Расчет гидропривода станка - Производство и технологии курсовая работа

Главная

Производство и технологии
Расчет гидропривода станка

Применение гидропривода в современном станкостроении. Разработка и описание принципиальной гидросхемы, функциональные связи ее элементов. Статический и динамический расчет гидропривода с дроссельным регулированием. Выбор гидравлического оборудования.


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/
Статистический расчет гидропривода с дроссельным
регулированием и выбор гидравлического оборудования
гидропривод станкостроение гидросхема дроссельный
1. По заданной величине развиваемого на штоке гидроцилиндра усилие и заданной величине давление определяем диаметр гидроцилиндра, и выбираем его типоразмер из стандартного ряда.
где Р = 1200 Н- заданная нагрузка ( Н );
р = 2.5 10 6 Н/м 2 - заданное расчетное давление ( Па );
з= 0.87 - механический к п д гидропривода;
б - отношение диаметров штока и поршня
Расчетный диаметр штока d шт = D = 0.4594 =42 мм
Из стандартного ряда выбираем диаметр гидроцилиндра больше расчетного
Диаметр поршня и штока соответствует ГОСТ 12447-80.
По расчетному диаметру подбираем и сам гидроцилиндр.
Берём конструкцию, габаритные и присоединительные размеры гидроцилиндра с двухсторонним штоком на номинальное давление 6,3 МПа по ОСТ2 Г24-2-73 [1, с. 78]. Обозначение: 2-10045320.
Цилиндр общего применения, нормальной точности с торможением в конце хода поршня при его движении в обе стороны:
величина хода 320 мм по ГОСТ 6540-68 [1, c.79].
Максимальное скоростное усилие на штоке без участия сил трения, кН
Максимальное давление холостого хода 0.16,МПа, где =
Утечка масла через уплотнения поршня при номинальном давлении, см `мин, не более, для точности изготовления(Н)
Масса, кг (в зависимости от длины хода поршня S,мм)
Номинальная точность фильтрации масла, мкм
2. Для создания толкающего усилия, развиваемого на штоке гидроцилиндра, рабочую жидкость под давлением следует подавать в его поршневую полость. Тогда эффективная площадь поршня
Давление р н на выходе из насоса, необходимое для ориентировочного создания максимального заданного усилия вычисляют по формуле
3. Ориентировочную подачу Q H насоса вычисляем по формуле:
где v =10.810 -2 м/с - заданная скорость БП движения штока гидроцилиндра м/с.
Q H = 10.8 10 -2 6.2210 -3 =6.710 -4 м 3 /с
Q 1 H =110 -2 6.2210 -3 =0.6210 -4 м 3 /с
Q 2 H =6.710 - 4 - 0.6210 -4 = 6.0810 -4 м 3 /с.
4. Увеличивая ориентировочное значения подач и давления на 10-15% с целью приближенной компенсации потерь в трубопроводах, аппаратах и утечек жидкости в системе гидропривода
=(1.1….1.15) 1.95 = 2.15…2.25 МПа (6)
принимаем Q H =7.510 -4 м 3 /с=7.510 -4 6010 3 =4.2 л/мин.
тогда Q 2 H = Q H -Q 1 H =45 -4.2=40.8 л/мин.
5. С учетом уточненных расчетных значений гидравлических параметров и выбирают типоразмер насоса для системы гидропривода, подача которого не меньше расчетной [1, с. 22].
Выбираем нерегулируемый пластинчатый насос двойного действия F12 - 24AM [1, c. 22].
Табл. 3. - Основные параметры насоса
Ресурс при номинальном режиме работы, ч
Затрачиваемая мощность при давлении на выходе из насоса, равном нулю, кВт
6. По гидравлическим характеристикам насоса выбирают гидравлическую аппаратуру гидропривода. Применяем золотниковый гидравлический распределитель с электрогидравлическим управлением ПГ74-24 [1, c.106].
Табл. 4. - Основные параметры гидрораспределителя
Минимальное давление управления для распределителей с гидравлическим управлением, МПа
Время срабатывания для аппаратов с гидравлическим управлением, с
Выбираем предохранительный переливной гидроклапан давления Г54-24 [1, с. 154].
Табл. 5. - Основные параметры гидроклапана [1, с. 157]
Потеря давления при номинальном расходе, МПа, не более
Внутренние утечки, см3/мин, не более
Исполнение гидроклапана №1 (предохранительный). Выбираем регулятор потока-дроссель ПГ55-24 [1, с. 188].
Табл. 6. - Основные параметры регулятора потока [1, с. 186]
- минимальное (при расходе до 50% от max)
- минимальное (при расходе до 100% от max)
Расход масла через полностью закрытый дроссель при максимальном рабочем давлении, см3 /мин
Выбираем обратный клапан Г51-24 [3, с. 149].
Табл. 7. - Основные параметры обратного клапана
7. Выбираем манометр и бак. Берём манометр по ГОСТ 8625-77 [1,с. 316].
Из стандартного ряда принимаем =160 л. [1, с. 9].
8. Выбираем фильтр с учётом места его установки (сливная линия), пропускной способности и тонкости фильтрации.
Табл. 8. - Основные параметры фильтра ФС
Номинальная точность фильтрации, мкм
Номинальная пропускная способность, л/мин
Фильтр ФС задерживает частицы загрязнений в потоке масла, сливающегося в бак. В нём имеется индикатор электрической и визуальной сигнализации, а также перепускной клапан. Тип фильтроэлемента - бумажный сменный.
9. Рабочую жидкость выбираем в соответствии с рекомендациями, содержащимися в технических данных и инструкциях по эксплуатации основного гидравлического оборудования, применяемого в разрабатываемом гидроприводе. Принимаем за рабочую жидкость масло индустриальное ИГП-30, которое имеет кинематическую вязкость 28...31 сСт при 50°С, индекс вязкости 90 [1, с.11].
Рассчитываем потери давления в трубопроводах.
Ориентировочно выбираем допустимую скорость течения жидкости в трубопроводе в соответствии с рекомендациями СЭВ РС 3644-72 [1, с. 341].
Для сифонного трубопровода = 2 м/с при d сл = 22 мм.
Для всасывающего трубопровода V тр 1.6 м/с при d вс = 25 мм.
10. Определяем диаметр трубопровода
При номинальном расходе масла 63 л/мин диаметр условного прохода d усл =18 мм. Принимаем трубы медные по ГОСТ 617-72 с размерами 22 х 2 мм, где S=2 мм - толщина стенки [1, с. 342].
Принимаем размер рукава II d=20 мм.
Рассчитываем действительную скорость рабочей жидкости в трубопроводе стандартного размера
Вычисляем число Рейнольдса. Для трубопровода нагнетания
где =30 сСт =3010 -2 см 2 /с =3010 -6 м 2 /с
Так как Rе < 2300 для обоих трубопроводов, то выполнение такого условия является признаком ламинарного режима течения жидкости. При ламинарном режиме течения жидкости коэффициент гидравлического со противления по длине в трубопроводах гидропривода определяется по формуле Дарси-Вейсбаха:
Определяем потери давления в трубопроводах:
где L=4,3 м - длина трубопровода нагнетания; =900 кг/ м 3 - плотность масла;
где V тр = 1,53 м/с; L=5 м - длина трубопровода слива.
11. Потери давления в гидравлических аппаратах:
где р ном ап - номинальный перепад (потери) давления при номинальном расходе рабочей жидкости для данного аппарата ( Па );
= 80 л/мин - расход жидкости для данного аппарата ( м 3 /с );
Потери в регуляторе потока (дросселе) нет.
12. Определяем суммарные потери в трубопроводах и гидравлических аппаратах:
13. Рассчитываем усилие, необходимое для преодоления трения поршня и штока.
где d шт = 45 мм, l=2 мм, =0.1, p k =2 МПа - контактное давление возникающее при монтаже манжете, р=6.3 МПа, n=2.
P тр шт. =3.144510 -3 210 -3 (6.3+2) 10 6 0.12=469.12 Н.
где q тр =300 Н/м - удельная сила трения [1,c.321], D=100мм, n=4.
14. Определяем действительное давление на выходе из насоса
15. Определяем мощность, потребляемую гидроприводом:
где =87% - коэффициент полезного действия насоса.
Дискретный характер работы гидравлических исполнительных устройств не исключает необходимости регулирования скорости движения их подвижных элементов, обеспечения устойчивости, стабильности режимов движения, быстродействия. Определение быстродействия, действительных скоростей движения, развиваемых усилий входит в задачу динамического расчета. В отличие от устройств непрерывного действия, при динамическом анализе которых на первом плане стоят вопросы устойчивости и качества переходных процессов, для дискретных устройств, обладающих, как правило, большими запасами устойчивости, основное значение имеет динамика процессов разгона и торможения подвижных частей исполнительных устройств при их включении и остановке, а также параметры установившегося режима движения и их стабильность. Решая дифференциальные уравнения, описывающие динамику дискретных исполнительных устройств, находят их динамические характеристики. Для получения точных результатов расчета в уравнениях должны быть максимально полно учтены факторы, оказывающие влияние на характер движения. Решающее значение при этом имеет учет изменений сил сопротивления движению, давлений в полостях исполнительных устройств, а также расходов жидкости в линиях подвода и слива.
Характер движения исполнительных устройств существенно зависит от работы аппаратуры управления и вспомогательных устройств, включенных в систему. Так, срабатывание распределительных и командных устройств является причиной колебаний давлений и расходов, вызывающих изменение динамических характеристик, а наличие пневмогидравлического аккумулятора в системе, являющегося по своей природе пневматическим упругим звеном стабилизирует эти характеристики. При этом существенно изменяется их характер и длительность переходных процессов.
Принципиальная схема гидравлического исполнительного устройства показана на рисунке 1. Следует учитывать, что величина противодавления в полости слива зависит от сопротивления сливной трассы, являющегося функцией скорости течения рабочей жидкости по трубопроводам, а следовательно, и функцией скорости перемещения поршня в рабочем цилиндре. В период разгона и торможения величина противодавления в полости слива изменяется в широких пределах от 0 до p max
Давление в рабочей полости цилиндра и перепад давлений на линии подвода, которые определяют развиваемое исполнительным устройством усилие и скорость перемещения поршня, также являются величинами переменными, зависящими от нагрузки на штоке поршня, сил трения и величины противодавления.
Уравнение движения поршня исполнительного устройства, учитывающее соотношение действующих сил, можно записать в следующем виде:
M(d 2 x/dt 2 ) = p 1 F 1 - [p 2 F 2 + Р + R тр + Т в + С Р(t)],
где M - приведенная к поршню масса подвижных частей и рабочей жидкости в рабочей жидкости в трубопроводах и гидроцилиндре; (d 2 x/dt 2 ) - ускорение поршня; x - текущее значение величины перемещения поршня; F 1 и F 2 - эффективные площади поршня со стороны рабочей полости и полости слива; p 1 и p 2 - давления в рабочей полости и в полости слива; R тр - постоянная составляющая сил трения; Р - постоянная составляющая полезной нагрузки на штоке поршня; Т в - сила вязкого трения; Р(t) - переменная составляющая полезной нагрузки; С - коэффициент пропорциональности; dx/dt - скорость поршня.
Рис. 1. - Основные параметры гидроцилиндров:
D - диаметр цилиндра (мм); d-диаметр штока (мм); s - ход (мм); F 1 и F 2 -рабочая площадь поршня в поршневой 1 и штоковой 2 камерах соответственно (см 2 ); P 1 , и P 2 ; - усилие, развиваемое цилиндром (тяговое усилие) при движении поршня соответственно вправо и влево (Н); v 1 и v 2 - скорость движения поршня соответственно вправо и влево (м/мин); Q 1 и Q 2 - количество масла, поступающего соответственно в поршневую и штоковую камеры (или сливающегося из них) (л/мин); р 1 , и р 2 , - давление масла соответственно в поршневой и штоковой камерах (МПа)
М = М 1 + 1,16-10 -2 (F 2 1 l т1 /d 2 т1 + F 2 2 l т2 /d 2 т2 )
Здесь М - приведенная к поршню масса подвижных частей цилиндра, приводимого механизма и масса масла в напорном и сливном трубопроводах; М 1 - масса подвижных частей цилиндра и приводимого механизма, кг (М 1 ?250 кг); d т1 и d т2 - внутренний диаметр соответственно напорного и сливного трубопроводов, мм; l т1 и l т2 - длина соответственно напорного и сливного трубопроводов, мм;
Давление в рабочей полости гидроцилиндра:
p 1 = [p 2 F 2 + Р + R тр + Т в + С Р(t)+M(d 2 x/dt 2 )] /F 1 ,
где p н - давление жидкости, развиваемое насосом.
p = p н - [p 2 F 2 + Р + R тр + Т в + С Р(t)+M(d 2 x/dt 2 )]/F 1
Расход жидкости, поступающей в рабочую полость гидравлического цилиндра, определяется зависимостью :
где м 1 - коэффициент расхода линии подвода м 1 =0,97; f 1 - площадь минимального проходного сечения линии подвода; - удельный вес жидкости; g - ускорение свободного падения.
Скорость перемещения поршня гидравлического цилиндра связана с расходом зависимостью:
v 1 =d x/dt = Q 1 /F 1 = (м 1 f 1 2pg/)/F 1
Расход рабочей жидкости, поступающей на слив:
Q 2 = м 2 f 2 2p c / = м 2 f 2 2p c g/,
где м 2 - коэффициент расхода линии слива, м 2 =0,95; f 2 - площадь минимального проходного сечения трубопроводов сливной трассы; p c - перепад давления, определяемый сопротивлением сливной трассы;
Если избыточное давление жидкости в масляном баке p 0 = 0,
Учитывая, что Q 2 = F 2 (d x/dt)=F 2 v 1 получаем
p 2 = (F 2 (d x/dt)) 2 /(2м 2 2 f 2 2 g).
Из формулы (8) видно, что величина противодавления в полости слива пропорциональна квадрату скорости поршня гидроцилиндра. Подставляя значение p 2 в уравнение (4), находим:
p=p н - [((F 2 (d x/dt)) 2 /(2м 2 2 f 2 2 g)) F 2 +Р+R тр +Т в + С Р(t)+M(d 2 x/dt 2 )] /F 1
После подстановки найденного значения p в уравнение (6) и преобразований можно получить уравнение движения поршня гидроцилиндра, учитывающее изменение перепадов давления на линиях подвода и слива, влияние сил трения, полезной нагрузки и пропускной способности трубопроводов:
v 1 =d x/dt = Q 1 /F 1 =(м 1 f 1 2(p н -(((F 2 (d x/dt)) 2 /(2м 2 2 f 2 2 g))F 2 +Р+R тр +Т в +
+С Р(t)+M(d 2 x/dt 2 ))/F 1 )g/)/F 1
Уравнение (10) в общем виде решения не имеет. Оно может быть решено методами численного интегрирования с применением ЭВМ. В частном случае, если полезная нагрузка, силы трения и силы вязкого трения постоянны или изменяются незначительно, их можно заменить некоторыми постоянными средними значениями Р ср ., R тр ср , Т в ср и уравнение (9) может быть решено в общем виде. Таким решением удобно пользоваться при предварительных расчетах. Принимая, что
R тр ср =R тр штока + R тр поршня - среднее усилие на преодоление сил трения поршня и штока гидроцилиндра, Н;
Т в ср = Т в = ф S = ф 2 р r l = м 2 р r l v/д - среднее усилие на преодоление сил вязкого трения, Н;
Т в ср =0.123.1422.51.60.310.3/27.5=8.6 H.
м - коэффициент динамической вязкости, Н*с/м 2 ; r - радиус поршня, м;
l - длина поршня, м; v - скорость движения поршня, м/с; д - расстояние между поверхностями поршня и цилиндра, измеренное по нормали, м.
Осуществляя замены переменных составляющих в уравнении (9) постоянными величинами получаем дифференциальное уравнение движения поршня.
Решая это уравнение на ЭВМ получим зависимости для определения пути перемещения х рабочего органа, как функции времени t ; скорости перемещения v рабочего органа, как функции времени t ; ускорение перемещения а рабочего органа, как функции времени t .
Это уравнение позволяет выразить величины перемещения х, скорости v и ускорения a поршня гидравлического цилиндра через его геометрические параметры, действующие давления и величины сил сопротивления движению, что позволяет вести расчет по заданным динамическим характеристикам.
Описание работы гидросхемы. Литературно-патентный обзор конструкция проектируемых элементов. Расчет и выбор параметров элементов гидросхемы. Расчет потерь давления и определение КПД гидропривода. Описание гидроблока управления гидравлической плиты. курсовая работа [3,1 M], добавлен 29.07.2013
Разработка принципиальной гидравлической схемы. Тепловой расчет гидропривода. Расчет и выбор гидроцилиндра, гидронасоса, гидроаппаратов и гидролиний. Выбор рабочей жидкости. Расчет внешней характеристики гидропривода. Преимущества гидравлического привода. курсовая работа [88,8 K], добавлен 23.09.2010
Описание гидравлической схемы и расчетный проект гидропривода многоцелевого сверлильно-фрезерно-расточного станка с ЧПУ. Выбор элементов гидропривода: рабочая жидкость и давление. Подбор гидромотора, трубопроводов и гидроаппаратуры. КПД гидропривода. курсовая работа [254,4 K], добавлен 08.02.2011
Разработка функциональной схемы гидропривода, выбор и расчет параметров. Потери давления в местных гидравлических сопротивлениях. Выбор гидроаппаратуры и определение потерь при прохождении жидкости через аппараты. Механические и скоростные характеристики. курсовая работа [723,9 K], добавлен 30.03.2011
Анализ работы гидропривода при выполнении элементов цикла. Расчет гидравлического цилиндра, расхода жидкости при перемещениях рабочих органов. Расчет подачи насоса, трубопроводов и их выбор. Принципиальная схема гидропривода. Проектирование гидроцилиндра. курсовая работа [229,5 K], добавлен 08.10.2012
Гидроприводы подач с дроссельным регулированием скорости. Расчет характеристик гидропривода в период ускоренного подвода инструмента к заготовке и в период рабочего хода. Построение операционных циклограмм. Расчет мощностей гидросистемы по операциям. курсовая работа [1,2 M], добавлен 02.01.2015
Описание и анализ принципиальной схемы гидропривода. Расчет основных параметров гидроцилиндра, гидросети, основных параметров насосного агрегата, КПД гидропривода. Возможность бесступенчатого регулирования скоростей гидропривода в широком диапазоне. контрольная работа [262,5 K], добавлен 24.06.2014
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 гидропривода станка курсовая работа. Производство и технологии.
Курсовая работа: Налоги как инструмент регулирования экономики
Тема Сочинений По Русскому Языку 2022
Реферат: Зотов, Конон Никитич
Дипломная работа по теме Разработка калькулятора для оценки эффективности мультивалютных вкладов
Курсовая работа: Назначение, устройство, и работа масляного насоса двигателя Зил-130. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Вице-адмирал Корнилов Владимир Алексеевич
Сочинение На Тему Leisure Time
Реферат: Собственность экономический и юридический аспект
Курсовая работа по теме История и взаимодействие языков
Сочинение Рассуждение На Тему Зачем
Курсовая работа по теме Льготы и льготное налогообложение в Российской Федерации
Реферат: Проблема разоружения после Второй мировой войны
Методичка На Тему Расчет Выбросов В Атмосферу Загрязняющих Веществ Различными Производствами
Реферат по теме Казанский Кремль: от прошлого к будущему
Контрольная работа по теме Электрооборудование компрессорной установки
Дипломная Работа На Тему Роль Мiжнародної Комерцйної Реклами У Формуваннi Корпоративних Брендiв
Реферат по теме Туристсько-екскурсійне обслуговування
Мини Сочинение На Тему Яркие Впечатления Лета
Курсовая работа по теме Меньшевики в годы гражданской войны
Реферат: Правовые основы деятельности органов Федерального казначейства
Переливание крови: история и физиологический анализ - Медицина реферат
Экспертиза качества меховых изделий - Маркетинг, реклама и торговля презентация
Развивающиеся страны в мировой экономике - Международные отношения и мировая экономика курсовая работа