Составление расчетных схем. Определение сил, действующих на гидродвигатель. Вычисление нагрузки на исполнительный гидравлический двигатель. Расход рабочей жидкости и полезных перепадов давлений для силовых цилиндров возвратно-поступательного движения.
Аннотация к работе
Гидропривод - это комплекс устройств с одним или несколькими гидродвигателями, предназначенный для приведения в движение механизмов посредствам подачи рабочей жидкости под давлением. Основные направления развития гидропривода заключаются в улучшении энергетических и эксплуатационных характеристик гидрооборудования, повышении его быстродействия, применении следящего и пропорционального дистанционного управления, обеспечении связи современных электронных систем управления, обеспечении связи современных электронных систем с устройствами гидроприводов. Гидравлические приводы обеспечивают плавность движения и широкие диапазоны бесступенчатого регулирования скорости исполнительных двигателей, возможность их работы в динамических режимах при частых включениях, остановках, реверсах движения или изменения скорости. Гидропривод позволяет надежно защитить систему от перегрузок и обеспечивает возможность механизмам работать по жестким упорам, с точным контролем действующих усилий путем регулирования давления.Для расчета гидравлической системы привода необходимо определить возможную наибольшую нагрузку, которую должен преодолеть гидродвигатель. Для этого необходимо составить расчетную схему и приложить все действующие нагрузки на рабочий орган, т.е. силы резания (для режима рабочего хода), силы трения и инерции (для режима разгона и торможения). Расчетная нагрузка, действующая на гидродвигатель, определяется как приведенная сила к штоку гидроцилиндра и равна сумме всех приведенных нагрузок, действующих на рабочий орган станка при соответствующем режиме работы.Для определения наибольшей расчетной нагрузки на рабочий орган станочного оборудования по расчетной схеме составляется уравнение равновесия. Выбрав вид исполнительного гидравлического двигателя в зависимости от графика нагрузки и требуемого закона работы рабочего органа, рассчитывают основные параметры гидродвигателя.На рисунке 1.1 представлена расчетная схема тягового усилия , равного расчетной нагрузке , гидроцилиндра с односторонним штоком главного гидропривода с односторонним штоком главного гидропривода станка с возвратно-поступательным движением, при этом На рабочий орган станка действуют поперечная и продольная составляющие усилия резания (при режиме рабочего хода), равнодействующая реактивных сил направляющих станка, сила тяжести подвижной части, суммарная сила трения в направляющих, суммарная сила инерции движущихся масс (при режиме разгона-торможения) и развиваемое гидроцилиндром тяговое усилие , равное или большее и противоположно направленное расчетной нагрузке . На поршень и шток гидроцилиндра действуют силы давления и противодавления в полостях напора и слива, сила трения поршня в корпусе цилиндра, сила трения штока в уплотнении и расчетная нагрузка на штоке . В зависимости от режима работы расчетное тяговое усилие и расчетная нагрузка будут иметь выражения: а) для рабочего хода где - расчетная нагрузка рабочего хода;Если исполнительным двигателем является одноштоковый цилиндр, то рабочие площади полостей напора и слива не равны (рисунок 2.1) и расчетная нагрузка на штоке определяется по выражению . где - полезный перепад давления в гидроцилиндре, может приниматься при проектных расчетах МПА. При рабочем ходе бесштоковая полость цилиндра является полостью напора и , поэтому диаметр поршня определяется по формуле мм, а диаметр штока для обычных цилиндров мм.Расходы рабочей жидкости в гидролиниях определяются для различных режимов работы привода и рассчитываются при быстрых холостых перемещениях и при рабочих перемещениях для линий нагнетания и слива., где - расход рабочей жидкости в полости цилиндра, л/мин; 3.1, д, е)) для полостей напора и слива определяются по формулам и , где - максимальный расход рабочей жидкости в напорной полости цилиндра, л/мин; максимальный расход рабочей жидкости в сливной полости цилиндра, л/мин; для быстрых перемещений назад при одинаковой скорости расходы поменяются местами: л/мин; Расходы жидкости для рабочих перемещений при действии рабочей нагрузки (рис.3.1, б) для полостей напора и слива определяются по формулам и , где - рабочий расход жидкости в напорной полости цилиндра, л/мин;Рисунок 3.2 - Диаграмма расходов гидроцилиндра для полости напораРазработанная гидравлическая схема обеспечивает две ступени рабочих подач и быстрые перемещения гидроцилиндра "вперед" и "назад". Переключение скоростей движения штока осуществляется двумя регуляторами расхода РР1и РР2 , установленными на входе по средством гидравлического распределителя Р3 с электроуправлением. Поток жидкости направляется через дроссель с обратным клапаном ДРК 1, но регулирует скорость дроссель ДРК2.При выборе типа рабочей жидкости необходимо иметь ввиду, что раньше в гидроприводах применялись различные минеральные масла, не содержащие присадок, снижающие скорость их окисления и изнашивание трущихся поверхностей. В гидросистемах современного технологического оборудования применяются масла с комплексом присадок, обеспечивающих надежную эксплуат
План
Оглавление
Введение
1. Составление расчетных схем. Определение сил, действующих на гидродвигатель
1.1 Составление расчетной схемы гидродвигателя
1.2 Определение наибольшей нагрузки на исполнительный гидравлический двигатель
1.3 Составление расчетной схемы гидроцилиндра
2. Расчет и выбор основных параметров гидравлических двигателей
2.1 Расчет параметров одноштокового гидроцилиндра
3. Расчет требуемых расходов РЖ и полезных перепадов давлений в гидродвигателях (построение диаграмм расходов и перепадов давлений)
3.1 Принципы расчета расходов рабочей жидкости в гидролиниях
3.2 Расчет расходов для силовых цилиндров возвратно-поступательного движения
3.3 Построение диаграмм расходов и перепадов давлений
4. Описание разработанной гидравлической схемы
5. Обоснование и выбор рабочей жидкости
6. Расчет параметров и выбор трубопроводов
7. Расчет потерь давления в трубопроводах
8. Выбор гидроаппаратуры
8.1 Расчет потерь давления в гидравлических аппаратах
8.2 Определение потерь давления в напорной и сливной линиях
8.3 Определение наибольшего рабочего давления
8.4 Определение объемных потерь
8.5 Определение наибольшей производительности насосной станции
8.6 Выбор насоса
8.7 Определение мощности приводного электродвигателя
8.8 Определение коэффициента полезного действия гидравлической системы
8.9 Тепловой расчет гидропривода
Литература
Введение
Гидропривод - это комплекс устройств с одним или несколькими гидродвигателями, предназначенный для приведения в движение механизмов посредствам подачи рабочей жидкости под давлением.
Основные направления развития гидропривода заключаются в улучшении энергетических и эксплуатационных характеристик гидрооборудования, повышении его быстродействия, применении следящего и пропорционального дистанционного управления, обеспечении связи современных электронных систем управления, обеспечении связи современных электронных систем с устройствами гидроприводов.
Гидроприводы широко применяются в современном станкостроении. Они позволяют существенно упростить кинематику станков, снизить их металлоемкость, повысить точность и надежность работы, а также уровень автоматизации.
Гидравлические приводы обеспечивают плавность движения и широкие диапазоны бесступенчатого регулирования скорости исполнительных двигателей, возможность их работы в динамических режимах при частых включениях, остановках, реверсах движения или изменения скорости. При этом качество переходных процессов может контролироваться и изменяться в нужном направлении.
Гидропривод позволяет надежно защитить систему от перегрузок и обеспечивает возможность механизмам работать по жестким упорам, с точным контролем действующих усилий путем регулирования давления. В современных станках с высокой степенью автоматизации цикла гидропривод может обеспечивать до нескольких десятков различных движений. Использование гидропривода открывает широкие возможности для автоматизации рабочих процессов, применения копировальных, адаптивных или программных систем управления.
К преимуществам гидроприводов следует отнести также достаточно высокое значение КПД, повышенную жесткость, самосмазываемость. Однако надежная работа станочных гидроприводов может быть гарантирована только при надлежащей фильтрации рабочей жидкости и ее охлаждении для исключения влияния температурных колебаний в процессе работы, а это повышает стоимость гидроприводов и усложняет их техническое обслуживание.
При конструировании гидроприводов из унифицированных централизовано выпускаемых изделий и правильной эксплуатации их недостатки могут быть сведены к минимуму.