Задание.

Привод стрелы

Выбрать насос с электродвигателем, распределитель и предохранительный клапан из серийного ряда, рассчитать необходимые коэффициенты, разработать нелинейную математическую модель с учётом насыщения, составить структурную схему привода, построить переходный процесс и частотную характеристику привода, определить время полного переброса нагрузки, начертить гидравлическую схему привода со спецификацией, структурную схему, графики переходного процесса по положению и скорости и частотные характеристики привода.

Параметры гидроцилиндра: Ø = 140/100 мм h = 1600 мм;

Нагрузка на гидроцилиндре: m = 1100 кг;

Расход рабочей жидкости: Q = 120 л/мин;

Рабочее давление: Р = 25 МПа.

Содержание.

1. Выбор структурной схемы привода………………………………………………4

1.1. Выбор гидроцилиндра………………………………………………………...6

2. Выбор конструктивных элементов гидропривода……………………………….7

2.1. Выбор насоса…………………………………………………………………..7

2.2. Выбор электродвигателя……………………………………………………...8

2.3. Выбор предохранительного клапана………………………………………....9

2.4. Выбор гидрораспределителя………………………………………………….9

3. Нелинейная математическая модель гидропривода……………………………..10

3.1. Нюансы построения модели………………………………………………….10

3.2. Описание звеньев нелинейной математической модели…………………...10

4. Моделирование гидропривода.................................................................................15

4.1. Переходный процесс по перемещению............................................................15

4.2. Переходный процесс по скорости.....................................................................15

4.3. ЛАФЧХ................................................................................................................16

Заключение.....................................................................................................................17

Приложение 1.................................................................................................................18

Список использованной литературы............................................................................19

1. Выбор структурной схемы привода.

В зависимости от требований, связанных с эксплуатацией машины, в гидроприводе могут применяться объемное и дроссельное регулирование скорости или сочетание этих способов [1]. Объемное регулирование скорости осуществляется изменением подачи насоса или гидромотора в зависимости от рабочего объема, который изменяется автоматически или с помощью управляющих устройств. При дроссельном регулировании изменяются размеры проходных сечений дросселей или неполным включением золотников гидрораспределителя.

Объемное регулирование обычно применяют, когда существенными являются энергетические показатели, например, в ГП большой мощности и с длительными режимами их непрерывной работы. ГП с дроссельным регулированием применяют для маломощных систем (до 5 кВт), а также, когда режимы непрерывной работы ГП кратковременные. При этом стремятся применить недорогие гидромашины, например шестеренные.

Гидроклапаны относятся к регулирующей гидроаппаратуре и служат для изменения давления, расхода и направления потока рабочей жидкости путем частичного открытия рабочего проходного сечения. Предохранительные клапаны предохраняют систему от давления, превышающего установленное значение. Они действуют лишь при аварийных ситуациях (пропускают масло из напорной линии в сливную) в отличие от переливных клапанов, предназначенных для поддержания заданного давления путем непрерывного слива масла во время работы.

Клапаны выбираются по номинальному расходу и давлению (1; 2,5; 6,3; 10; 20 и 32 МПа).

Гидрораспределители относятся к направляющей или регулирующей гидроаппаратуре и применяются для изменения направления или пуска и остановки потока рабочей жидкости, а также для управления скоростью гидродвигателя.

Число позиций распределителя определяется по числу операций, которые он должен обеспечить. Если, например, требуется обеспечить движение выходного звена гидродвигателя в двух направлениях, то распределитель должен быть двухпозиционным. Кроме того, если требуется обеспечить остановку выходного звена и разгрузку насоса - то он должен быть трехпозиционным.

Применение гидрооборудования высокого класса точности, предъявляет повышенные требования к очистке гидросистем машин и чистоте рабочих жидкостей. Фильтр может эффективно защищать только тот элемент гидропривода, который установлен непосредственно после него, остальные элементы получают лишь частичную защиту. Поэтому в ГП применяют различные сочетания фильтров, установленных на разных линиях гидросистемы.

Сливные фильтры позволяют обеспечить тонкую фильтрацию рабочей жидкости; они компактны, могут встраиваться в баки, однако в ряде случаев создают нежелательное повышение давления подпора в сливной линии. Установка фильтра в сливную линию применяется наиболее часто, т.к. в этом случае он не испытывает высокого давления, не создает дополнительного сопротивления на входе в насос. Это очень важно с точки зрения предупреждения возникновения в

насосе кавитации. Установленный таким образом фильтр задерживает все механические примеси в рабочей жидкости, возвращающейся в бак.

Итак, учитывая вышесказанное и значение мощности гидропривода:

, (1)

N = кВт.

Он будет иметь объёмно-дроссельное регулирование, и состоять из следующих основных элементов (см. рис.1).

Рис.1. Гидравлическая схема привода.

ЭД – приводной электродвигатель; Н – насос; Ц – гидроцилиндр;

КП – клапан переливной; Р – гидрораспределитель;

ДР1, ДР2 – дроссели с обратным клапаном;

Ф – фильтр; Б – бак; трубопроводы.