Методичні рекомендації до розробки розділів проекту
Обсяг конструкторських документів, які розробляються, повинен бути не менше 2-3 форматів А1. Графічна частина курсового проекту повинна містити складальне креслення вузла (пристрою), що розробляється (форматом А1), деталювання до нього (загальним об’ємом в межах одного формату А1) і схему гідравлічну (пневматичну) принципову (форматом А2). Це наведено загальні вимоги стосовно змісту і об’єму (нижньої межі) конструкторських документів курсового проекту.
Об’єм пояснювальної записки до курсового проекту визначається в кожному випадку окремо, в залежності від складності теми, кількості необхідних розрахунків для її розкриття. Але обов’язково повинен бути розкритий весь обсяг пунктів, що увійшли до завдання на курсовий проект. Рекомендований обсяг пояснювальної записки складає 30-50 аркушів.
Вступ повинен бути обсягом 1,5-2 сторінки і відображати сучасний стан машинобудування, роль в ній гідроприводу, переваги та безпека його застосування, економічна доцільність, характеристики, переваги обладнання, що розробляється в проекті.
1 Опис схеми гідравлічної (пневматичної) принципової
В цьому розділі пояснювальної записки проекту необхідно навести принципову гідравлічну (пневматичну) схему (формат А4), виконану згідно правил виконання схем гідравлічних (пневматичних) принципових та опис її роботи.
Наприклад:
На рис. 1 наведено гідросхему гідроприводу поступального руху, яка складається з наступних елементів: гідробак (Г), гідророзподільник (Р), насос (Н), гідроциліндр (Ц), дросель (ДР), фільтр (Ф), клапан запобіжний (КЗ), манометр (МН).
Гідросхема працює наступним чином. Робоча рідина нагнітається до гідросистеми за допомогою насоса. Далі на її шляху встановлений КП, який призначений для регулювання тиску в гідросистемі та запобігання її від перенавантажень. Після цього рідина надходить до Р, який своїм положенням регулює її подальший напрямок руху. При включенні електромагніта УА1 Р займає ліве крайнє положення і рідина потрапляє до поршневої порожнини Ц. При цьому здійснюється рух штока Ц праворуч, а рідина з підпоршневої порожнини Ц через Р, ДР і Ф йде на злив до баку Б.
Рисунок 1 – Схема гідравлічна принципова гідроприводу поступального руху
При включенні електромагніту УА2 золотник Р переміщується в праве крайнє положення. При цьому рідина від насоса нагнітається до підпоршневої порожнини Ц і відбувається засування штоку Ц. Поршнева порожнина Ц з’єднується зі зливною магістраллю.
Дросель призначений для регулювання витрати рідини, а фільтр – для підтримки останньої в працездатному стані. Також в гідросистемі встановлено манометр МН для вимірювання робочого тиску.
2 Орієнтовний розрахунок і обґрунтування елементів схеми гідравлічної (пневматичної) принципової
В даному розділі курсового проекту необхідно:
1 Розрахувати основні параметри гідросистеми;
2 Визначати розміри гідроциліндру (діаметри поршня і штока) і прийняти їх значення відповідно до ГОСТ 6540-76;
3 Обрати робочу рідину;
4 Обрати діаметр трубопроводів гідро лінії;
5 Підібрати за каталогами контрольно-регулюючу апаратуру та насос;
Розрахунок основних параметрів гідросистеми
До основних параметрів гідросистеми відносяться: тиск Р і витрата Q робочої рідини, навантаження G на виконавчому механізмі (гідроциліндрі або гідромоторі). Вибір робочого тиску в гідросистемі проводиться в залежності від величини навантаження G за наступними рекомендаціями:
при G
= (1000...2000кгс) 10...20 кН,
=
1,6 МПа;
при G
= (2000...3000кгс) 20...30 кН,
=
3,2 МПа;
при G=
(3000...5000кгс) 30...50 кН,
=
5,0 МПа;
при G=
(5000... 10000кгс) 50...100 кН,
=
10 МПа;
при G>100 кН p = 20...30 МПа.
Наприклад:
при
G
= 10
кН приймаємо
.
Діаметр штока d обирають з співвідношення діаметра штока і поршня D в залежності від тиску в гідросистемі:
при
МПа
при
МПа 
при
МПа 
при
МПа 
Наприклад:
Згідно
рекомендованого співвідношення між
р
і
приймаємо
.
Незважаючи на опір тертя в ущільнювачах та протитиск, визначаємо площу поперечного перетину гідроциліндру :
, (2.
1)
де
– навантаження на шток гідроциліндра,
кгс;
– тиск
в гідросистемі, кгс /см2.
А також:
, (2.
2)
де
– діаметр штока поршня гідроциліндра,
см.
Наприклад:
.
Звідки діаметр штока поршня гідроциліндра знаходимо за формулою:
, (2.
3)
Наприклад:
.
В відповідності до ГОСТ 6540-76 (табл. 2.1) обираємо діаметр гідроциліндра D, округляючи визначене значення до найближчого зі стандартного ряду.
Таблиця 2.1 – Геометричні характеристики гідроциліндрів за ГОСТ 6540-76
Внутрішній діаметр циліндра, мм |
Діаметр штока, мм |
Хід штока, мм |
Основний ряд |
||
10, 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63,80,100,125,160, 200, 250, 320, 400, 500, 630, 800 |
10, 12, 16, 20, 25, 32,40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 320,400, 500, 630, 800 |
10, 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 320, 400, 500, 630, 800, 1000, 1125, 1600, 2000, 2500, 3150, 4000, 5000 6300,8000, 10000 |
Додатковий ряд |
||
36, 45, 56, 70, 90, 110, 140, 180, 220, 280, 360, 450, 560, 710, 900 |
14, 18, 22, 28, 36, 45, 56, 70, 90, 110, 140, 180, 220, 280, 360, 450, 560, 710, 900 |
56, 70, 90, 110, 140, 180, 220, 280, 360, 450, 560, 110, 1120, 1400, 1800, 2240, 3000, 3350, 3750, 4250, 4750, 5300, 5600, 6000 7100,7500,8500,9000 |
Наприклад:
В
відповідності до ГОСТ 6540-76 обираємо
діаметр гідроциліндру
.
З визначеного вище співвідношення визначаємо діаметр штока гідроциліндру d і отримане значення округляємо до найближчого зі стандартного ряду в відповідності до ГОСТ 6540-76 (див. табл. 2.1).
Наприклад:
Діаметр
штока гідроциліндру буде дорівнювати
.
Далі необхідно визначити потрібну подачу насоса за формулою:
,
(2.
4)
де
V – швидкість переміщення поршня
;
–
площа поршня, мм2.
Швидкість переміщення поршня гідроциліндру визначається за залежністю:
, (2.
5)
де l – хід поршня, дм;
t – час переміщення поршня, хв.
Наприклад:
.
Обираємо
найбільшу
та найменшу
витрату, що споживає гідроциліндр, які
визначаємо за залежностями:
, (2.
6)
, (2.
7)
де
– площа поршня зі сторони штока
гідроциліндру, дм2;
– швидкість
поршня гідроциліндру, дм/хв;
,
–діаметри поршня та штока гідроциліндру,
дм.
Наприклад:
;
.
Отримані
параметри повинні відповідати величинам,
які наведені в таблиці 2.2. За табл. 2.2
,
.
Таблиця 2.2 – Основні параметри гідроприводів
Параметр |
Величина |
Нормальний тиск за ГОСТ 12445-80, МПа |
0,1; 0,16; 0,25; 0,4; 0,63; 1; 1,6; 2,5; 4; 6,3; 10; 12,5; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250. |
Продовження табл. 2.2
Нормальна витрата рідини за ГОСТ 13625-80, л/хв.: |
1; 1,6; 2,5; 4; 6,3; 10; 12,5; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 320; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000; 2500. |
Умовні проходи за ГОСТ 16516-80, мм: |
1; 1,6; 2,5; 4; 6,3; 10; 12,5; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250. |