Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Приводы технологического оборудования. Лабораторный практикум. Учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

08.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 56 / 106 7 8 9 10 > Следующая >>>

Практическая работа № 1

πη

Расчет и подбор гидроцилиндра

Гидроцилиндры могут быть одностороннего действия, ког да возвратное движение поршня происходит под действием гру за или пружины, и двухстороннего, когда движение в обоих на правлениях осуществляется под действием рабочей жидкости. Во втором случае гидроцилиндры могут иметь односторонний шток, когда скорость возвратного движения не регламентируется, и двусторонний, когда скорость и усилия в обоих направлениях должны быть одинаковыми. Указанные обстоятельства должны быть учтены при расчете диаметра поршня. Так как гидроци линдры с двусторонним штоком изза сложности изготовления и увеличения габаритов машины применяют сравнительно редко, то выбираем гидроцилиндр одностороннего действия.

Диаметр поршня рассчитывают по формуле

DP





дв м

где ηм – механический КПД гидроцилиндра (ηм = 0,9);

4 12 000

 



3,14   7,5   0, 9



47, 59 (мм).

По вычисленным значениям Рдв и D c учетом заданного хода поршня S выбираем типоразмер гидроцилиндра по каталогу.

Техническая характеристика: D = 70 мм; Рн = 10 МПа; S = = 140 мм.

Уточненное давление в рабочей полости гидроцилиндра Рдв:

4 4  12 000

дв

  

πη

  70  3,14  0,9





3, 47 (МПа).

Расход жидкости на гидроцилиндр составит



 0,3   0,1154 (дм с)./

дв



3,14 0,7

Выбор гидроаппаратуры и вспомогательных устройств

Гидроаппаратура служит для изменения параметров потока жидкости (давления, расхода, направления движения) или под держания их на заданном уровне. К ней относят гидродроссели, гидроклапаны различного назначения, гидрораспределители.

Приводы технологического оборудования. Лабораторный практикум

При выборе гидроаппаратуры следует исходить из ее место

положения на разработанной принципиальной схеме.

Исходными параметрами для поиска типоразмера гидроап парата являются номинальное давление в системе Рн и номи нальный расход Q, принимаемый по рассчитанному расходу для гидродвигателя Qдв.

Гидрораспределители по конструкции могут быть крановые и золотниковые (редко – клапанные). Крановые гидрораспре делители используют для давлений в системе не выше 10 МПа изза значительных статических усилий, прижимающих пробку к корпусу и затрудн яющих ее поворот. Наиболее широко распро странены гидрораспределители золотникового типа. По числу позиций золотн и ка их подраздел яют на дву х, трex и четырех по зиционные. Двухпозиционные используют обычно для гидро цилиндров одностороннего действия. Трехпозиционные имеют кроме нейтрального два рабочих положения, при которых напор ная линия связывается с одной или другой полостью гидроци линдра или с одним из двух каналов гидромотора в зависимости от требуемого направления перемещения выходного звена. В че тырехпозиционных, помимо указанных, имеется так называемое плавающие положение, когда напорная линия и обе полости ги дроцилиндра связаны с гидробаком. Жидкость при этом может перетекать из одной полости гидроцилиндра в другую.

Для данного гидроцилиндра выбираем по каталогу трехпо зиционный золотник реверсивный с электрогидравлическим управлением Г6313.

Характеристика золотника Г6313:

• номинальный расход масла – 0,58 дм3/с;

• номинальное давление – 20 МПа;

• потеря давления при номинальном расходе, не более –

0,3 МПа;

• утечки через зазоры золотника при номинальном давле

нии – 0,005 дм3/с.

При выборе конструкции гидроклапана следует учитывать его функциональное назначение в разрабатываемом гидроприво де: предохранительный, переливной, обратный, редукционный. В данном случае используется два клапана: переливной и предо хранительный.

Выбираем по каталогу клапаны предохранительные и пере ливные – БГ5213.

Практическая работа № 1

Характеристика клапана БГ5213:

• номинальное давление – 5–20 МПа;

• номинальный расход – 0,58 ∙ 10–3 м3/с;

• минимальный рекомендуемый расход – 0,08 ∙ 10–3 м3/с;

• перепад давления на клапане – 0,5 МПа;

• утечка масла через клапан – 0,01 МПа.

В качестве отделителей твердых частиц используют фильтры и сепараторы. Качество очистки определяется размером задержи ваемых частиц: грубая – до 100 мкм, нормальная – до 10 мкм, тонкая – до 5 мкм, особо тонкая – до 1 мкм. Так как в данных расчетах размер отделяемых частиц не оговорен, то принимаем нормальную степень очистки (размер частиц до 10 мкм).

Параметрами для подбора типоразмера фильтра являются наименьший размер задержанных частиц, рабочее давление и пропускная способность (по расходу рабочей жидкости).

В данной гидросистеме фильтр расположен на линии сли ва. Давление там незначительное. Поэтому по каталогу выбираем фильтр магнитносетчатый сдвоенный ФМС12. Фильтры такого типа предназначены для очистки от примесей минеральных ма сел вязкостью до 600 мм2/с.

Характеристика фильтра ФМС12:

• наименьший размер задерживаемых частиц – 5–10 мкм;

• наибольшее рабочее давление – 0,6 МПа;

• количество магнитов – 6;

• диаметр магнитов – 55 мм;

• диаметр фильтрующего сетчатого элемента – 50 мм;

• количество фильтрующих элементов – 16;

• вес фильтра – 4,65 кг.

Выбор рабочей жидкости

В объемном гидроприводе рабочая жидкость служит в каче стве носителя энергии, смазки, а также является охлаждающей средой (отводит тепло из системы). В соответствии с назначением к ней предъявляют ряд требований, которым наиболее удовлет воряют минеральные масла и синтетические (силиконовые) жид кости. При выборе марки рабочей жидкости необходима задан ная рабочая температура. Принимаем t = 40 °С.

Подобранный гидроцилиндр работает на минеральном масле вязкостью 18–60 сСт (мм2/с) при температуре 10–50 °С. Рекомен

Приводы технологического оборудования. Лабораторный практикум

довано использоват ь масло инд устриальное 20 и масло индуст ри альное 30.

Выбираем масло индустриальное 20. Кинематическая вяз

кость 20 сСт при t = 50 °С, плотность 890 кг/м3.

Расчет гидролиний

Гидролинии служат для передачи рабочей жидкости между гидроагрегатами. Они связывают все устройства гидропривода в единую систему (схему). К гидролиниям относят трубопроводы и каналы в корпусах гидравлических устройств.

При расчете гидролинии определяют ее диаметр и гидравли ческие потери при движении жидкости.

Значение диаметра трубопровода необходимо для подбора труб гидролинии, выбора гидроаппаратуры и вспомогательного оборудо вания, расчета гидравлического сопротивления гидролинии.

Расчет диаметра проводят по формуле

dv



где Q – расход жидкости м3/с; v – средняя скорость движения жидкости в трубопроводе, м/с.

Величину скорости принимают по рекомендациям, получен ным на основании экономических показателей: с увеличением ω увеличиваются гидравлические потери, но уменьшается расход материала на изготовление трубопровода, снижается его масса. При давлении до 5–6 МПа и большой длине гидролинии, когда гидравлическое сопротивление может существенно повлиять на КПД системы, рекомендуемая скорость 3–4 м/с, при давлени ях свыше 10 МПа и малой длине гидролинии скорость может быть увеличена до 5–6 м/с, во всасывающей линии насоса она не должна превышать 1,5 м/с, а в сливной линии – 2 м/с.

Принимаем для данной гидросистемы один диаметр для всех линий и одну скорость движения жидкости v = 3 м/с.

Тогда

4 0,1154 10



  

3,14  3





0,00699 (м) 7 (мм).

По результатам расчета подбираем промышленную трубу по ГОСТ 873475: 10½1,5 (dвн = 7 мм).

Практическая работа № 1

Уточненная скорость движения жидкости:

4 4 0,1154 10

  



3,14  0, 007





3(м/с).

Гидравлические потери в гидролинии в данном расчете учи

тывать не будем.

Определение параметров и подбор насоса

Основными параметрами, по которым выбирают типоразмер

насоса, являются давление Рн и производительность Qн.

Давление (удельная энергия, сообщаемая жидкости в насосе) затрачивается в объемном гидроприводе на выполнение работы гидродвигателем и преодоление гидравлических сопротивлений при передаче жидкости. При расчете потребного давления ука занные величины суммируются:

Рм = Рдв + ∆Р,

где Рдв – давление на входе в гидродвигатель (Рдв = 3,47 МПа);

∆Р – суммарные потери давления в системе, МПа:

∆Р = ∆Ргл + ∆Рга,

где ∆Ргл – гидравлические потери в гидролиниях, МПа; ∆Рга – суммарные потери в гидроагрегатах (дросселе, гидрораспредели телях, фильтрах и т. п.), МПa.

Эти потери принимают по справочным данным при выборе соответствующих гидроаппаратов и вспомогательных устройств.

Тогда

∆Рга = 0,3 + 0,5 + 0,5 + 0,5 = 1,8 (МПа);

∆Р = 0,3 + 1,8 = 2,1 (МПа);

Рм = 3,47 + 2,1 = 5,57 (МПа).

Для определения производительности насоса необходимо сложить расход жидкости на гидродвигатель Qдв и утечки жид кости через неплотности в гидроагрегатах Qут:

Qн = Qдв + Qут.

Утечки через неплотности принимают по справочным дан ным при выборе соответствующей гидроаппаратуры (гидродрос селя, гидрораспределителя, гидроклапанов и т. д.):

Qн = 0,1154 + 0,005 = 0,1204 (дм3/с).

Приводы технологического оборудования. Лабораторный практикум

По рассчитанным значениям Рн и Qн подбираем аксиа ль

нопоршневой насос.

Техническая характеристика:

• номинальное давление – 10 МПа;

• максимальная производительность за 1 оборот qн (рабочий

объем насоса) – 0,003 дм3/с;

• максимальная производительность (подача) Q

– 0,15 дм3/с =

max

= 0 ,1 5 ∙ 10–3 м3/с;

• частота вращения – 2950 об/мин;

• потребляемая мощность при Q

– 2,35 кВт;

max

• объемный КПД – 0,98;

• полный КПД – 0,82.

1. Открыть программное обеспечение FLUIDSIM.

2. Выбрать необходимые элементы для разработки гидрав лической схемы (см. рисунок) согласно параметрам, заданным преподавателем.

3. Начертить принципиальную гидравлическую схему.

4. По разработанной принципиальной схеме гидропривода выбрать способ регулирования и схему циркуляции жидкости.

5. Выполнить расчет параметров и подобрать элементы ги дропривода.

6. Осуществить выбор номинального рабочего давления.

7. Выполнить расчет размеров гидродвигателя и подобрать его.

8. Подо брать тип ги дрод ви гат ел я и определи ть давление, реа лизуемое на нем.

9. Выполнить расчет гидроцилиндра и подобрать его по ка талог у.

10. Выполнить подбор гидроаппаратуры и вспомогательных устройств.

11. Выполнить подбор рабочей жидкости гидропривода.

12. Выполнить расчет гидролиний.

13 Определить параметры насоса и подобрать его.

14. Оформить отчет по рекомендуемой форме.

Практическая работа № 1

Расчет параметров гидропривода

Цель: … Задание: Оснащение:

Выполнение работы и расчеты

Принципиальная гидравлическая схема

Выводы по результатам практической работы: …

1. Опишите выбор способа регулирования гидропривода.

2. Опишите выбор номинального рабочего давления.

3. Изложите последовательность подбора типа гидродвигате

ля и определения давления, реализуемого на нем.

4. Изложите последовательность подбора рабочей жидкости

гидропривода.

5. Изложите порядок выполнения расчета гидролиний.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2.

СОСТАВЛЕНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ

СХЕМЫ ПРИВОДА

Цель: научиться составлять гидравлическую схему, состоя

щую из основных элементов гидропривода.

Задание: собрать гидравлическую схему работы гидроцилин дра, измерить скорость движения поршня (прямой и обратный ход).

Оснащение: учебный стенд; гидроаппараты; программное обеспечение FLUIDSIM.

Составление принципиальной гидравлической схемы пред шествует расчетам и выбору элементов гидропривода. Гидравли ческая схема определяется исходными данными, на базе которых принимается решение о системе циркуляции рабочей жидкости, числе насосов, гидродвигателей, гидроаппаратов, их расположе нии в схеме. При этом необходимо всегда ориентироваться на серийно выпускаемое оборудование.

Например в передвижных установках с гидроприводами, установленных на машинах на пневмо и гусеничном ходу, в ос новном применяют объемные гидропередачи с разомкнутой цир куляцией потока рабочей жидкости. Однако в последние годы в основном применяют гидроприводы с замкнутой циркуляцией потока рабочей жидкости. При расчете и проектировании таких гидропередач для компенсации неизбежных утечек в насосе и

Практическая работа № 2

гидродвигателе требуется подпитка рабочей жидкости во всасы вающей гидролинии насоса. Обычно это достигается с помощью дополнительного насоса, подача которого должна быть выбрана с учет ом последу ющего износа дл я воспо л нен и я ут ечек, и перели в ного клапана, поддерживающего требуемое давление.

Гидроприводы с замкнутой циркуляцией по сравнению с гидроприводом с разомкнутой циркуляцией имеют ряд преиму ществ:

• уменьшение объема рабочей жидкости в гидросистеме;

• уменьшение габаритов гидрооборудования, так как избы точное давление позволяет увеличить частоту вращения насоса и, соответственно, мощность гидропривода;

• изменение направления вращения гидромоторов путем изменения направления потока рабочей жидкости реверсивного насоса (напорная гидролиния насоса становится всасывающей, а всасывающая – напорной) без направляющих гидрораспредели телей.

Недостатки гидропривода с замкнутой циркуляцией:

• необходимость использования теплообменных аппаратов для охлаждения рабочей жидкости;

• применение в качестве гидродвигателей гидроцилиндров с двухсторонним штоком равной площади вследствие большой разности объемов поршневой и штоковой полостей в гидроци линдрах с односторонним штоком.

Гидропривод поступательного движения обычно выполняют с разомкнутой циркуляцией, а гидропривод вращательного дви жения – как с разомкнутой, так и с замкнутой циркуляцией с насосами постоянной и переменной подач.

В зависимости от требований, связанных с эксплуатацией машины, в гидроприводе могу т применяться объемное или дрос сельное регулирования скорости выходного звена или сочетание этих способов.

Объемное регулирование скорости осуществляется измене нием подачи насоса или гидромотора в зависимости от рабочего объема. Рабочий объем может изменяться автоматически с помо щью регулятора мощности или других управляющих устройств.

Объемное регулирование скорости происходит без потерь на дросселирование потока, поэтому является наиболее эффектив ным и широко используется в гидроприводах с замкнутой цир

Приводы технологического оборудования. Лабораторный практикум

куляцией и реверсивными регулируемыми насосами, оснащен ными регуляторами мощности.

В схемах с насосами постоянной подачи для регулирования скорости движения исполнительных механизмов применяют дроссельный способ, при котором регулирование производится изменением проходных сечений дросселей или неполным вклю чением золотников гидрораспределителя. Дроссельный способ регулирования скорости ввиду больших потерь мощности менее эффективен, особенно при эксплуатации гидроприводов боль шой мощности. Однако гидравлические схемы с дроссельным регулированием проще и дешевле, поэтому для привода неболь шой мощности или редко включаемого, например для плавного пуска и остановки машины, нередко применяют дроссельное ре гулирование, при котором часть рабочей жидкости сливается в бак, а ее энергия переходит в тепло.

При дроссельном регулировании используют три способа установки дросселя в гидросистеме: на входе, выходе и ответвле нии. Включение дросселей в гидросистему может быть последо вательным или параллельным гидродвигателю.

В гидросистемах машин с дросселем, установленным парал лельно гидродвигателю, регулирование скорости должно произ водиться без перелива части потока через предохранительный клапан. Регулирование с последовательным включением имеет больший диапазон регулирования при малых нагрузках на гидро двигатель, с параллельным включением – при больших нагрузках.

В гидросистемах с параллельным включением дросселя при одинаковых глубине регулирования и нагрузках всегда более вы сокий КПД.

Дроссельное регулирование, как правило, применяют в си стемах с гидроцилиндрами, объемное – в системах с гидромо торами.

Объемное регулирование в основном осуществляется изме нением рабочего объема насоса, реже – изменением рабочего объема гидромотора.

Если скорость холостого хода механизма значительно больше скорости рабочего (в 5–…10 раз), то в гидравлическую схему вклю чают дополнительный насос, но при этом необходимо преду смотреть выключение этого насоса из схемы (чаще всего сбросом жидкости в гидробак и переводом насоса на холостой ход) во время основной работы гидропривода. Аналогично следует по

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 56 / 106 7 8 9 10 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]