2. Расчет гидропривода поступательного движения.
2.1 Описание и анализ принципиальной схемы гидропривода.
Наиболее эффективно применение гидропривода поступательного движения в автоматизированных многоцелевых станках, автоматических линиях, гибких производственных системах и устройствах автоматизации технологических процессов в нефтяной и газовой промышленности.
В РГЗ в соответствии с заданием необходимо произвести расчет гидропривода автоматизированного устройства, работающего по следующему циклу:
- рабочий ход рабочего органа;
- обратный ход рабочего органа;
- остановка.
Все рабочие и вспомогательные движения прямолинейны и осуществляются гидроприводом поступательного действия.
Рис. 12 - Принципиальная схема гидропривода
1 –гидроцилиндр; 2 –дроссель; 3 –распределительпотока;
4 –фильтр; 5 –гидробак; 6 –насос; 7 –предохранительныйклапан
Начальные
данные соответствуют 13 варианту:
F=
1,7*105
Н, p=
6,9*106
Па, L=15
м,
=
1,7 *10-4
м2/с.
2.2 Расчет основных параметров гидроцилиндра
Основными параметрами поршневого силового гидроцилиндра с односторонним штоком являются:
S–площадьпоршняврабочейполостигидроцилиндра, м2;
S1–площадь поршня в штоковой полости гидроцилиндра, м2;
D–диаметр поршня, м;
d–диаметр штока, м;
F, F1–усилия, развиваемые при прямом и обратном ходах поршня, Н;
V,V1–скоростипрямогоиобратногоходовпоршня, м/с.
При рабочем ходе поршня, когда поршневая (рабочая) полость соединена с напорной линией, а штоковая–сосливной, развиваемое усилие составляет:
где
=0,9÷0,98
–коэффициент,
учитывающий
потери на трение пары поршень-цилиндр
(в
расчете принимаем
=0,9);
р–рабочее
давление жидкости в напорной линии,
Па;
–давление
жидкости всливной линии,
Па.
Примем допущение, что давление в сливной линии, как при рабочем, так и при обратном ходе поршня, составляет 2% от давления рабочей жидкости в напорной линии. Тогда эффективное давление, действующее на поршень и обеспечивающее заданное усилие рабочего хода, составляет:
=0,98р=6,762*106
Па, а
само усилие можно определить из уравнения
Требуемая для его обеспечения величина диаметра поршня составляет:
.
Основные параметры гидроцилиндров регламентируются ГОСТ 6540-68. Для диаметров поршня D (мм) установлен следующий ряд (в скобках приведены значения дополнительного ряда): 10; 12; 16; 20; 25; 32; (36); 40; (45); 50; (56); 63; (70); 80; (90); 100; (110); 125; (140); 160; (180); 200; (220); 250; (280); 320; (360); 400; (450); 500; (560); 630; (710); 800; (900). Выбираем D=200мм= 0,2 м.
Уточняем развиваемое усилие рабочего хода
При обратном ходе поршня, когда поршневая полость гидроцилиндра соединяется со сливной магистралью, а штоковая–снапорной, усилиенаштокесоставляет:
С учетом принятого допущения о том, что давление рабочей жидкости в сливной линии составляет 2% от давления в напорной линии, усилие обратного хода:
В большинстве случаев при проектировании гидроприводов скорость обратного хода (V1) задается большей, чем скорость рабочего хода (V). При этом, если известно численное значение V/V1, диаметр штока подсчитывается по формуле:
.
В данном случае принимаем: V=0,03 м/с, V1=0,04 м/с. Тогда эффективная мощность, кВт, развиваемая гидроцилиндром при рабочем ходе, составляет
