Q p , потерями давления на щелях золотника Др 3 , способом управления. На основании сведений о давлениях в гидросистеме проверяется соотношение
Можно ориентироваться на максимальные потери на щели Др з = 0,1...0,125 МПа. Такие потери соответствуют скоростям потока жидкости в каналах корпуса золотника, равным 10 м/с, что в 2...2,5 раза выше скорости течения жидкости в подводящих трубопроводах.
По значению Др 3 определяется максимальная площадь открытия золотника
Где м = 0,61...0,65 - коэффициент расхода на кромке золотника.
Площади каналов и проходных сечений золотника должны быть не менее
где f m - площадь отверстия подводящей трубы.
После округления d з , до стандартного значения d зс вычисляем открытие золотника:
С учетом перекрытия Дх = 3...6 мм ход золотника, обеспечивающий требуемый расход,
Окончательно ход золотника определяется с учетом механизма фиксации при ручном ходе. На практике ход золотника составляет 3...28 мм.
Длина штока l шз , золотника выбирается из соотношения:
где d m -диаметр отверстия подводящего канала.
При расчете усилия управления распределителем следует, помимо сил инерции и трения, учитывать действие гидродинамической силы, направленной в сторону, противоположную скорости дросселируемого потока жидкости, и стремящейся возвратить распределитель в исходное положение. С достаточной для практических целей точностью гидродинамическую силу можно определить уравнением:
где м = 0,61...0,65 - коэффициент расхода для золотника с прямоугольными острыми кромками; И = 69° - угол, образованный осью золотника и направлением потока жидкости через щель; х - осевое перемещение плунжера, мм; d зс - диаметр плунжера, мм; P 1 , P 2 - давление на входе и выходе щели соответственно.
При расчете инерционной силы учитывается масса объема рабочей жидкости в напорном и сливном трубопроводах управления
где l - длина трубопроводов на участках управления; f m - проходное сечение трубопроводов.
Гидрораспределители B1O, 1P10 и 2Р10 ОАО «Гидроаппарат» (г. Ульяновск) (рис.4) имеют чугунный литой корпус 1, в котором выполнены каналы Р, Т А , Т В , А и В (каналы Т А и Т В объединены в корпусе) и с малым диаметральным зазором (~ 0,01...0,02 мм) установлен золотник 2 диаметром 16 мм, изготовленный из высококачественной конструкционной стали с поверхностной закалкой до HRC 50...60. Торцовые втулки 5, удерживаемые в корпусе стопорными пружинными кольцами, служат в качестве направляющих для толкателей 3, шарнирно связанных с золотником 2, а также для размещения пружин 4, упорных шайб и уплотнений. В трехпозиционных аппаратах на боковых торцовых поверхностях корпуса закреплены два толкающих электромагнита б постоянного или переменного тока.
При отключенных электромагнитах пружины 4 устанавливают золотник в среднюю (нейтральную) позицию. При включении электромагнита, например правого, его якорь через толкатель воздействует на золотник 2, перемещая последний в левую позицию и сжимая левую пружину 4. После отключения электромагнита золотник пружиной возвращается в нейтральную позицию. Предусмотрена возможность ручного (наладочного) перемещения золотника с помощью кнопок 7, расположенных в кожухах электромагнитов.
Двухпозиционные распределители могут быть с одним электромагнитом и пружинным возвратом (на место второго электромагнита устанавливается крышка) или с двумя электромагнитами без фиксации (исполнение О) или с фиксацией золотника в двух положениях (исполнение ОФ). В последнем случае после срабатывания распределителя соответствующий электромагнит может отключаться.
У распределителей с одним электромагнитом последний расположен со стороны линии А; исключение составляют лишь схемы 573Е и 574Е. В трехлинейных распределителях исполнений 573 и 573Е по гидросхеме отверстие Т используется для отвода утечек (линии А и Б этим отверстием не соединяются); в исполнениях О и ОФ пружины 4 отсутствуют. Для некоторого ограничения времени срабатывания в отверстие Р могут устанавливаться демпферы с диаметром отверстий 0,8; 1; 1,1; 1,2; 1,5 или 3 мм. Существуют различные варианты электрического подключения электромагнитов, однако наиболее распространены штепсельные разъемы ISO 4400:1994 (DIN 43650), которые можно разворачивать в четырех различных направлениях. Для уплотнения стыковой плоскости используются кольца 013-016-19-2-2 по ГОСТ 9833-73.
рис.4. Конструкция гидрораспределителя с присоединительным размером 10 мм.
1.3.7 Описание конструкции маслоохладителя
рис.5. Конструкция, размеры и основные параметры воздушных теплообменников Г44-2.
Воздушные теплообменники Г44-2 ОАО «Гидравлик» (г. Грязи Липецкой обл.) состоят из одного или нескольких масляных радиаторов 1, предохранительного клапана 2, электродвигателя 3 и вентилятора 4, собранных в металлическом каркасе. Предохранительный клапан защищает радиатор от перегрузки, перепуская часть масла в обход радиатора при перепаде давлений > 0,2 МПа, однако при пульсирующем потоке масла теплообменники имеют пониженную надежность. Направление потока воздуха показано стрелками.
РАЗДЕЛ 2: Исследование устойчивости гидрокопировальной системы
Анализ устойчивости гидрокопировальной системы будет производится на ЭВМ. Для этого в соответствующие программы вводим параметры заданной системы.
рис.6. Анализ устойчивости по критерию Михайлова:
По критерию Михайлова система не является устойчивой, так как характеристическая кривая описывает квадранты системы координат не последовательно.
рис.7. Анализ устойчивости по критерию Найквиста
По критерию Найквиста система также не устойчива, так как амплитудно-фазовая характеристика охватывает точку (-1; j0).
Схема управления механической рукой штамповочного станка
При подъеме ползуна станка после штампования включается электрический конечный выключатель, который включает электромагнит распределителя 1 (рис. 180). Шток пневмоцилиндра 7 выдвигается, и заготовка захватывается клещами. Одновременно от распределителя 1 воздух направляется в цепи управления распределителей 2(1) и 2(2), управляющих цилиндрами 5 и 6 вывода и подъема заготовки. Сжатый воздух проходит через дроссели дросселей с обратным клапаном 4(2) и 4(3) в емкости 3(1) и 3(2). Наполнение емкостей до давления, необходимого для переключения распределителей определяет выдержку времени в срабатывании пневмоцилиндров 5 и 6 по отношению к пневмоцилиндру 7.
После вывода и подъема заготовки из рабочей зоны срабатывает электрический конечный выключатель, обесточивающий электромагнит распределителя 1. Происходит обратный ход штока цилиндра 7, клещи разжимаются и заготовка освобождается. Цепи управления распределителей 2(1) и 2(2) сообщаются с атмосферой. Сжатый воздух из емкостей выходит через дроссели дросселей с обратным клапаном 4(1) и 4(4). При падении давления в емкостях распределители 2(1) и 2(2) усилием пружины возвращаются в исходное положение.
рис.8. Схема управления и циклограмма работы механической руки штамповочного станка
1. Бондаренко В.Н. Расчет гидравлического привода технологических машин: Учеб. пособие. - Белгород: Изд-во БелГТАСМ, 1988 - 100с.
2. Свешников В.К., Усов А.А. Станочные гидроприводы: Справочник.-2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1988 - 512с.
3. Богданович Л.Б .Гидравлические приводы: Учеб. пособие для вузов. -Киев: Вища школа. Головное изд-ва, 1980. - 232с.
4. Башта Т.М. Объемные гидравлические приводы / Под ред. Т.М. Башты. - М.: Машиностроение, 1968. -628с
Гидросистема трелевочного трактора ЛТ-154. Выбор рабочей жидкости. Расчет гидроцилиндра, трубопроводов. Выбор гидроаппаратуры: гидрораспределителя, фильтра, дросселя, предохранительного клапана. Выбор насоса, расчет потерь напора в гидроприводе. курсовая работа [232,7 K], добавлен 27.06.2016
Принципиальная схема и состав гидросистемы привода конвейера каналокопателя. Расчет и выбор гидродвигателя, насоса, трубопровода. Подбор предохранительного клапана, фильтра и манометра. Вычисление КПД гидропередачи, определение теплового баланса системы. курсовая работа [883,5 K], добавлен 30.04.2013
Обзор автоматизированных гидроприводов. Определение рабочего режима насоса привода. Выбор рабочей жидкости. Типовой расчет гидравлического привода продольной подачи стола металлорежущего станка, тепловой расчет гидросистемы и объема масляного бака. курсовая работа [211,4 K], добавлен 23.09.2011
Выбор структурной схемы привода и гидроцилиндра. Расчет конструктивных элементов гидропривода: насоса, электродвигателя, предохранительного клапана, гидрораспределителя. Нюансы построения нелинейной математической модели гидропривода. Переходные процессы. курсовая работа [946,9 K], добавлен 24.10.2012
Анализ гидросхемы, применение гидравлического устройства. Предварительный расчет привода. Расчет гидроцилиндра и выбор рабочей жидкости. Определение потерь давления. Расчет дросселя и обратного клапана. Оценка гидравлической схемы на устойчивость. курсовая работа [347,0 K], добавлен 11.12.2011
Гидравлический расчет привода и выбор трубопроводов и аппаратов. Выбор насосной установки, предохранительного клапана, дросселя, трубопровода, фильтрующего устройства, гидрораспределителя. Проведение монтажа и эксплуатация системы гидропривода. курсовая работа [192,3 K], добавлен 10.11.2013
Напорная характеристика насоса (напор, подача, мощность на валу). График потребного напора гидравлической сети. Расчет стандартного гидроцилиндра, диаметра трубопровода и потери давления в гидроприводе. Выбор насоса по расходу жидкости и данному давлению. контрольная работа [609,4 K], добавлен 08.12.2010
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Расчет гидравлического привода технологических машин курсовая работа. Производство и технологии.
Курсовая Работа На Тему Вивчення Геометричного Матеріалу В Початковій Школі
Мини Сочинение Сколько Слов
Реферат: Маркетинг во внешнеэкономической деятельности
Курсовая работа: Конституційний статус Рахункової Палати в Україні
Курсовая работа: Вирусы и антивирусные программы. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Новодемократический конституционализм в Украине: проблемы становления и развития
Эссе: Банковское дело
Математика 3 Кл Контрольные Работы
Реферат На Тему Переработка Твердого Топлива
Реферат по теме Общение как деятельность. Уровни общения и его особенности
Численность Персонала Курсовая
Реферат: Перспективы развития биотехнологии
Курсовая работа по теме Объяснение как метод обучения на уроке
Реферат по теме Проблемы автомобилестроения
Контрольная работа по теме Часы на микроконтроллере Atmega8
Сочинение На Тему Родины В Творчестве Маяковского
Контрольная работа: Глобальные проблемы человечества 10
Реферат по теме Финансовые ресурсы. Финансовая система страны
Реферат по теме Антикризисное регулирование состояния предприятий в современных условиях развития экономики
Юридическая Ответственность Понятие Курсовая
Методология применения физических и механических способов контроля на примере низкоуглеродистой стали марки 20 - Производство и технологии курсовая работа
Постнатальная охрана плода - Медицина курсовая работа
Товароведная характеристика и оценка качества сдобного печенья - Маркетинг, реклама и торговля курсовая работа