1385
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»
ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ ЛЕСНОГО КОМПЛЕКСА
Методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки
15.03.02 – Технологические машины и оборудование
Воронеж 2016
УДК 630*:65.011.54
Попиков, П. И. Гидравлические системы технологических машин и оборудования лесного комплекса [Текст] : методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки 15.03.02 – Технологические машины и оборудование / П . И. Попиков, С.В. Малюков; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2016. – 14 с.
Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» (протокол № 3 от 22 апреля 2016 г.)
Рецензент: заведующий кафедрой электротехники и автоматики ФГБОУ ВПО Воронежский ГАУ имени императора Петра I , д-р техн. наук, проф. Д.Н. Афоничев
1. Цели и задачи дисциплины
1.1Целью изучения дисциплины является формирование у студентов знаний и умений проводить анализ и синтез различных гидравлических систем технологического оборудования машин лесного комплекса. Целью самостоятельной работы магистрантов является закрепление полученных на лекционных
ипрактических занятиях знаний на основе работы с литературными источниками и рекомендованными методическими материалами.
Поскольку лекции читаются не в полном объеме дисциплины, то студентам на самостоятельное изучение выносится ряд разделов. Преподаватель сообщает студентам содержание данных разделов и организует контроль знаний по заявленным темам.
Самостоятельно студенты в компьютерном классе кафедры механизации лесного хозяйства и проектирования машин дорабатывают лабораторнопрактические работы, готовят отчеты по каждой из них.
1.2Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:
-изучить основные существующие гидравлические системы технологического оборудования машин лесного комплекса;
-ознакомиться с методикой оценки гидравлических систем по энергетическим и динамическим характеристикам;
-изучить методику анализа устойчивости работы гидропривода лесных машин;
-уяснить технологию оценки показателей качества гидросистем;
-ознакомиться с проведением синтеза гидросистем;
-изучить методику анализа и синтеза динамических характеристик гидросистем;
-ознакомиться с устройством принципами функционирования гидросистем при выполнении технологических процессов.
1.3 Дисциплина «Гидравлические системы технологических машин и оборудования лесного комплекса» относится к циклу дисциплин по выбору, индекс по учебному плану Б1.В.ДВ.8.
2. Требования к результатам освоения дисциплины
2.1. Для эффективного освоения дисциплины «Гидравлические системы технологических машин и оборудования лесного комплекса» у обучающегося должны быть сформированы следующие предварительные компетенции или их части:
а) общепрофессиональными (ОПК)
-владением достаточными для профессиональной деятельности навыками работы с персональным компьютером (ОПК-2);
б) профессиональными компетенциями (ПК)
-умением моделировать технические объекты и технологические процессы с использованием стандартных пакетов и средств автоматизированного проектирования, готовностью проводить эксперименты по заданным методикам с обработкой и анализом результатов (ПК-2).
2.2Студент по результатам освоения дисциплины: «Гидравлические системы технологических машин и оборудования лесного комплекса» должен обладать следующими компетенциями:
а) общекультурными (ОК)
- способностью к самоорганизации и самообразованию (ОК-7) б) общепрофессиональными (ОПК):
- способностью к приобретению с большой степенью самостоятельности новых знаний с использованием современных образовательных и информационных технологий (ОПК-1);
в) профессиональными (ПК)
- способностью к систематическому изучению научно-технической информации, отечественного и зарубежного опыта по соответствующему профилю подготовки (ПК-1);
- способностью принимать участие в работах по расчету и проектированию деталей и узлов машиностроительных конструкций в соответствии с техническими заданиями и использованием стандартных средств автоматизации проектирования (ПК-5).
2.3В результате освоения дисциплины студент должен:
-знать: методологические основы функционирования, моделирова-
ния и синтеза гидросистем; основные методы анализа гидросистем во временной и частотных областях, способы синтеза гидросистем: типовые пакеты прикладных программ анализа динамических систем гидропривода;
-уметь: строить математические модели гидропривода лесных машин; проводить анализ гидросистем, оценивать статистические и динамические характеристики; рассчитывать основные качественные показатели гидросистем, выполнять анализ ее устойчивости работы гидропривода;
-владеть: навыками разработки принципиальных гидравлических систем технологического оборудования лесных машин.
3. Объем дисциплины и виды учебной работы
|
|
|
Таблица 1 |
|
|
|
|
|
Трудоемкость |
Семестр |
|
Виды учебной работы |
|
|
|
Всего |
В зачетных |
7 |
|
|
часов |
единицах |
|
|
|
||
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
|
|
Общая трудоемкость дисциплины |
108 |
3 |
108 |
|
|
|
|
Аудиторные занятия |
72 |
2 |
72 |
|
|
|
|
Лекции |
36 |
1 |
36 |
|
|
|
|
Практические занятия (ПЗ) |
36 |
1 |
36 |
|
|
|
|
Лабораторные занятия (ЛЗ) |
- |
- |
– |
|
|
|
|
Самостоятельная работа |
36 |
1 |
36 |
|
|
|
|
Курсовой проект |
- |
- |
|
|
|
|
|
Контрольныеработы |
|
|
|
|
|
|
|
Другие виды самостоятельной работы |
- |
- |
– |
|
|
|
|
Виды итогового контроля (зачет, экзамен) |
* |
* |
зачет |
|
|
|
|
4. Содержание дисциплины
4.1 Разделы дисциплины и виды занятий
Таблица 2
№ |
|
|
Раздел дисциплины |
|
Лекции |
ПЗ |
Сам |
|
п/п |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
3 |
4 |
5 |
|
|
|
|
|
||||
1. |
Введение. Общая характеристика гидропривода лесных машин. |
|
|
|
||||
|
Классификация |
и |
принцип |
работы |
гидропривода. |
2 |
2 |
|
|
Оценкагидропривода. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
2. |
Рабочая жидкость для гидросистем лесных машин. Физические |
2 |
2 |
|
||||
свойства рабочей жидкости. Характеристика рабочей жидкости. |
|
|||||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
||||
3. |
Гидравлические системы валочно-трелевочных машин. Монтаж |
6 |
6 |
8 |
||||
гидросистемы. |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Классификация насосов и гидродвигателей. Параметры насосов и |
|
|
|
||||
4. |
гидромоторов. Конструкция современных насосов и гидромото- |
2 |
2 |
8 |
||||
|
ровхарвестеров. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Гидроцилиндры. Классификация и принципиальные схемы. Оп- |
|
|
|
||||
5. |
тимизация положений гидроцилиндров манипуляторов форвар- |
4 |
4 |
8 |
||||
|
деров. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
6. |
Гидрораспределители, |
применяемые в гидросистемах трелевоч- |
4 |
4 |
|
|||
ных тракторов и валочно-пакетирующих машинах. |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
||||
7. |
Регулирующая и направляющая гидроаппаратура. Вспомогатель- |
2 |
2 |
|
||||
ные устройства гидросистемы машин лесного комплекса. |
|
|||||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
||||
8. |
Проектный расчѐт гидропривода. Выбор номинального давления. |
2 |
2 |
|
||||
Определение параметров гидродвигателей. |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
9. |
Поверочный расчет гидросистемы. |
|
|
2 |
2 |
12 |
||
|
|
|
|
|
|
|
||
10. |
Тепловой расчѐт гидросистемы. |
|
|
2 |
2 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
11. |
Динамический расчѐт гидросистемы. |
|
|
2 |
2 |
|
||
|
|
|
|
|
||||
12. |
Основы компоновки гидрооборудования и техническая эксплуа- |
6 |
6 |
|
||||
тация гидросистемы. |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ИТОГО часов |
|
|
36 |
36 |
36 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
ИТОГО кредитов |
|
1 |
1 |
1 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. Лабораторный практикум, практические занятия, семинары и другие виды аудиторных занятий
5.1 Практические занятия
|
|
Таблица 3 |
|
|
|
|
|
№ |
№ раздела |
Наименование практических занятий |
|
п/п |
дисциплины |
||
|
|||
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
|
|
|
|
|
1 |
4 |
Изучение конструкций насосов и гидродвигателей. Пара- |
|
|
|
метры насосов и гидромоторов (4ч). |
|
|
|
|
|
2 |
5 |
Изучение конструкций гидроцилиндров. Расчѐт гидроци- |
|
линдров манипуляторов (2ч). |
|||
|
|
||
|
|
|
|
3 |
6 |
Изучение конструкций гидрораспределителей тракторных |
|
|
|
гидросистем и валочно-пакетирующих машин (4ч.). |
|
|
|
|
|
4 |
7 |
Изучение конструкций гидросистем манипуляторов. Со- |
|
|
|
ставление принципиальной гидравлической схемы (2ч.). |
|
|
|
|
|
5 |
9 |
Изучение конструкций гидросистем трелевочных ма- |
|
|
|
шин.Составление принципиальной гидравлической схемы |
|
|
|
(2ч.). |
|
|
|
|
|
6 |
10 |
Изучение конструкций тракторных гидросистем. Состав- |
|
|
|
ление принципиальной гидравлической схемы (2ч.). |
|
|
|
|
|
7 |
11 |
Предварительный расчѐт гидропривода(2ч.). |
|
|
|
|
|
8 |
12 |
Поверочный расчѐт гидропривода (2ч.). |
|
|
|
|
|
9 |
13 |
Тепловой расчѐт гидропривода (2ч.). |
|
|
|
|
|
10 |
14 |
Динамический расчѐт гидропривода на ЭВМ (2ч.). |
|
|
|
|
6. Материально-техническое обеспечение дисциплины
При изучении данной дисциплины используются специальные аудитории 3, 6 научно исследовательская лаборатория 8, мультимедийный класс 215, в которых имеется следующее оборудование:
- действующие стенды гидроманипулятора с насосной станцией, трелевочного устройства с гидроприводом, гидросистемы трактора с механизмом
навески орудий, разрезы насосов, гидромоторов, гидрораспределителей, передвижной тележки с гидронавеской для экспериментальных исследований рабочих органов;
-измерительный инструмент (датчики давления, манометры, весы, секундомеры, линейки, индикаторные головки часового типа);
-персональные компьютеры IBM 286, IBM 486, пакет прикладных программ к ЭВМ для динамических расчетов гидроприводов;
-проектор для демонстрации фильмов в цифровом формате.
7. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины
7.1 Самостоятельная работа
Целью самостоятельной работы студентов является закрепление полученных на лекционных и практических занятиях знаний на основе работы с литературными источниками и рекомендованными методическими материалами. Для освоения вопросов, изучаемых на практических занятиях необходимо заранее по методическим указаниям ознакомиться с целью работы, краткими сведениями по теории вопроса, заданием и порядком выполнения работ.
Подготовку по вопросам разделов, вынесенных на самостоятельное изучение студент осуществляет в соответствии с рекомендациями, полученными во время лекций, посвященных этому разделу.
|
|
Таблица 4 |
|
|
|
|
|
№ |
Тема самостоятельной работы |
Номер |
|
п/п |
источника |
||
|
|||
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
Гидравлические системы валочно-трелевочных машин. |
1 (С. 9-13, 411-415) |
|
1 |
4 (С. 9-33, 241-270) |
||
Монтаж гидросистемы. |
|||
|
5 (С. 4-19) |
||
|
|
||
|
|
|
|
|
Классификация насосов и гидродвигателей. Параметры насосов и |
1 (С.55-135) |
|
2 |
гидромоторов. Конструкция современных насосов и гидромото- |
2 (C. 31-65) |
|
|
ровхарвестеров. |
5 (С. 25-30) |
|
|
|
|
|
|
Гидроцилиндры. Классификация и принципиальные схемы. Оп- |
1 (С.138-162) |
|
3 |
тимизация положений гидроцилиндров манипуляторов форварде- |
2 (C. 66-80) |
|
|
ров. |
5 (С. 20-24) |
|
|
|
|
8 Темы самостоятельной работы по дисциплине
«Гидравлические системы технологических машин и оборудования лесного комплекса»
Тема 1. Гидравлические системы валочно-трелевочных машин. Монтаж гидросистемы.
План.
1.Возникновение современных валочно-трелевочных машин.
2.Основные узлы гидросистем и их функционирование.
3.Развитие отечественных конструкций гидроагрегатов робототехники. 4.Современный технический уровень гидропривода валочно-трелевочных
машин.
5. Технологические требования к монтажу гидросистем.
Литература: основная [1, стр. 9-13, 411-415], дополнительная [4, стр. 9-33, 241-270; 5, стр. 4-19].
Контрольные вопросы
1.Основные тенденции развития валочно-трелевочных машин.
2.Этапы развития отечественныхвалочно-трелевочных машин.
3.Параметры оценки современного технического уровня погрузочноразгрузочных машин.
4.Особенности функционирования гидросистемвалочно-трелевочных
машин.
5.Основные требования кгидросистемамвалочно-трелевочных машин.
Тема № 2 Классификация насосов и гидродвигателей. Параметры насосов и гидромоторов. Конструкция современных насосов и гидромоторов харвестеров.
Контрольные вопросы
1.Основные тенденции развития конструкций насосов и гидродвигателей.
2.Этапы развития отечественных конструкций насосов и гидродвигате-
лей.
3.Параметры оценки современного технического уровня конструкций насосов и гидродвигателей.
4.Особенности функционирования насосов и гидродвигателейв гидросистемах лесных машин.
5.Основные требования кнасосам и гидродвигателямгидросистемам лесных машин.
Литература: основная [1, стр. 55-135; 2, стр. 31-65], дополнительная
[5, стр. 25-30].
Тема № 3 Гидроцилиндры. Классификация и принципиальные схемы. Оптимизация положений гидроцилиндров манипуляторов форвардеров.
Контрольные вопросы
1.Основные тенденции развития конструкций гидроцилиндров.
2.Этапы развития отечественных конструкций гидроцилиндров.
3.Параметры оценки современного технического уровня конструкций гидроцилиндров.
4.Особенности функционирования гидроцилиндров в гидросистемах лесных машин.
5.Основные требования к гидроцилиндрам в гидросистемах лесных ма-
шин.
6.Какие существуют рекомендации по режимам работы манипулятора?
7.Как измеряются давления в поршневой и штоковойполостях гидроцилиндра механизма подъѐма в режимах пуска, вращения, торможения и остановки?
8.Как производится проверка работоспособности гидропривода механизма подъѐма манипулятора в производственных условиях?
Литература: основная [1, стр. 138-162; 2, стр. 66-80], дополнительная
[5, стр. 20-24].