Разработка гидропривода технологического оборудования

Донской Государственный Технический Университет кафедра “Гидравлика, ГПА и ТП”

Зав. кафедрой, доц. к.т.н.

___________В.С. Сидоренко

РАЗРАБОТКА ГИДРОПРИВОДА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Курсового проекта по дисциплине “ Гидравлика и гидравлические приводы”

Разработал: ст. гр. ВЭП-III-16

Малышев Т.С.

Руководитель: доц.

Чернавский В.А.

г. Ростов – на – Дону

2000 г.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра: “ Гидравлика, гидропневмоавтоматика и тепловые процессы”

УТВЕРЖДАЮ

Зав. кафедрой Сидоренко В.С.

“______”_______________________ 2000 г.

ЗАДАНИЕ

НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ (РАБОТУ)

Студент Малышев Т.С. Код ____________ Группа ВЭП-III-16 1.Тема Разработка гидропривода технологического оборудования

2. Срок предъявления проекта к защите “____”____________ 2000г.

3. Исходные данные для проектирования: . схема № 5 .

4. Содержание пояснительной записки курсового проекта

4.1 Содержание, Введение, исходные данные .4.2 Расчеты, подбор элементной базы . 4.3 Спецификация. Список используемой литературы .

5. Перечень графического материала: Разработка / .принципиальной, структурной схем, построение диаграмм

Руководитель проекта (работы) .

^{подпись, дата, фамилия и инициалы}

Задание принял к исполнению 10.06.2000 г.

Содержание

В В Е Д Е Н И Е

Под гидроприводом понимают совокупность устройств (в число которых входит один или несколько объемных гидродвигателей), предназначенную для приведения в движение механизмов и машин посредством рабочей жидкости под давлением. В качестве рабочей жидкости в станочных гидроприводах используется минеральное масло.

Широкое применение гидроприводов в станкостроении определяется рядом их существенных преимуществ перед другими типами приводов и, прежде всего возможностью получения больших усилий и мощностей при ограниченных размерах гидродвигателей. Гидроприводы обеспечивают широкий диапазон бесступенчатого регулирования скорости, возможность работ в динамических режимах с требуемым качеством переходных процессов, защиту системы от перегрузки и точный контроль действующих усилий.

К основным преимуществам гидропривода следует отнести также высокое значение коэффициента полезного действия, повышенную жесткость и долговечность.

Гидроприводы имеют и недостатки, которые ограничивают их использование в станкостроении. Это потери на трение и утечки, снижающие коэффициент полезного действия гидропривода и вызывающие разогрев рабочей жидкости. Внутренние утечки через зазоры подвижных элементов в допустимых пределах полезны, поскольку улучшают условия смазывания и теплоотвода, в то время как наружные утечки приводят к повышенному расходу масла, загрязнению гидросистемы и рабочего места. Необходимость применения фильтров тонкой очистки для обеспечения надежности гидроприводов повышает стоимость последних и усложняет техническое обслуживание.

Наиболее эффективно применение гидропривода в станках с возвратно-поступательным движением рабочего органа, в высокоавтоматизированных многоцелевых станках и т.п. Гидроприводы используются в механизмах подач, смены инструмента, зажима, копировальных суппортах, уравновешивания и т.д. гидроприводами оснащаются более трети выпускаемых в мире промышленных роботов.

И С Х О Д Н Ы Е Д А Н Н Ы Е

Схема № 5

Заданный рабочий цикл привода поперечной подачи токарного полуавтомата.

1. Исходное положение “ СТОП”.

2. рабочий ход вправо с V_РП.

3. выдержка на упоре.

4. Обратный ход с V_БО

- скорости рабочего и обратного хода регулируемые, независимые

- разгрузка насоса в положении “СТОП”

- стабилизация скорости только во время рабочего хода, при обратном ходе скорость нестабилизированная.

- Управление распределитем гидравлическое от упоров стола, без регулирования времени реверса.

- Движение стола обеспечивает гидромотор через зубчатую передачу с U=1/3 и пару винт – гайка с t_B=25 мм.

M_H=90 Нм

s_ПР = 300 кг

h_М= 0.83

V_БО = 7 м/мин

V_РП = 0.7 м/мин

L=0.4 м

l_РХ=0.4 м

l_Н =1.5 м

l_СЛ=1.5 м

1. Определение величины максимального давления

МПа

М_БП=0.2×М_Н=0.2×90=18 МПа

2. Определение предельных частот вращения вала

=>

об/мин

об/мин

Г 12 – 25 М h₀=0.88

3. Расчет параметров и выбор насоса.

л/мин

л/мин

МПа

Q_н = Q_max + SQ_y + Q_k

Qy = r * Py = 0.017 (см³/МПа*с) * 1,25 (МПа)=0.0001275 л/мин

Qy = r_g * Py = 0.8 *1.25 = 0.006 л/мин

Qк = 152.7 + 0.006 + 4 = 156.7 л/мин

Q_Hстанд = 160 л/мин

4. Наибольшее давление, развиваемое насосом.

Р_н = Р_умах + SΔР_ап + ΔР_тр

Р_н = Р_gмах + SΔР_ап + ΔР_тр

SΔР_ап = 4*0.05+0.25+0.3+0.1+0.15+0.15*3=1.45 МПА

SΔР_тр = (0,1-0.2) SΔР_ап = 0.15*1.45 =0.2175 МПа

Рн = 4.256+1.45+0.2175=5.6235 МПа

5. Выбор гидроаппаратуры

Р_нр=5,6235 МПа

Q_нр= 156.7 л/мин

Рабочий объем 160 см³ Насос Г 12-25 М

Q_н=142.8 л/мин

КПД объемный равен 0.93; полный 0.88

Р_ном = 6.3 МПа

Р_пред = 7 МПа

Масса 36 кг

Обратные клапаны

Г 51-34

Ду= 20 мм

Расход масла 125 л/мин

Утечки давления при номинальном давлении 0.13 см³/мин

Перепад давлений при номинальном давлении 0.25 МПа

Масса 1.6 кг

Гидрораспределитель

Гидрораспределитель Р203 или Р_н203

Диаметр условного прохода = 20мм

Расход масла номинальный 160 л/мин

Давление: номинальное 32 (7)

в сливной линии 7(32)

масса 13.5 – 17.7 кг

Регулятор расхода МПГ 55-1

Д_у= 32 мм

Рабочее давление 6.3 МПа; min = 0.4 МПа

Q_max= 160 л/мин, (Q_min=0). Масса 15.5 кг

Дроссель

КВ МК 16G 1.1

Д_у= 16 мм

Q_max= 120 л/мин, (Q_min=5).

P_min=0.5 МПа

Масса 1.1 кг

Фильтр

Q=100 л/мин

Номинальная тонкость фильтрации 25 мкм

Д_у= 32 мм

Масса = 4.5 кг

Манометр

Диаметр корпуса = 160 мм

Класс точности = 0.4

P=16 МПа

6. Определение диаметров гидролиний

мм

мм

мм

7. Толщина стенок

8. Уточнение действительной скорости

9. Выбор марки рабочей жидкости

ν=μ/ρ

μ –динамическая вязкость

ρ – плотность мм²/с

масло игп-38

класс вязкости по ISO 3448 = 68

ГОСТ ТУ 38 101413 – 78

ν_бо = 35-40 мм²/с

ρ = 890 кг/м³

10. Определение режимов движения жидкости во всасывающей, сливной и напорной гидролиниях (по числу Рейнольдса)

Режим движения во всех гидролиниях –ламинарный

11. Уточненный расчет потерь давления в гидролиниях

ΔР_н = SΔР_{ап н} + ΔР_{мс н} + SΔР_{тр н} (напорная линия)

ΔР_слив = SΔР_{ап слив} + ΔР_{мс слив} + SΔР_{тр слив} (сливная линия)

ΔР_{ап н} = 0,05 + 0,2 + 0,3 = 0,55 МПа

ΔР_{ап слив} = 0,2 + 0,05 + 0,05 + 0,15 =0,45МПа

ξ – коэффициент местного сопротивления

γ – удельный вес минерального масла (γ=900 кгс/см²)

V_жi - скорость

ΔР_{мс н} =(4*0,86+4*0,96)*(2,646²/(2*5,8)) 900*10^-6= 0,00234 МПа

ΔР_{мс слив} =(5*0,86+5*0,96)*(1,6²/(2*5,8))*500*10^-6= 0,00107 МПа

λ- коэффициент сопротивления трения

λ = 64/Re

l- длина гидромагистрали

МПа

МПа

ΔР_нап = 0,0004+0,55+0,00234=0,55274 МПА

ΔР_слив = 0.00014+0.00107+0.45=0.45121 мпа

12. Расчет наибошьшего рабочего давления, которое необходимо создать на входе привода

Р_раб = Р_{у мах}+Р_нп+Р_{сл пр}

Р_раб = 4.256+0.55274+0.45121=5.259 МПа

13. определение давления необходимого настройки предохранительного клапана

P_кл = (1,1-1,15)Р_раб

Р_кл = 1,15*5,26=6,05 МПа

14. определение гидродвигателя

кВ

кВ

15. Мощность, потребляемая насосом на каждом элементе рабочего цикла

кВ

кВ

кВ

16. Коэффициенты полезного действия

17. Средний КПД гидропривода