ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Разработать гидропривод со следующими характеристиками:

время рабочего хода t_р = 14 сек,

время обратного хода t_об = 21 сек,

рабочая нагрузка F_р = 11 кН,

холостая нагрузка F_х = 0,4 кН,

длина рабочего хода L_п = 700 мм,

масса исполнительного органа m_в = 300 кг.

По исходным данным спроектировать гидравлический привод с гидродвигателем поступательного движения, а также выбрать все необходимые гидроаппараты для нормального функционирования гидропривода.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………………………………………………….…5

1. Энергетический расчет привода………………………………………………...….6

2. Гидравлический расчет привода и выбор трубопроводов и аппаратов………....9

2.1 Выбор насосной установки………………………………………………...……9

2.2 Выбор предохранительного клапана…………………………………….....….11

2.3 Выбор дросселя…………………………………………………………….........11

2.4 Выбор гидрораспределителя…………………………………………………....12

2.5 Выбор трубопровода………………………………………………………...….12

2.6 Выбор фильтрующего устройства………………………………………...…...14

2.7 Выбор уплотнений гидроцилиндра……………………………………………14

3 Прочностной расчет гидроцилиндра…………………………………………….....15

3.1 Расчет на прочность стенки гидроцилиндра…………………………………15

3.2 Расчет штока гидроцилиндра на устойчивость………………………………16

4 Тепловой расчет привода……………………………………………………….…..18

4.1 Расчет теплового режима………………………………………………….…...18

5 Монтаж и эксплуатация системы гидропривода…………………………...….....21

6 Техника безопасности…………………………………………………………....….22

Заключение………………………………………………………………………....….23

Список литературы………………………………………………………………........24

Приложение

ВВЕДЕНИЕ

Объемным гидроприводом называется совокупность объемных гидромашин, гидроаппаратуры, гидролиний (трубопроводов) и вспо­могательных устройств, предназначенная для передачи энергии и преобразования движения посредством жидкости.

Объемные гидроприводы обладают рядом преимуществ, к которым относятся:

1. Бесступенчатое регулирование передаточного числа в широком диапазоне и возможность создания больших передаточных отно­шений;

2. Малая удельная масса;

3. Возможность простого и надежного предохранения приводящего двигателя от перегрузок;

4. Малая инерционность вращающихся частей, обеспечивающая быструю смену режимов работы (пуск, разгон, реверс, остановка);

5. Простота преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное;

6. Возможность расположения гидродвигателя на удалении от источ­ника энергии и свобода компоновки.

Необходимо также считаться с недостатками гидропривода, а именно;

1. КПД объемного гидропривода несколько ниже, чем КПД меха­нических и электрических передач, и, кроме того, он снижается в процессе регулирования;

2. Условия эксплуатации гидропривода (температуры) влияют на его характеристики;

3. КПД гидропривода несколько снижается по мере выработки его ресурса из-за увеличения зазоров и возрастания утечек жидкости (падение объемного КПД);

4. Чувствительность к загрязнению рабочей жидкости и необходи­мость достаточно высокой культуры обслуживания.

1. Энергетический расчет привода

1) Энергетический расчет для рабочего хода поршня.

Определим максимально возможную скорость выходного звена:

м/сек,

где L_п – полное перемещение штока,

t_р – время прямого хода.

Определим показатель вида нагрузки:

,

где m – приведенная к выходному звену масса (момент инерции) рабочего механизма и перемещение груза;

F_СТ – приведенная к выходному звену результирующая внешняя статическая нагрузка (потенциальных и диссипативных) сил или моментов сил.

По графику зависимости оптимальной по мощности привода относительной предельной скорос- ---ти движения выходного звена от показателя нагрузки находим относительную предельную скорость = 0,51 м/сек.

Рассчитываем предельную скорость:

м/сек.

Предельное ускорение:

м/с².

Определяем внешнюю нагрузку:

Н.

При этом предельные затраты мощности:

Вт.

Расчетная формула для определения главного параметра объемного двигателя – его удельного рабочего объема:

м²,

где = 6,3 МПа – номинальное давление рабочей среды,

= 0,75 – гидравлический КПД гидролиний и аппаратов системы,

= 0,85 – механический КПД объемного двигателя.

У гидроцилиндров объем равен эффективной площади поршня, поэтому расчетный

диаметр поршня:

м = 59,2 мм.

Диаметр поршня необходимо принять из стандартного ряда значений:

Уточним рабочий объем гидродвигателя:

м².

Диаметр штока определяется соотношением:

Примем диаметр штока:

Определим коэффициент соотношения эффективных площадей:

.

2) Энергетический расчет для обратного хода.

Определим максимально возможную скорость выходного звена:

м/сек.

Определим показатель вида нагрузки:

.

По графику зависимости оптимальной по мощности привода относительной предельной

скорости движения выходного звена от показателя нагрузки находим относительную

предельную скорость = 0,52 м/сек.

Рассчитываем предельную скорость:

м/сек.

Предельное ускорение:

м/с².

Определяем внешнюю нагрузку:

Н.

При этом предельные затраты мощности:

Вт.

2. Гидравлический расчет привода и выбор

ТРУБОПРОВОДОВ И АППАРАТОВ

2.1 Выбор насосной установки Подача насоса, необходимая для обеспечения заданной скорости выходного звена гидродви-

-гателя:

для прямого хода:

м³/сек = 10,14 л/мин,

для обратного хода:

м³/сек = 7,24 л/мин,

где V_д, V_обр – предельные скорости перемещения штока при соединении источни­ка гидравлической энергии с поршневой полостью гидроци­линдра при прямом и обратном ходе соответственно;

– объемный КПД гидродвигателя, ;

– объемный КПД гидроаппаратов в линии, .

Мощность, отдаваемая насосом в гидросистему:

Вт.

Рабочий объем насоса:

м³ =11 см³,

где n_Н – частота вращения вала насоса.

По номинальному давлению, рабочему объему и мощ­ности выбираем из каталога насос

НПл 12,5/6,3 по ТУ2-053-1899-88 со следующими параметрами:

- рабочий объем q_Н = 12,5 см³,

- номинальная частота вращения вала n_Н = 960 об/мин,

- номинальная подача насоса Q_Н = 10,4 л/мин,

Гидробак должен вмещать весь объем рабочей жидко­сти гидросистемы с 50%-ным запасом для компенсации утечек и других потерь. Объем гидробака: V_б = (200…300)∙Q_Н=300∙0,169∙10^-3 = 0,051 м³ = 51 л.

Бак выполняется обычно в форме параллелепипеда из стальных листов толщиной 3...5 мм.

Рисунок 1 Гидробак

Примем размер b = 0,5 м, тогда