Міністерство освіти і науки України

Національний гірничий університет

МЕТОДИЧні вказівки

ДО КУРСОВОГО ПРОЕКТУ

З ДИСЦИПЛІНИ “ГІДРОПРИВОД”

для студентів

спецІальностей напрЯМУ

0902 “ІНЖЕНЕРНА МЕХАНІКА”

Дніпропетровськ

2003

Міністерство освіти і науки України

Національний гірничий університет

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ДОКУРСОВОГОПРОЕКТУ

З ДИСЦИПЛІНИ “ГІДРОПРИВОД”

для студентІв

спецІальностеЙ напрЯМУ

0902 “ІНЖЕНЕРНА МЕХАНІКА”

Рекомендовано до видання

навчально-методичним управлінням університету

Дніпропетровськ

2003

Методичні вказівки до курсового проекту з дисципліни “Гідропривід” для студентів денної форми навчання спеціальностей напряму 0902 “Інженерна механіка” / Уклад.: XXXXXXXXXXX. – Дніпропетровськ: Національна гірнича академія України, 2003. – 36 с.

Укладачі: XXXXXXXXXXXXXXXXX

Відповідальний за випуск завідувач кафедри прикладної механіки А.А.Сердюк, доктор технічних наук, професор.

Общие положения

Настоящая работа выполняется после изучения курса «Гидравлика и гидропривод».

Основная цель работы – развитие навыков самостоятельного проектирования горно-транспортных и других машин с объемным гидроприводом.

Курсовая работа закрепляет навыки студентов по владению общими методами исследования и проектирования машин и механизмов с гидроприводом; понимание взаимодействия механизмов в машине и позволяет закрепить системный подход к проектированию механизмов и машин с гидроприводом.

Гидропривод (ГП) является частью машинного агрегата (рис.1) и представляет собой гидравлический передаточный механизм (гидравлический редуктор), служащий для преобразования механического движения посредством гидравлической энергии. Он устанавливается между приводным двигателем (ПД) и исполнительным механизмом (ИМ). Поток мощности Nпередается от входа (N_o) на выход (N_в). Аппаратура управления (АУ) осуществляет необходимые обратные связи.

Исходными данными для выполнения этой работы являются: проектное задание и сведения из литературных источников, программа расчета параметров гидропривода на ПЭВМ.

При выполнении работы решается комплекс вопросов, связанных с выбором оборудования и определением основных конструктивных и технологических параметров проектируемой гидросистемы:

‑ разрабатывается схема ГП и обоснованно выбираются ее элементы, в том числе и приводной двигатель;

‑ рассчитываются режимные параметры и строятся необходимые характеристики ГП;

‑ выполняется оценка выбранного способа регулирования с точки зрения экономичности с обоснованием его достоинств и недостатков;

‑ по заданию преподавателя производится расчет динамики гидроприводов;

‑ решаются вопросы компоновки элементов гидропривода и конструирования его узлов.

В результате выполнения работы студент должен:

Знать:

‑ назначение и стандартное обозначение всех элементов рассчитываемого гидропривода;

‑ порядок (алгоритм) расчета ГП;

• физический смысл параметров технических (паспортных) характеристик элементов ГП.

Уметь:

‑ определять по имеющимся паспортным данным требуемые для расчетов недостающие параметры элементов ГП;

‑ обоснованно выбрать способ регулирования ГП и обосновать принятую для этого способа регулирования схему ГП;

‑ обосновать принимаемые при расчетах допущения;

‑ объяснить работу выбранной схемы ГП с учетом особенностей принятого способа регулирования;

‑ определять все физические величины, участвующие в расчетах;

‑ выполнять расчет статических характеристик ГП как вручную, так и при помощи ПЭВМ;

‑ анализировать статические характеристики ГП;

‑ анализировать баланс энергии ГП;

‑ анализировать возможности повышения экономичности ГП и уменьшения его энергоёмкости ;

‑ анализировать результаты расчета динамики ГП.

Курсовая работа оформляется в виде пояснительной записки, включающей в себя расчеты с текстом и рисунками, и выполняется на стандартных листах писчей бумаги.

Пояснительная записка, написанная рукописно или набранная в редакторе WORDforWindows6.0 на листах формата А4, содержит по порядку следующие материалы и разделы:

‑ титульный лист;

‑ бланк задания на курсовую работу, подписанный преподавателем, cуказанием сроков выдачи и сдачи КР;

‑ введение;

‑ исходные данные для выполнения курсовой работы;

‑ уравнения, расчеты и графики нагрузочных характеристик исполнительного механизма с указанием номинального режима и зоны рабочих режимов, определяемой пределами регулирования по скорости нагрузки :

n_{и min} … n_{и max} (u_{и min} …u_{и max});

‑ обоснование метода регулирования и системы циркуляции жидкости;

‑ принципиальную схему ГП и ее обоснование;

‑ выбор элементов ГП и обоснование этого выбора;

‑ расчет величин параметра регулирования ГП;

‑ расчет давления срабатывания предохранительного (напорного)

клапана;

‑ рабочая схема ГП и ее обоснование;

‑ расчет и графики статистических механических характеристик ГП с указанием зоны рабочих режимов;

‑ статические регулировочные характеристики ГП;

‑ зависимости моментовимощностей на входе в ГП (на валу насоса), и выходе ГП;полногоиобъёмногокоэффициентов полезного действия гидропривода отскорости выходного элементаГПдля зоны его рабочихрежимов ;

‑ анализ всех статических характеристик гидропривода;

‑ энергетический баланс гидропривода при номинальном режиме;

‑ проверка мощности приводного двигателя (ПД);

‑ зависимости кинематическогоисиловогопараметроввыходногоэлемента ГП,моментанавалунасоса,мощностейнавалу насосаи навыходеГП,к.п.д.ГП вфункции времени, представленные наодномграфике (при расчете переходного процесса ГП);

‑ анализ переходного процесса ГП;

‑ заключение;

‑ список использованной литературы;

‑ оглавление.

Решения зависимостей для получения численных значений рассчитываемых величин выполняются аналитически вручную или с применением ПЭВМ (например, пакета MathCad2000).

Структура решения любой зависимости включает в себя саму формулу, подстановку в эту формулу физических величин и ответ с размерностью.

Как известно, исполнительный механизм (ИМ) может быть двух типов: вращательного и поступательного движения. В соответствии с этим и выходной элемент ГП (гидродвигателя) должен совершать вращательное (гидромотор) или поступательное (гидроцилиндр) движение. Таким образом, в качестве гидродвигателя в ГП используют гидромотор (ГМ) или гидроцилиндр (ГЦ). Гидронасосом (ГН) в абсолютном большинстве случаев является гидромашина вращательного действия.

Поэтому, в дальнейшем при написании уравненй воспользуемся аналогией кинематических и силовых параметров для машин вращательного и поступательного действия:

, (1)

где: М , n,q,k_м - соответственно силовой момент, частота вращения, удельный объём и коэффициент момента гидромотора ( или гидронасоса);

Р, u,S- соответственно усилие на штоке гидроцилиндра, его скорость и площадь соответствующего сечения гидроцилиндра.

В настоящих методических указаниях каждая зависимость при необходимости записывается как для гидромотора, так и для гидроцилиндра.

Объем графической части:

1-ый лист – структурная схема ГП и совмещенные на одном графике статические характеристики исполнительного механизма – нагрузки:

а) M_и =f(n_и);N_и=f(n_и) – для нагрузки вращательного действия (движения);

б) P_и=f(u_и);N_и =f(u_и) – для нагрузки поступательного действия (движения);

Структурная схема гидропривода, как и структурная схема машинного агрегата (рис.1) является стандартной для всех исходных данных и включает в себя блочное обозначение приводного двигателя ПД, гидропривода ГП, исполнительного механизма ИМ, соединённых энергопроводом ЭП и аппаратуры управления АУ с учетом взаимных обратных связей. На структурной схеме должны быть обозначены силовые (N, M, P) и кинематические (, n, u) параметры на входе и выходе каждого элемента схемы.

2-ой лист – принципиальня схема ГП;

3-ий лист – рабочая схема ГП;

4-ый лист – совмещенные на одном графике три характеристики: механическая (M₂ =f(n₂) илиP₂=f(u₂)) и регулировочная (=f(n₂) или=f(u₂)) характеристики ГП, а также механическая характеристика нагрузки (M_и =f(n_и) илиP_и=f(u_и));

5-ый лист – совмещенные на одном графике пять кривых: зависимости мощностей на выходе (N₂) и входе (N₁) ГП; момента М₁на входе ГП; объемного (_{гп об}) и полного (_гп) коэффициентов полезного действия ГП от частоты вращения гидромотора (или от скорости штока гидроцилиндра) в зоне рабочих режимов ГП;

6-ой лист – чертеж элемента гидропривода (по указанию преподавателя): гидроцилиндра, гидрораспределителя, гидроклапана и др.

7-ой лист ‑ динамические характеристики гидропривода. При выполнении динамического анализа ГП на 7 листе выполняются совмещенные на одном графике кривые зависимости скоростиn₂ (u₂), нагрузки М₂(Р₂) и мощностиN₂ выходного элемента ГП от времениtразгона (t_р) или выбега (t_в) нагрузки:

. (2)

Листы 1…5 и 7, выполненные на формате А4, подшивают в пояснительную записку по мере расчета и ссылки на них в тексте. Общий вид заданного гидроузла (лист 6), помещаемый в конце пояснительной записки,вычерчивают на формате А4 или А3 в одной-двух проекциях с необходимыми для выполнения рабочих чертежей деталей гидроузла разрезами и с учетом требований стандартов, предъявляемых к сборочным узлам. Кроме того, в пояснительной записке на одной-двух страницах излагают назначение, описание конструкции и принцип действия вычерченного на рис. 6 гидроузла.

Графическая часть выполняется с использованием ПЭВМ (в среде AutoCAD,WinАрm, Компас илиSolidWorks).