- •Содержание курсовой работы
- •Задание
- •Исходные данные
- •Дополнительные (общие) данные
- •Введение
- •1. Принципиальная схема гидропривода
- •2.Определение параметров силового гидроцилиндра
- •2.1.Диаметры поршня d1 и штока d2
- •2.2. Расходы рабочей жидкости q10, q20 и q1
- •2.3.Силы трения Тш и Тн.
- •2.4. Давление жидкости в полостях гидроцилиндра р1 и р2 при рабочем ходе
- •2.5.Коэффициент утечек Ку радиального зазора δ
- •3.Расчет параметров напорной гидролинии
- •3.1.Диаметр dн трубы напорной гидролинии
- •3.2.Скорость Vн и число Рейнольдса Reн потока в напорной гидролинии
- •3.3.Потеря потенциальной энергии потока в единицах давления ∆рl по длине lн в напорной гидролинии
- •3.4.Параметры гидравлического удара в момент переключения гидрораспределителя с «быстрого отвода» на «быстрый подвод»
- •4. Расчет параметров насосной установки
- •4.1. Вакуумметрическое давление в насосе при всасывании жидкости
- •4.2. Мощность насоса и кпд гидропривода
- •4.2.5. Кпд гидропривода – ηгп
- •5. Выбор из гост′ов типоразмеров насоса и гидравлической аппаратуры
- •Клапаны настройки давления типов г54-3
- •Нормальные диаметры (мм) деталей подвижных цилиндрических пар (поршни, штоки, плунжеры по гост 12447-80)
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
САНКТ- ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра автоматизации производственных процессов
Курсовая работа
«Гидропривод поступательного движения с дроссельным регулированием скорости и цикловым управлением»
Выполнил: cтудент 5 курса
Факультет ИСА,АиУ
Спец. 220301.65
Арсланов М.Р.
Шифр 8804030100
Проверил:
Санкт–Петербург 2012 г
Содержание курсовой работы
Задание
Введение
Принципиальная схема гидропривода
Расчет параметров гидроцилиндра
Расчет элементов напорной гидролинии
Расчет параметров насосной установки
Выбор типоразмеров насоса и гидроаппаратуры
Заключение
Задание
Представить принципиальную схему гидропривода, работающего по циклу: быстрый подвод оборудования со скоростью V0 – рабочий ход со скоростью V – быстрый отвод со скоростью V0. Управление гидроприводом автоматическое с путевым контролем. Предусмотреть возможность остановки гидропривода в любом положении, посредством разгрузки системы от давления. В качестве приводного двигателя применить силовой гидроцилиндр с поршнем по скользящей посадке с зазором δ по второму классу точности и односторонним штоком. Уплотнение штока – манжеты шевронного типа. В схеме использовать стандартную гидроаппаратуру.
По заданным вариантам числовых значений величин произвести расчет основных параметров гидропривода, включая:
- определение параметров силового гидроцидиндра;
- расчет параметров напорной гидролинии;
- определение параметров насосной установки и КПД гидропривода;
- выбор типоразмера насоса и стандартной гидроаппаратуры.
Исходные данные
Расчетная нагрузка на штоке – Р = 8,0 кН;
Скорость быстрого подвода и отвода – V0 = 0,09 м/с;
Скорость рабочего хода – V = 0,009 м/с;
Номинальное давление – р0 = 2,5 МПа;
Длина трубопровода напорной гидролинии – lн = 3,6 м;
Длина трубопровода всасывающей линии – lв = 1,1 м;
Высота всасывания насоса – Z = 0,9 м;
Радиальный зазор между поршнем и гильзой – δ = 30 мкм;
Масса перемещаемого оборудования – М = 91 кг;
Диаметр седла клапана давления – d = 4 мм;
Коэффициент сопротивления фильтра на линии всасывания – ζф = 3,4
Дополнительные (общие) данные
Плотность объемная масла марки ИГП-38 – ρ=890 кг/м3;
Кинематический коэффициент вязкости – ν=40мм2/с;
Объемный модуль упругости масла – Еv=1390 МПа;
Модуль упругости трубы напорной гидролинии – Е=2∙105МПа;
Допустимая скорость в трубопроводе напорной гидролинии - [V]н=3,5м/с;
Допустимая скорость в трубопроводе всасывающей линии - [V]в=2,0м/с;
Отношение диаметров поршня D1 и штока D2 - D2/ D1=0,5;
Ширина поршня – b=0,7 D1;
Напряжение силы трения в уплотнении штока – τ=0,22 МПа;
перепады давления при номинальном расходе
в дросселе – ∆Р0д=0,2-0,3МПа;
в распределителе - ∆Р0р=0,2-0,4МПа;
в напорном фильтре - ∆Р0нф=0,09-0,12МПа;
время срабатывания распределителя с электроуправлением – t=0,02-0,04с;
коэффициент расхода клапана давления μк=0,7;
коэффициент трения в направляющих оборудования (стола) – f=0,16;
коэффициент кинетической энергии ά=2 при Re<2300 и ά=1,1 при Re>2300;
допустимое напряжение на растяжение в трубе напорной гидролинии [σ]р=40МПа
Введение
Гидравлическим приводом называют устройство, служащее для сообщения движения исполнительным органам машин или механизмов, у которого носителем энергии является жидкость. Передача движения от источника к исполнительному органу осуществляется с преобразованием скоростей и изменением сил или моментов.
Гидропривод представляет собой совокупность гидромашин (насосов, гидродвигателей), гидроаппаратуры (гидрораспределителей, клапанов, дросселей), гидролиний (трубопроводов) и вспомогательных устройств (фильтров, теплообменников, гидробаков).
Гидравлические приводы применяют наряду с механическими, электрическими и пневматическими, у каждого из которых есть свои достоинства и недостатки, ограничения в применении.
Гидравлические приводы имеют следующие достоинства:
1) сравнительно простое осуществление бесступенчатого регулирования скорости перемещения (даже при значительном удалении пульта управления от машины) или вращения исполнительных органов машины;
2) лёгкое осуществление реверса исполнительного органа машины и регулирование величины его хода;
3) возможность жёсткой передачи сил или моментов, при которой скорость вращения или перемещения исполнительного органа не зависит от величины приложенной нагрузки;
4) малая инерционность и бόльшая чувствительность в сравнении с другими приводами;
5) обеспечение бόльшего коэффициента усиления входного сигнала в следящих устройствах;
6) местоположение источника энергии (насоса) не оказывает существенного влияния на компоновку механизмов машины, что существенно облегчает задачу конструкторов;
7) работа деталей гидроприводов в условиях хорошей смазки (благодаря применению минеральных масел в качестве рабочей жидкости) способствует их долговечности;
8) гидравлические передачи не боятся перегрузок; с увеличением давления в системе жидкость через предохранительный клапан сбрасывается в приёмный резервуар;
9) простота управления; при необходимости возможно программное управление.
Применение гидравлических приводов ограничивается следующими недостатками:
1) во избежание утечек жидкости зазоры между сопрягаемыми деталями должны быть минимальными, что достигается за счёт повышения точности их изготовления и повышает тем самым стоимость гидроприводов;
2) уплотнительные устройства сложны и не обеспечивают полной герметизации узлов гидроприводов;
3) движение жидкости в системах гидропривода сопровождается значительными потерями напора, по этой причине, а также во избежание возможных гидравлических ударов скорость течения не должна превышать 10 м/сек;
4) минеральное масло огнеопасно.
Несмотря на указанные недостатки, в настоящее время с гидравлическим приводом выпускаются ПТМ:
1) самоходные краны на безрельсовом и железнодорожном ходу;
2) практически все авто- и электропогрузчики;
3) некоторые типы плавучих, портальных судовых и мостовых кранов, где объёмным гидроприводом оборудованы лебёдки, механизмы поворота и изменения вылета стрелы.
Намечается дальнейшее широкое внедрение гидропривода в эту отрасль машиностроения.
Объёмные гидроприводы ПТМ имеют ряд особенностей, связанных с эксплуатацией этих машин:
Работоспособность в широком температурном интервале окружающей среды (от -40 до +50 °С);
Повышение значения рабочих давлений, в следствие повышенных нагрузок на рабочие органы в условиях компактности машин (Р>10 МПа);
Широкое изменение скоростей выходного звена;
Обеспечение синхронности движения исполнительных органов;
Обеспечение жёсткой фиксации любого промежуточного положения механизма;
Наличие предохранительных, блокировочных и страховочных устройств от перегрузок.
Однако, несмотря на ряд особенностей гидроприводов ПТМ, принципы работы и расчёта остаются общими для гидроприводов любого типа.
Гидравлические приводы состоят из трёх основных частей: силовой (первичной), распределительной и рабочей (вторичной).
По виду источника энергии гидроприводы разделяют на три типа:
1) Насосный гидропривод – гидропривод, в котором рабочая жидкость подается в гидродвигатель объемным насосом. В свою очередь они подразделяются на гидроприводы с замкнутой циркуляцией жидкости и гидроприводы с разомкнутой циркуляцией жидкости (жидкость от гидродвигателя поступает в гидробак).
2) Аккумуляторный гидропривод – рабочая жидкость подается в гидродвигатель от предварительно заряженного гидроаккумулятора.
3) Магистральный гидропривод – рабочая жидкость поступает из гидромагистрали, напор в которой создается насосной станцией.
По характеру движения выходного звена различают объемные гидроприводы поступательного движения – с гидродвигателями в виде цилиндров; поворотного движения – с поворотными гидродвигателями; вращательного движения – с гидродвигателями в виде гидромоторов.
Гидроприводы бывают нерегулируемыми и регулируемыми. Применяют два способа регулирования скорости выходного звена: дроссельное регулирование и объемное регулирование.
Гидроприводы бывают стабилизированными, когда скорость выходного звена поддерживается постоянной; следящими, в которых выходное звено повторяет движения звена управления.