Курсовой проект

по дисциплине «Гидропневмопривод специальных

технических систем»

Тема: «Проектирование гидропривода металлорежущего станка»

Расчетно-пояснительная записка

Разработал студент группы ______________________

Руководитель проекта ______________________

Нормоконтролер _____________________________________________________

Защищен ________________ Оценка ______________

В

43

оронеж 2012

- сумма площадей, омываемых жидкостью (площадь поверхности бака и трубопроводов), м²;

V - объем масла в гидросистеме, м³;

- температура окружающего воздуха, °С;

- коэффициент теплоотдачи гидробака и трубопроводов к окружающему воздуху, .

Коэффициент теплоотдачи принимается:

- для гидробака, расположенного в нише или вблизи стен в отапливаемом помещении - ;

- для гидробаков и стационарных машин, расположенных на открытых местах ;

- для баков и труб на передвижных машинах, устанавливаемых снаружи и обдуваемых ветром ;

- для стальных трубопроводов и при скорости течения масла в них более 1,5 м/с, не обдуваемых ветром , для обдуваемых ветром .

Полученная температура должна находится в пределах 55 - 60º С, в противном случае необходимо увеличить поверхность охлаждения или применять теплообменники.

Заключительным этапом расчета гидропривода является построение его рабочих характеристик , и . Причем, при построении характеристики , обычно пользуются формулой для определения приводной мощности насоса (в кВт) в виде

, (47)

где - рабочее давление в насосе;

- подача насоса.

42

ного давления в этой линии устанавливается предохранительный клапан.

Преимуществом гидросистемы с установкой дросселя в сливной магистрали является также то, что теплота, выделяемая при дросселировании, отводится в бак, а не поступает в гидродвигатель, как при установке дросселя в линии нагнетания. Расчетный КПД одинаков для систем дроссельного регулирования на линии нагнетания и на сливной линии. Однако в действительных условиях КПД системы с дроссельным регулированием на сливной линии несколько ниже из-за более высоких потерь на трение в гидродвигателе.

При стабильной нагрузке и небольших пределах регулирования скорости целесообразно включать дроссельное устройство в ответвление от линии нагнетания. В этой схеме нагрев жидкости теплотой, выделяемой при дросселировании, меньше, чем в предыдущих схемах. Если нагрузка переменна, то точность регулирования скорости и её стабильность ниже, чем в предыдущих схемах.

Синхронная работа гидродвигателей при различной нагрузке обеспечивается включением в гидравлическую схему механических синхронизаторов, объемных или дроссельных делителей потока.

Составив принципиальную гидравлическую схему гидропривода, необходимо дать описание её работы, т.е. указать последовательность действия всех агрегатов (движение жидкости в них) при трех положениях распределительного устройства: нейтральное положение, рабочий ход исполнительного органа и его холостой ход.

П

7

ри вычерчивании принципиальной схемы гидропривода все элементы, как правило, изображаются в исходном положении распределителя (электромагниты отключены). Каждый элемент должен иметь буквенно-цифровое позиционное обозначение. Применяемые буквы: А - устройство; АК - аккумулятор; Б - бак; Д - гидродвигатель поворотный; ДП - делитель потока; ДР - дроссель; ЗМ - гидрозамок; К - клапан; КД - гид-

роклапан давления; КО - обратный клапан; КП - предохрани-тельный клапан; КР - редукционный клапан; М - гидромотор; Н - насос; НА - насос аксиально-поршневой; НП - насос пластинчатый; HP - насос радиально-поршневой; Р - распределитель; РД - реле давления; РГ1 - регулятор расхода (потока); Ф - фильтр; Ц - цилиндр. В пределах группы элементы могут иметь порядковые номера, например, PI, P2, РЗ... Позиционные обозначения располагаются справа и сверху относительно условно-графического обозначения элемента. Расположение графических обозначений элементов и устройств на схеме должно примерно соответствовать их действительному размещению в изделии. При вычерчивании условных обозначений гидродвигателей рекомендуется придерживаться определённого масштаба (диаметры цилиндров, величина хода и т.п.); то же относится и к другим узлам (аппаратура с разными типоразмерами D_y, насосы, фильтры и т.п.). Вблизи гидродвигателей ставятся стрелки с указанием направления действия (например, «зажим», «фиксация» и др.).

На принципиальной гидравлической схеме в виде таблицы следует приводить перечень элементов в алфавитном порядке с их позиционным обозначением, наименованием, типом и количеством; в примечании указываются основные параметры (рабочее давление, расход, размеры гидродвигателей, скорости движения и др.). Однотипные элементы, например, распределители Р1...Р12 записываются в одну строку. Всем линиям связи присваиваются порядковые номера 1, 2, 3..., как правило, в направлении потока; дренажные линии нумеруются в последнюю очередь. Номера обычно ставятся около обоих концов линий, причём номера соответствующих трубопроводов на схеме соединений, составляемой разработчиком автомата, аппарата, машины или установки, и принципиальной схеме должны совпадать.

К

8

роме перечня элементов на принципиальной схеме приводится таблица всех основных движений, реализуемых гидроприводом, с указанием номеров включаемых при этом электромагнитов разделителей.

паспорте (в паспортах поршневых насосов указывается наименьшая подача). Если рабочее давление меньше допустимого (20 - 30% ниже максимального), то запас подачи может быть меньшим, так как в паспортах насосов указывается подача при максимальном давлении. При рабочем давленииподачу насосаможно подсчитать по формуле

, (43)

где - объемный КПД насоса при максимальном давлении;

- КПД гидросистемы (без насоса).

В пояснительной записке необходимо привести эскиз выбранного насоса, описать его устройство и принцип работы.

При работе гидропривода происходит нагрев рабочей жидкости вследствие гидравлических и механических потерь в гидросистеме и её гидроагрегатах, а именно: вследствие потерь напора в маслопроводах и гидроагрегатах, дросселирования масла в клапанах, дросселях и т.д., в результате трения движущихся частей гидроагрегатов.

Ориентировочно мощность , превращаемая в гидроприводе в теплоту, определяется по формуле

, (44)

где N - мощность привода, т.е. мощность насоса Nn, кВт;

- полный (общий) КПД гидропривода.

Эквивалентное количество теплоты, равное определяется по соотношению

. (45)

Температуру масла (°С) в баке объемом V (м³) при, непрерывной работе гидропривода можно вычислить по формуле

, (46)

где - количество теплоты, выделяемое в гидросистеме, Вт;

41

где - потери (перепад) давления при номинальном расходе жидкости (данные из технических характеристик гидроагрегата);

Q - расход жидкости в проектируемом гидроприводе.

При расчете потерь давления необходимо изобразить схему гидропривода с разбивкой ее на отдельные участки с указанием их диаметров и длин, давлений, скоростей движения рабочей жидкости и режимов (значении Re).

Необходимое давление насоса определяется по сопротивлению линии наиболее нагруженного гидродвигателя при параллельном их включении, а при последовательном соединении гидродвигателей - по суммарному сопротивлению всей линии и давлению в гидродвигателе (гидродвигателях), т.е.

. (42)

Насос выбирается в зависимости от двух параметров: давления и подачи.

Давление насоса должно быть достаточным для обеспечения необходимого усилия исполнительного силового агрегата и возместить потери в гидроагрегатах.

По полученным значениям ив каталогах или справочной литературе подбирается насос.

Рекомендуется принимать насос пластинчатого типа, так как эти насосы очень надежны в работе, долговечны и стоимость их невысока. В случае недостаточности давлений, развиваемых пластинчатыми насосами, следует принимать шестеренный насос. Поршневые и плунжерные насосы принимаются в том случае, если требуются значительные рабочие давления.

Подпиточный насос для закрытых гидроприводов рекомендуется подбирать по давлению 0,6 - 1,2 МПа и подаче 9 - 12% от подачи основного насоса.

Н

40

асосы выбираются по возможности меньшими с запасом подачи (50 - 100) 10^-6 м³/c. Запас необходим вследствие того, что подача покупных пластинчатых и шестеренных насосов может быть на 10% ниже среднего значения, указанного в