СОДЕРЖАНИЕ

Введение 3

Исходные данные 4

Расчет и выбор элементов и параметров гидросистемы 5

Заключение 7

Список используемой литературы 8

Введение

В современных автоматах, автоматических линиях и промышленных роботах в качестве силового привода исполнительных механизмов применяется объёмный гидропривод. Под объёмным гидроприводом понимается в общем случае гидропневмосистема, предназначенная для приведения в движение механизмов и машин, в состав которых входит объёмный гидропневмодвигатель. Всякий гидропривод состоит из источника расхода жидкости, которым в большинстве случаев служит насос, гидродвигателя, возвратно-поступательного или вращательного движения, агрегатов управления, гидравлических линий связи и других гидроаппаратов. Объёмный гидродвигатель с прямолинейным возвратно-поступательным перемещением называется гидроцилиндром.

В объёмных гидроприводах основным видом энергии является энергия давления, которая легко может быть преобразована в механическую работу с помощью гидродвигателей. Зная основные законы гидростатики и гидродинамики, структурного построения объёмного гидропривода поступательного и вращательного движения, способы регулирования скорости гидродвигателя и давления жидкости можно создавать машины-автоматы различного технологического оборудования автоматизированного производства.

Конструктивная простота, высокая надёжность, бесступенчатое регулирование, плавность хода и высокие динамические свойства гидропривода позволяют применять его при автоматизации процессов в машиностроении.

Исходные данные

Необходимо составить принципиальную схему гидропривода, обеспечивающего последовательное выполнение операций по циклу: зажим детали, быстрый подвод инструментальной головки, рабочая подача, реверс, быстрый отвод, разжим детали. Управление автоматическое с путевым контролем. Предусмотреть возможность остановки привода в исходном положении путем разгрузки системы от давления. В схеме использовать стандартную гидроаппаратуру.

Компоновка гидросхемы:

1. Распределитель – реверсивный золотник с гидроуправлением;

2. Регулятор скорости рабочего хода – регулятор потока;

3. Место установки регулятора на входе;

4. Место установки фильтра на линии нагнетания.

Данные для расчета:

1. Усилие зажима 10000 Н;

2. Расчетная нагрузка 8000 Н;

3. Расчетное давление 2,0 МПа;

4. Скорость быстрого подвода 3,0 м/мин;

5. Скорость рабочей подачи 0,5 м/мин;

6. Длина трубопровода:

Подвод 3,5 м;

Слив 3,0 м.

7. Тип пневмоэлементов – УСЭППА.

Расчет и выбор элементов и параметров гидросистемы

1 По заданным расчетной нагрузке Р и давлению р с учетом механического

к.п.д. η_мех определяем диаметр поршня D исполнительного привода

D = √4P/ π p η_мех = √4*8*10³/ 3,14*2*10⁶*0,85 = 0,0773 (м)

Выбираем диаметр по ГОСТ 12447 – 80. Окончательно D = 80 мм..

2 Определяем минимальное необходимое давление p_min в рабочей полости

привода

p_min = 4P/ π D² η_мех =4* 8*10³/ 3,14*(0,08)²*0,85 = 1,88 Мпа

3 Выбираем диаметр штока d ; d=( 0,4 – 0,5) D = 32 – 40 (мм).

Выбираем ближайшее нормальное значение. d = 40 мм.

Выбираем гидроцилиндр 1–80–40–500.

4. По заданной скорости быстрого подвода V_бп определяем расход Q_max на линии нагнетания

Q_max = π D² * V_бп /4 = 3,14*(0,08) ² *3/ 4 = 0,015 м³/мин= 15 л/мин.

5 По расходу Q_max с учетом возможных утечек выбираем производительность насоса и его типоразмер

Насос шестеренный Г11– 22 (Q_нас = 18 л/ мин; η_нас = 0,56 ).

6 По производительности насоса Q_нас выбираем гидроклапан давления

( напорный золотник)

Г54 –22 (Δp = 0,15 МПа).

7 По расходу Q _max выбираем:

1) реверсивный гидрораспределитель – ВХ10–24 с гидравлическим

управлением; Q_ном = 80 л/мин; Δp = 0,003 МПа

2) распределитель – ВХ10–12 Q_ном = 20 л/мин; Δp=0,2 МПа

3) обратный клапан – Г51–22 Δp=0,2 МПа

8 По расходу Q _max и допустимой скорости жидкости V_доп определяем диаметр

трубопровода d_Т1 на линии подвода

d_Т1 = √ 4 Q _max / π V_доп =√ 4*1,5*10^-2/ 3,14*3,5*60 = 0,01035(м)

Принимаем V_доп = 3,5 м/с (при p = 2 МПа). Найденный диаметр округляем до

ближайшего нормального значения (ГОСТ 16516-80), окончательно d_Т1 = 10 мм.

9 Определяем расход на линии слива Q _{сл max} при быстром подводе

Q_{сл max}=π(D² - d²)*V_бп /4=3,14*((0,08)² – (0,04)²)*3 /4=0,011 м³/мин= 11 л/мин.

10 По расходу Q_max выбираем фильтр – Ф7М

сменный; Δp = 0,2 МПа.

По расходу Q_{сл max} и допустимой скорости определяется диаметр сливного

трубопровода

d_T2 = √ 4 Q _{сл max} / π V_{доп сл}=√ 4*1,1*10^-2/ 3,14*2*60 = 0,012 (м)

Принимаем V_{доп сл} = 2 м/с. Найденный диаметр округляем до ближайшего нормального значения (ГОСТ 16516–80), окончательно d_Т2 = 12 мм

11 Определяем расходы жидкости при рабочем ходе

1) линия подвода:

Q_рп = π D² * V _рп /4 = 3,14*(0,08)² *0,5/ 4 = 0,0025 м³/мин= 2,5 л/мин

2) линия слива:

Q_слрп= π(D² - d²)* V_рп /4=3,14*((0,08)² – (0,04)²)*0,5/4=0,001884 м³/мин=1,9л/мин.

12 В зависимости от места установки (на входе) по одному из расходов (Q _рп) выбираем регулятор потока

Г 55–2 (Q _max =20л/мин; Δp = 0,25 МПа).

13 Определяем действительные скорости жидкости в трубопроводах при рабочем ходе привода

1. линия подвода:

V ₁ = 4 Q_рп / (π d_T1² *60) = 4*0,0025/(3,14*(0,01) ² *60) = 0,53 м/с

2. линия слива:

V ₂ = 4 Q_{сл рп} / (π d_T2²*60) = 4*0,0019/(3,14*(0,012) ² *60) = 0,28 м/с.

14 Определяем режим движения жидкости в трубопроводах

1. линия подвода:

Re = d_T1V ₁ / ν = (1 см* 0,53*10² см/с)/ (30*10^-2 см²/с) = 176,6

176,6 < 2300 – режим ламинарный

2. линия слива:

Re = d_T2V ₂ / ν = (1,2 см* 0,28*10² см/с)/ (30*10^-2 см²/с) = 112

112 < 2300 – режим ламинарный,

где ν- кинематическая вязкость масла равная 30 сСт.

15 Определяем потери на трение по длине трубопровода

1. линия подвода:

Δp₁ =0,8 ( ν Q_рп l/ d_T1⁴ ) = 0,44 МПа

2. линия слива:

Δp₂=0,8 ( ν Q_слрп l/ d_T2⁴ ) = 0,14 МПа

16 Определяем суммарные потери

3. линия подвода:

Δp = 0,793 МПа

4. линия слива:

Δp = 1,04 МПа

17 Определяем рабочее давление, на которое должен быть настроен гидроклапан давления

p = p_min+ Δp_сл + Δp_подв = 3,67 МПа

18 Определяем мощность приводного двигателя насоса

N = p* Q_нас /η = 18,35 КВт

19 Выбираем остальную гидроаппаратуру:

гидроцилиндр (зажим, разжим) – 1–90–40–710

гидрораспределитель (гидроуправление) – ВХ10

Заключение

В работе была разработана принципиальная схеме гидропривода, обеспечивающего последовательное выполнение операций по заданному циклу.

Принципиальная схема гидропривода построена на стандартной гидроаппаратуре, которая была выбрана в соответствии с расчетом параметров гидросистемы.

В работе была также разработана принципиальная схема пневматической системы управления гидроприводом. Схема построена на элементах УСЭППА.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Багаднович Л. Б. Гидравлические приводы: Учеб. пособ. Для вузов, - Киев: Вища школа, 1980. – 232 с.

2. Свешников В. К., Усов А. А. Станочные гидроприводы: Справочник, М.: Машиностроение, 1982. – 464 с.

8