Министерство образования РФ

Костромской государственный технологический университет

Кафедра технологии машиностроения

С.В.Михайлов

Оптимизационное проектирование гидроприводов с цикловым управлением

Методическое пособие

Кострома,2000

УДК 621.227.3

Михайлов С.В. Оптимизационное проектирование гидроприводов с цикловым управлением: Методическое пособие КГТУ, 2000.-27с.

Изложен метод проектировочного расчета гидроприводов, позволяющий оптимизировать массогабаритные показатели трубопроводов и аппаратов. Последовательность расчета показана на примере проектирования двухпозиционного гидропривода возвратно-поступательного движения. Пособие предназначено для выполнения курсовой работы по гидроприводу студентами механического факультета.

Рассмотрено и рекомендовано к изданию редакционно-издательским советом КГТУ «_____» ___________2000г.

 Костромской государственный технологический университет

Оглавление

Введение 4

1. Условия работы гидроприводов с цикловым

управлением 5

2. Исходные данные для расчета гидропривода 6

3. Определение скоростей движения выходного

звена гидропривода 7

4. Определение внешних нагрузок на выходном

звене гидропривода 7

5. Мощность на выходном звене гидропривода 9

6. Назначение номинального давления 9

7. Выбор марки рабочей жидкости 10

8. Определение параметров объемного гидродвигателя 11

9. Выбор типоразмера гидроцилиндра 12

10. Определение объемных расходов рабочей среды

в камерах гидроцилиндра по переходам 13

11. Расчет ориентировочных значений давления

в камерах гидроцилиндра 13

12. Расчет требуемых величин подачи рабочей

жидкости насосной установки в разные периоды

работы привода 14

13. Определение проходных сечений трубопроводов

и аппаратов 15

14. Выбор гидроаппаратуры 16

15. Расчет гидравлических потерь давления 17

16. Расчет избыточного давления жидкости на выходе из насоса 20

17. Выбор насосной установки 20

18. Расчет мощности на приводном валу насоса и КПД

гидропривода 22

19. Тепловой расчет гидропривода 24

20. Проверочный расчет гидропривода 25

Литература 27

Введение

Широкое использование гидроприводов в машиностроении определяется рядом их существенных преимуществ перед другими типами приводов. Это, прежде всего, малая масса и габариты, а следовательно, и малая инерционность движущихся частей. Например, габариты гидромоторов почти в 10 раз, а масса в 5-10 раз меньше габаритов и массы равных по мощности электродвигателей; момент инерции гидромоторов составляет не более 5% момента инерции приводного им механизма. Малая инерционность определяет высокое быстродействие гидропривода, т.е. высокие скорости передачи и исполнения команд, малое время разгона движущихся частей.

Гидропривод легко управляется и автоматизируется, может создавать очень большие усилия и передаточные отношения. Например, гидроцилиндр диаметром 50 мм при среднем давлении жидкости 7-8 МПа создает усилие на штоке 120-140 кН, а электрическая силовая катушка того же диаметра на своем сердечнике – всего 0,6-1 кН. Он позволяет плавно и в широком диапазоне регулировать скорость движения рабочего органа. Благодаря обильной и постоянной смазке гидропривод долговечен и надежен.

К недостаткам гидропривода относят: сравнительно невысокий КПД; необходимость высокой герметичности гидроаппаратов, а следовательно, точности обработки деталей, что обуславливает их повышенную стоимость; возможность нестабильной работы, вызываемой температурными колебаниями вязкости рабочей жидкости.

Опыт проектирования гидроприводов показывает, что получение заданных выходных характеристик может быть достигнуто различными сочетаниями параметров объемного привода. От сочетания параметров привода существенно зависят его габаритные размеры, масса и стоимость. Цель оптимизационного расчета привода – обеспечить минимальные массы и габаритные размеры трубопроводов и аппаратов при допустимых гидравлических потерях энергии.

Особенность гидроприводов с цикловым программным управлением является периодически изменяющийся режим работы. Весьма распространенный цикл работы гидроприводов станков - « быстрый подвод инструмента – рабочий ход – быстрый отвод - остановка ». Для такой схемы движения исполнительного механизма характерно несовпадение максимальных скоростей и силы внешней нагрузки, что вызывает необходимость попереходного анализа основных параметров функционирования привода в разные периоды времени.