1089
.pdf6. Осадка пружины при полном сжатии.
δF =l0 −l3,
где δF – осадка пружины при полном сжатии, мм;
l 0 – длина пружины в свободном состоянии, мм ;
l3 – длина пружины в полностью сжатом состоянии, мм.
7. Шаг пружины в свободном состоянии.
t = d +δF / n,
где t – шаг пружины в свободном состоянии;
δF –осадка пружины при полном сжатии, мм;
d – диаметр проволоки, мм . |
|
|
|
|
И |
||
n – число рабочих витков. |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||
8. Вспомогательный коэффициент. |
|
||||||
|
|
4C |
Д |
||||
|
k = |
4C −3 |
, |
|
|||
где k – шаг пружины в свободном состоянии; |
|||||||
С – фактический индекс пружины. |
|
|
|||||
|
б |
|
|
|
|
|
|
9. Фактическое напряжение сдвига. |
|
||||||
|
А8F Dk |
, |
|
||||
|
τ = π d 3 |
|
|||||
С |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где τ – фактическое напряжен е сдвига, МПа; |
|||||||
F2 – сила пружиныипри рабочей нагрузке, Н; |
|||||||
D – средний диаметр пружины, |
мм ; |
|
|||||
K – шаг пружины в свободном состоянии, мм; d – диаметр проволоки, мм .
10. Коэффициент запаса статической прочности.
s =ττa ,
где s – коэффициент запаса статической прочности;
τ– фактическое напряжение сдвига, МПа;
τа – допускаемое напряжение сдвига, МПа.
31
Порядок выполнения работы.
1.Приложение состоит из двух форм (рис. 7, 8). Для открытия и закрытия нужной формы использовать команды: Show и Hide (например, UserForm2. Show). Для обращения к элементам, находящимся на другой форме, перед каждой командой записывать название формы (например, UserForm2.ListBox1.Clear).
2.Для вывода результатов расчетов использовать элемент управления ListBox.
3.В приложении для выбора класса пружины необходимо использовать элемент управления Combobox, который должен
заполняться информацией при загрузке приложения. Для этого необходимо написать следующую процедуруИ:
Private Sub UserForm_Activate() ComboBox1.AddItem "Пружина 1Дкласса" ComboBox1.AddItem "Пружина 2 класса"
ComboBox1.AddItem "Пружина 3 класса" End Sub Аб
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
Таблица 6. Допускаемое напряжен е сдвига |
|
|
|
||||||
|
|
Пружина 1 класса |
|
|
Пружина 2 класса |
|
|
Пружина 3 класса |
|
τ |
a |
= 555 МПа |
|
|
τ |
= 925 МПа |
τ |
a |
=1110 МПа |
|
|
|
иa |
|
|
||||
Контрольные вопросы
1.Для какой цели в пользовательском интерфейсе используется элемент управления Combobox?
2.Какие команды VBA применяются для открытия и закрытия нужной формы в пользовательском приложении?
3.Какие основные типы данных используются в создании пользовательской формы в данной лабораторной работе?
4.Назовите элементы управления приложения «Проверочный расчет».
5.Назовите типы пружин круглого поперечного сечения.
32
|
|
|
|
И |
|
|
|
Д |
|
|
|
А |
|
|
|
б |
|
|
|
и |
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
Рис. 7. Приложение «Проверочный расчет пружины сжатия круглого поперечного сечения» (Форма № 1)
33
|
|
|
|
И |
|
|
|
Д |
|
|
|
А |
|
|
|
б |
|
|
|
и |
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
Рис. 8. Приложение «Проверочный расчет пружины сжатия круглого поперечного сечения» (Форма № 2)
34
Лабораторная работа № 4 СОЗДАНИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ «ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ
НАСОСА ОБЪЕМНОГО ГИДРОПРИВОДА» В СРЕДЕ ПРОГРАММИРОВАНИЯ VBA
Цель работы. Изучение основных расчетных зависимостей и получение навыков определения параметров насоса объемного гидропривода на ПК в среде программирования VBA.
Задание. Создать приложение «Определение параметров насоса объемного гидропривода».
Объемный гидропривод – совокупность гидравлических устройств, предназначенных для приведения в движение машин и механизмов при помощи рабочей жидкости (РЖ). Передача движения от источника энергии (насоса) к гидродвигателю осуществляется за
жидкости.
счет перемещающихся |
внутри |
системы замкнутых несжимаемых |
|||||
|
|
|
|
|
|
И |
|
объёмов жидкости, т.е. РЖ обеспечивает геометрические и |
|||||||
кинематические связи в системе [1,2]. |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
Д |
|
|
Объёмный ГП включает в се я один или несколько насосов, |
|||||||
гидродвигатели, гидроаппараты |
и |
вспомогательные |
устройства: |
||||
|
|
|
А |
|
|
||
кондиционеры РЖ, г дроемкости, гидролинии и т.д. (рис. 9). |
|||||||
Насосы |
|
б |
|
|
приводных |
||
преобразуют |
механическую энергию |
||||||
(тепловых, |
электр ческ |
х |
др.) |
двигателей в энергию потока |
|||
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
Объёмные гидродвигатели (гидроцилиндры и гидромоторы) преобразуют энергию потока РЖ в механическую энергию и приводят в движение соответствующие исполнительные механизмы (например, отвал бульдозера или автогрейдера, ковш экскаватора или фронтального погрузчика, лебедку автомобильного крана или трубоукладчика, кузов автосамосвала и т.д.). Выходным звеном гидроцилиндра является шток, который совершает возвратнопоступательное движение, а выходным звеном гидромотора – вал, который совершает вращательное движение.
35
Приводной |
Насос |
Гидро- |
Исполнительный |
двигатель |
|
двигатель |
механизм |
Гидроап- |
Кондиционеры РЖ |
Гидроемкости |
Гидролинии |
параты |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
|
|
||
|
|
Рис. 9. Структурная схема объёмного гидропривода |
|||||||||
|
Гидроаппараты |
(клапаны, |
дроссели, |
|
распределители) |
||||||
предназначены для управления потоком РЖ. |
|
|
|
|
|||||||
|
Кондиционеры РЖ поддерживают ее качественные показатели. К |
||||||||||
ним относятся фильтры и теплообменникиД. |
|
|
|
|
|||||||
|
Гидроемкости (баки, резервуары) служат для размещения и |
||||||||||
охлаждения запаса РЖ в процессеАфункционирования ГП. |
|||||||||||
|
Гидролинии соед няют элементы ГП и предназначены для |
||||||||||
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|||
движения РЖ или передачибдавления. В основном, к гидролиниям |
|||||||||||
относятся трубы |
рукава высокого |
и низкого |
давления. Обычно |
||||||||
гидролиния между бакомии насосом называется всасывающей, между
насосом и распределителем – напорной, между распределителем и гидродвигателем – исполнительной, а между распределителем и баком – сливной.
Исходные данные.
pном – номинальное давление гидропривода, МПа;
nн – предварительная частота вращения вала насоса, об/c. а) Выходные параметры гидромотора:
М – крутящий момент на валу гидромотора, кН м; nM – частота вращения вала гидромотора, об/c.
36
б) Выходные параметры гидроцилиндра: F – усилие на штоке гидроцилиндра, кН; V – скорость движения штока, м/c .
Результаты расчета.
Результатом расчета является выбор марки насоса (с его технической характеристикой), определение частоты вращения вала насоса и действительной подачи насоса (секундной и минутной).
Расчетные зависимости.
1. Мощность гидродвигателя (полезная).
a) Мощность на выходе гидродвигателя вращательного действия (гидромотора)
где Nгдв |
|
|
Nгдв |
= М2πnM , |
(1а) |
||||
– мощность гидродвигателя (гидромотора), кВт; |
|
||||||||
М – крутящий момент на валу гидромотораИ, кН м; |
|
||||||||
nM |
– частота вращения вала гидромотора, об/c. |
|
|||||||
|
|
б |
|
|
|
|
|
||
б) Мощность на выходеДгидродвигателя возвратно- |
|||||||||
поступательного действия (гидроцилиндра) |
|
|
|||||||
|
и |
N |
= F |
V |
, |
(1б) |
|||
где Nгдв |
|
|
Агдв |
|
|
||||
– мощность г дродв гателя (гидроцилиндра), кВт; |
|
||||||||
F – усилие на штоке г дроцилиндра, кН; |
|
||||||||
V – скорость движения штока, м/c . |
|
|
|
|
|||||
2. Полезная мощность насоса. |
|
|
|
|
|
||||
|
С |
Nнп = kзуkзсNгдв , |
(2) |
||||||
где Nнп |
– полезная мощность насоса, кВт; |
|
|
||||||
kзу |
– коэффициент запаса по усилию, |
|
|
||||||
kзс |
– коэффициент запаса по скорости. |
|
|
||||||
3. Теоретическая подача насоса. |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
Q = |
|
Nнп |
, |
|
|
(3) |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
н |
pном |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
37
где Qн – подача насоса (теоретическая), дм3/с;
Nнп – полезная мощность насоса, кВт;
pном – номинальное давление гидропривода, МПа.
4. Рабочий объем насоса (расчетный).
|
|
|
|
qн = |
|
|
Nнп |
|
, |
|
|
(4) |
||
|
|
|
|
p |
ном |
n |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
н |
|
|
|||||
где q – рабочий объем насоса (расчетный), дм3; |
|
|||||||||||||
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nнп – полезная мощность насоса, кВт; |
|
|
||||||||||||
pном – номинальное давление гидропривода, МПа; |
|
|||||||||||||
nн |
– предварительная частота вращения вала насоса, об/c. |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
||
5. Выбор насоса и уточнение его параметров. |
|
|||||||||||||
Насос |
выбирают из |
технической |
литературы [2] |
по двум |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|||||
параметрам, ближайшим к расчетным: номинальному давлению |
||||||||||||||
гидропривода pном и рабочему объему насоса qн (табл. 7). |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
|||||
6. Уточненная частота вращения вала насоса. |
|
|||||||||||||
Уточнение частоты вращения вала выбранного насоса производят |
||||||||||||||
исходя из его рабочего о ъема и о ъемного КПД: |
|
|||||||||||||
|
|
и |
nну = |
|
|
Qн |
|
, |
(5) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
qнд ηоб |
|||||||||
где nну |
|
б |
|
|
||||||||||
– уточненная частота вращения вала насоса, об/c; |
|
|||||||||||||
Q |
– |
теоретическая |
подача |
|
|
насоса, |
дм3/с (см. |
расчетную |
||||||
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
зависимость (3)); |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
qнд – действительныйС |
рабочий объем насоса, дм3; |
|
||||||||||||
ηоб |
– объемный КПД насоса. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
7. Действительная частота вращения вала насоса.
Полученное значение частоты вращения вала насоса необходимо округлить до целого числа оборотов в секунду:
nнд =[nну ], |
(6) |
где nнд – действительная частота вращения вала насоса, об/c; nну – уточненная частота вращения вала насоса, об/c.
38
8. Действительная подача насоса.
|
Qнд = qндnндηоб , |
(7) |
где Qнд |
– действительная подача насоса, дм3/c; |
|
qнд |
– действительный рабочий объем насоса, дм3; |
|
nнд |
– действительная частота вращения вала насоса, об/c; |
|
ηоб |
– объемный КПД насоса. |
|
9. Минутная подача насоса.
Для дальнейшего выбора гидроаппаратов, кондиционеров РЖ и гидроёмкостей необходимо определить минутную подачу насоса:
|
|
|
|
|
Qминнд =60 Q |
|
(8) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
нд , |
|
|||
где Qминнд минутная подача насоса, дм3/мин, (л/мин); |
|
|
||||||||||
|
Qнд действительная подача насоса, дм3/с, (л/с). |
|
|
|
||||||||
Таблица 7. Технические характеристики шестеренных насосов |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
Марка насоса |
НШ-10 |
НШ-32 |
|
|
НШИ-50 НШ-71 |
НШ-100 |
|
||||
|
Параметры |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Номинальное |
20 |
|
20 |
|
|
20 |
|
20 |
20 |
|
|
|
давление рном, МПа |
|
б |
|
Д |
|
|
|
||||
|
Рабочий объем |
0,01 |
0,032 |
|
|
0,05 |
|
0,071 |
0,098 |
|
||
|
насоса qнд, дм3 |
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Объемный КПД |
0,92 |
0,92 |
|
|
0,92 |
|
0,94 |
0,94 |
|
||
|
ηоб |
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Частота вращения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вала насоса nнд , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
об/c : |
|
40 |
|
32 |
|
|
32 |
|
25 |
25 |
|
|
номинальная |
|
|
|
|
|
||||||
|
50 |
|
40 |
|
|
40 |
|
32 |
32 |
|
||
|
максимальная |
|
|
|
|
|
||||||
|
16 |
|
16 |
|
|
16 |
|
16 |
16 |
|
||
|
минимальная |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Порядок выполнения работы.
1. На рабочем листе Excel создать табл. 7 и переименовать «Лист1» в «Насосы».
39
2. Разместить на форме в VBA элементы управления в соответствии с рис. 10. На активацию формы за полнить списки Combobox (Щёлкнуть по Userform, в открывшемся окне Click заменить на Activate):
Часть программного кода для заполнения списка коэффициентов запаса по усилию и скорости:
For i = 1 To 1,3 Step 0.05 |
|
Д |
|||
ComboBox1.AddItem i |
А |
И |
|||
ComboBox2.AddItem i |
|||||
Next |
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
||
Часть программного кода для заполнения списка из листа |
|||||
«Насосы»: |
и |
|
|
|
|
i = 2 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
While Cells(i, 1) <> " " |
|
|
|
||
|
С |
|
|
|
|
ComboBox3.AddItem Cells(i, 1) & " " & Cells(i, 2) & " " & Cells(i, |
|||||
3) & " " & Cells(i, 4) & " |
" & Cells(i, 5) |
||||
i = i + 1 |
|
|
|
|
|
Wend |
|
|
|
|
|
3. На кнопку «Начало расчета» написать процедуру расчета зависимостей (1) – (4) и вывода результатов в первое окно приложения.
На кнопку «Продолжение расчета» написать процедуру расчета зависимостей (5) – (9) и вывода результатов во второе окно приложения.
Часть программного кода для получения значений из листа «Насосы»:
i = 2
40