3.7 Обґрунтування вибору матеріалу, термічної обробки, точності і величини шорсткості

На базі отриманих знань з курсу «Технологія матеріалів» в цьому пункті дипломного проекту необхідно провести вибір матеріалу для виготовлення пристрою, що проектується, та його деталей [6]–[7]. В залежності від умов роботи пристрою, проводиться вибір засобу термічної обробки, визначається величина шорсткості. Вибір усіх цих параметрів повинен бути обґрунтовано відповідно саме для пристрою, що розробляється.

Наприклад: При виборі матеріалів деталей силових циліндрів необхідно враховувати наступне. Матеріал повинен мати достатньо високу міцність, що забезпечить працездатність циліндрів при заданому робочому тиску: для тисків до 100 кгс/см² використовують матеріали з , а при тисках більше 200 кгс/см² .

Матеріали пар, що труться (поршні, циліндри, шток та ін.), зокрема потрібної високої міцності, повинні переносити великі навантаження при достатньо великих швидкостях зворотно-поступального руху. В виконаних конструкціях використовуються наступні матеріали пар, що труться : сталь - чавун; сталь – зміцнена сталь; сталь – хромована поверхня; сталь – твердий алюмінієвий сплав; сталь – бронза та інші.

Для золотника гідроциліндру обираємо ГОСТ 4543-74 з наступними властивостями:

Таблиця 3.3 – Хімічний склад Сталь 20Х

Хімічний елемент	%
вуглець	0,17 – 0,23
кремній	0,17 – 0,37%
марганець	0,50 – 0,80%
хром	0,80 – 1,10%
решта: залізо та домішки.

Механічні властивості

- межа міцності 35 кгс/см²

- твердість поверхні НВ 174-217.

Подібним чином обирається матеріал, термічна обробка, точність та величина шорсткості для деталей пристрою, що розробляється, для яких виконано креслення деталювання.

3.8 Тепловий розрахунок гідросистеми

В цьому пункті дипломного проекту необхідно виконати тепловий розрахунок гідросистеми. Нижче наведено один з прикладів розрахунку.

Обмеження нагріву масла в гідроприводі при використанні нерегульованих насосів може бути досягнуте, завдяки:

а) раціональним побудуванням гідросхем верстатів, що передбачує вибір насосів мінімально необхідної продуктивності з забезпеченням їх навантаження без тиску на бак при перервах в роботі гідроприводу;

б) вибором достатніх об’ємів масла в гідробаках, при чому конструкції останніх повинні передбачати максимально інтенсивну циркуляцію нагрітого масла вздовж поверхонь баку, а також максимально можливе відділення всмоктуючих труб від зливних труб;

в) введенням обов’язкового охолодження гідробаків за допомогою теплообмінників.

Джерело виділення тепла. В гідроприводах з насосами постійної продуктивності основним джерелом виділення тепла є масло, що зливається з високим тиском в бак через запобіжні клапани, в дросельних щілинах, яких кінематична енергія потоку перетворюється в теплову енергію. Допоміжним джерелом тепла, що нагріває корпус насосу, а відповідно, й масло, що проходить через насос, служать внутрішні витоки в насосі, що характеризуються його механічним ККД.

У насосів, що завантаженні в масло, усі витоки в насосі, що визначаються його загальним ККД йдуть на нагрівання масла в гідробаці. Таким чином, при умові зливу всього об’єму масла, яке нагнітає насос через запобіжний клапан, кількість виділеного тепла визначається за потужністю насоса.

Кількість виділеного тепла визначається за формулою:

(3.63)

де  кількість тепла, що виділяється в гідросистемі за 1 год., кДж;

– привідна потужність насоса, кВт;

 час роботи гідроприводу, год.

(3.64)

де  кількість тепла, що виділяється в гідросистемі за 1 год., кДж;

 тиск в гідросистемі, кгс/см²;

 ККД насосу, 0,92;

 продуктивність насосу, л/хв.

При надходженні усього масла, що нагнітає насос в циліндри кількість виділяє мого тепла визначається різницею приводної й ефективної потужності насоса:

(3.65)

Значення N_прив та N_еф для різноманітних типів насосів в залежності від робочого тиску обираємо з довідника.