Главная страница
Навигация по странице:

  • Объектом разработки

  • Степень внедрения

  • 1.1Цикл работы оборудования

  • Тип гидравлического двигателя

  • 1.3.Перечень элементов привода и их назначение.

  • 1.4 .Описание работы привода.

  • 2.Типовой расчет привода. 2.1.Исходные данные для расчета гидропривода.

  • 2.2.Предварительный расчет.

  • Проверка. Определяем полезную мощность привода:N = p ∙ Q max = 3000000 ∙ 0,00093 = 2790 B2.3.Выбор рабочей жидкости.

  • 2.4.Расчет и выбор гидролиний.

  • 2.5.Определить потери давления на участках проектированного привода.

  • Определяем скорость масла в местном сопротивлении.

  • 2.6.Найдем максимальное давление жидкости на выходе из насоса: Т = 0,1 R

  • 2.7.Определим минимально необходимую производительность насоса

  • 2.8.Выбор приводного электродвигателя насосной станции.

  • 2.9.Тепловой расчет привода.

  • типовой расчет гидропривода. Типовой расчет гидравлических приводов технологического оборудования


    Скачать 302 Kb.
    НазваниеТиповой расчет гидравлических приводов технологического оборудования
    Дата22.09.2018
    Размер302 Kb.
    Формат файлаdoc
    Имя файлатиповой расчет гидропривода.doc
    ТипРеферат
    #51266

    Федеральное агентство по образованию

    Пензенская государственная технологическая академия

    Факультет вечернего и заочного обучения

    Кафедра «Технологии общего и роботизированного производства»

    Расчетно-графическая работа

    по дисциплине «Гидравлика»

    на тему: «Типовой расчет гидравлических приводов технологического оборудования»

    Выполнил: студент гр.

    Принял:

    Пенза 2009г.


    Реферат

    Расчетно-графическая работа содержит

    листов, рисунков, источников литературы.
    ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД, ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА, ТИПОВОЙ РАСЧЕТ, РАБОЧАЯ ЖИДКОСТЬ,ДАВЛЕНИЕ, РАСХОД.
    Объектом разработки является гидравлический привод технологического оборудования с цикловой системой управления.
    Цель работы: Выполнить схемное проектирование привода и типовой расчет с определением основных статических характеристик.

    В результате выполнения работы получены принципиальная гидравлическая схема привода с описанием ее работы и основные параметры настройки и работы проектируемого гидравлического привода.
    Степень внедрения – результаты используются в учебном процессе.
    Эффективность работы – не определялась.

    Содержание

    Введение

    1 Схемное проектирование гидравлического привода

    1.1Исходные данные для проектирования

    1.2Принципиальная гидравлическая схема привода

    1.3Перечень элементов привода и их назначения

    1.4Описание работы привода

    2 Типовой расчет привода

    2.1 Исходные данные для расчета

    2.2 Предварительный расчет основных параметров привода

    2.3 Выбор рабочей жидкости

    2.4 Расчет и выбор гидролиний

    2.5 определение потерь давления на участках гидросистем

    2.6 Определение максимального давления жидкости на выходе из насоса

    2.7 определение минимально необходимой производительности насоса

    2.8 Выбор приводного электродвигателя насосной станции

    2.9 Тепловой расчет привода

    Заключение

    Список литературы

    Введение

    Современное технологическое оборудование обычно представляет собой сложный комплекс, в состав которого входят многочисленные механизмы, устройства и двигатели, приводящие в действие рабочие органы машин, вспомогательные системы, обеспечивающие бесперебойную работу оборудования, и единая система управления. Для реализации движений, положений или усилий на рабочих органах применяют электрические, гидравлические, пневматические, механические и комбинированные приводы, имеющие один или несколько двигателей. Использование различные видов энергии в приводах, вспомогательных системах и системах управления невозможно без овладения соответствующими знаниями и практическими навыками проектирования и эксплуатации оборудования.

    Схемное проектирование гидравлического привода

    1.1Цикл работы оборудования

    ИП – исходное положение стоп

    РП – рабочая подача

    РВ – реверс

    БО – быстрый отвод

    ИП – исходное положение стоп

    Тип гидравлического двигателя: Поршневой гидравлический цилиндр двустороннего силового действия с односторонним штоком.
    1.2 Принципиальная гидравлическая схема привода


    1.3.Перечень элементов привода и их назначение.

    В состав привода входят элементы, каждый из которых выполняет свою функцию за счет взаимодействия с рабочей жидкостью.

    Бак Б содержит необходимый для работы гидравлического привода запас рабочей жидкости, обеспечивает ее гравитационную очистку и отводит избыточное тепло в окружающую среду.

    Высасывающий фильтр Ф1, напорный фильтр Ф2 и сливной фильтр Ф3 очищают рабочую жидкость от механических примесей.

    Объемный насос Н постоянной производительности с постоянным направлением потока жидкости на выходе (нерегулируемый и нереверсируемый) преобразует механическую энергию приводного электродвигателя в гидравлическую.

    Клапан предохранительный КП обеспечивает настройку и автоматическое поддержание заданного давления рабочей жидкости в напорной линии гидравлического привода.

    Манометр МН предназначен для визуального контроля и измерения избыточного давления жидкости в точке его подключения к системе.

    Дроссель ДР (ОК) с обратным клапаном обеспечивают регулирование объемного расхода жидкости, отводимого от гидравлического цилиндра Ц в бак при подаче, настройка дросселя (площадь проходного сечения аппарата) определяет скорость движения штока цилиндра и связанного с ним рабочего органа станка вправо. При быстром отводе, когда шток перемещается влево, масло подводиться к цилиндру преимущественно через обратный клапан (КО) в большем количестве, чем при рабочей подаче. Настройка дросселя ДР на скорость быстрого отвода не влияет.

    Четырехлинейный трехпозиционный гидравлический рапределитель Р с электромагнитным управлением и соединением на бак напорной линии и запертыми отводами при среднем положении Р (0) золотника служит для изменения направления движения (реверса) штока цилиндра Ц и связанного с ним рабочего органа станка, а так же его остановки и одновременной разгрузки системы от давления в исходном положении.
    1.4 .Описание работы привода.

    Описание работы привода выполним с использованием уравнений гидравлических цепей.

    1.Исходное положение стоп (ИП):

    Б – Ф1 - Н – Ф2 – Р(0) – Ф3 – Б.

    2.Рабочая подача (РП):

    Б – Ф1 – Н – Ф2 – Р(I) – 4 – Ц.

    3.Реверс (РВ):

    Б – Ф1 - Н – Ф2 – Р(0) – Ф3 – Б.

    4.Быстрый отвод (БО):

    Б – Ф1 – Н – Ф2 – Р(II) – ДР(КО) – Ц – Р(II) – Ф3 – Б.

    5. Исходное положение стоп (ИП):

    Б – Ф1 - Н – Ф2 – Р(0) – Ф3 – Б.
    2.Типовой расчет привода.

    2.1.Исходные данные для расчета гидропривода.

    Полезная нагрузка на штоке цилиндра R = 23000 H,

    Скорость рабочей подачи V = 0,05 м /c,

    Скорость быстрого отвода Vmax = 0,15 м /c,

    Диаметр поршня цилиндра D = 0,100 м,

    Диаметр штока цилиндра d = 0,045 м,

    Рабочая температура масла в баке TM = 40 oC.
    2.2.Предварительный расчет.

    Рабочая площадь F1\ поршня в бесштоковой полости цилиндра:

    F1 = π D2 / 4 (м2)

    F1 = 3,14 ∙ 0,012 / 4 = 0,0079 м2

    Рабочая площадь F2поршня в штоковой полости цилиндра

    F2 = π (D2 – d2) / 4 (м2)

    F2 = 3,14 ∙ (0,12 – 0,0452) / 4 = 0,0062 м2

    Давление р масла в рабочей полости гидравлического ци­линдра, необходимое для преодоления заданной полезной нагрузки без учета действия

    сил сопротивления:

    p = R/F1 (Па).

    p = 23000 / 0,0079 = 3000000 Па
    Расход Qмасла, необходимый для обеспечения скорости ра­бочей подачи строгального станка без учета внут­ренних утечек в приводе:

    Q = F1 ∙ V (м /с).

    Q = 0,0079 ∙ 0,05 = 0,000395 (м3/с)

    Максимальный расход Qmax масла, необходимый для обеспечения быстрого отвода рабочего органа строгального станка,

    Qmax = F2 Vmax3/с)

    Qmax = 0,0062 ∙ 0,15 = 0,00093 = 9,3 ∙ 10-42 /c)

    Проверка.

    Определяем полезную мощность привода:

    N = p ∙ Qmax = 3000000 ∙ 0,00093 = 2790 B

    2.3.Выбор рабочей жидкости.

    Определяем диапазон коэффициента вязкости масла. Для рабочего давления р = 3000000 Па , выбираем по таблице диапазон (20 … 40) ∙ 10-6 . Для привода с цилиндрами выбираем коэффициент вязкости 40 ∙ 10-6 . Выбираем в качестве рабочей жидкости масло марки ИГП – 38

    υ40 = υ50 ∙ 65,67 / 36,78 = 40 ∙ 10-6 ∙ 65,67 / 36,78 = 0,000070 = 70 ∙ 10-6

    2.4.Расчет и выбор гидролиний.

    Выбираем скорости течения жидкости на участках гидросистемы:

    Всасывающая линия ( т.1 – т.2 на принципиальной схеме ) VМ1 = 1,5 м /с

    Напорная линия ( т.3 – т.4 на принципиальной схеме ) VМ2 ≤ 3,2 м /с

    В сливной линии ( т.5 – т.6 на принципиальной схеме ) VМ3 = 2м /с

    Определим внутренние диаметры трубопроводов.

    Всасывающий трубопровод:

    d1 = 2 √Qmax /(πVМ1) = 2 √ 0,00093 / 3,14 ∙ 1,5 = 0,028 м

    Напорный трубопровод:

    d2 = 2 √ 0,00093 / 3,14 ∙ 3,2 = 0,019 м

    Сливной трубопровод:

    d2 = 2 √ 0,00093 / 3,14 ∙ 2 = 0,024 м

    Расчетные значения округляем до ближайших стандартных величин:

    d1 = 0,025 м

    d3 = 0,025 м

    Принимаем следующие длины участков:

    Всасывающей l1 = 0,5 м , напорной и сливной l2 = l3 = 3м.

    2.5.Определить потери давления на участках проектированного привода.

    Определяем действительную скорость масла:

    Всасывающий участок - VМ1 = 4Qmax /( π dy12) = 1,896 ≈ 1,9 м /с

    Напорный участок - VМ2 = 4Qmax /( π dy22) = 1,258 ≈ 1,3 м /с

    Сливной участок - VМ3 = 4Qmax /( π dy32) = 0,8 м /с

    Определяем режим движения жидкости в трубопроводах.

    Re1 = 1,9 ∙ 0,025 / 70 ∙ 10-6 = 678

    Re2 = 1,3 ∙ 0,02 / 70 ∙ 10-6 = 371

    Re1 = 0,8 ∙ 0,025 / 70 ∙ 10-6 = 285

    Полученное значение меньше 2300, следовательно, режим движения жидкости ламинарный.

    Коэффициенты гидротрения:

    λ1 = 64 / 678 = 0,09

    λ2 = 64 / 371 = 0,17

    λ3 = 64 / 285 = 0,22
    Определяем потери давления по длине:

    Во всасывающей линии:

    p1= 0,09 ∙ 0,5 / 0,025 ∙ (1,9)2 / 2 ∙ 890 = 2883 Па

    p2= 0,17 ∙ 3 / 0,02 ∙ (1,3)2 / 2 ∙ 890 = 18156 Па

    p3= 0,22 ∙ 3 / 0,025 ∙ (0,8)2 / 2 ∙ 890 = 7518 Па

    Определяем скорость масла в местном сопротивлении.

    Определяем вид и количество местных сопротивлений (для арматуры).

    VММ1 = 1,5 ∙ 1,9 = 2,85 м /с

    VММ2 = 1,5 ∙ 1,3 = 1,95 м /с

    VММ3 = 1,5 ∙ 0,8 = 2,85 м /с

    Всасывающая линия: вход в трубу 1 штука, прямое концевое соединение (штутцер) – 3 штуки.

    Напорная линия: прямое концевое соединение (штутцер) – 6 штук, тройник – 1 штука, изгиб трубы на 90о – 2 штуки.

    Сливная линия: прямое концевое соединение (штутцер) – 7 штук, изгиб трубы на 90о - 4 штуки, тройник – 2 штуки.

    В т.6 – выход из трубы = 2

    Ищем суммарный коэффициент сопротивления на участках гидросистемы:

    Всасывающий участок - ∑ ξ 1 = 0,5 + 3 ∙ 0,2 = 1,1

    Напорный участок - ∑ ξ 2 = 6 ∙ 0,2 + 0,2 + 2 ∙ 0,2 = 1,8

    Сливной участок - ∑ ξ 3 = 7 ∙ 0,2 + 4 ∙ 0,2 + 2 ∙ 0,2 + 2 = 4,6

    Находим потери давления в местных сопротивлениях, в арматуре:

    ∑ ∆рМ1 = ∑ ξ 1 ∙ ρ ∙ VММ12 / 2 = 1,1 ∙ 890 ∙ (2,85)2/ 2 = 3976 Па

    ∑ ∆рМ2 = ∑ ξ 1 ∙ ρ ∙ VММ22 / 2 = 1,8 ∙ 890 ∙ (1,95)2/ 2 = 3045 Па

    ∑ ∆рМ3 = ∑ ξ 1 ∙ ρ ∙ VММ32 / 2 = 4,6 ∙ 890 ∙ (1,2)2/ 2 = 2948 Па

    Потери давления в стационарных аппаратах:

    Всасывающий участок

    ∑ ∆рном1 = 0,007 ∙ 106 Па

    ∑ ∆рном2 = 0,2 ∙ 106 + 0,2 ∙ 106 = 0,4 ∙ 106 Па

    ∑ ∆рном3 = 0,5 ∙ 106 + 0,2 ∙ 106 + 0,1 ∙ 106 = 0,8 ∙ 106 Па

    Определяем номинальный расход жидкости Qном в проектируемом гидроприводе:

    Qном = 10,52 ∙ 10-4

    Найдем потери давления в стандартных аппаратах:

    ∑ ∆рА1 = 0,007 ∙ 106 (9,3 ∙ 10-4/10,52 ∙ 10-4)2 = 0,005 ∙ 106 Па

    ∑ ∆рА2 = 0,4 ∙ 106 (3,95 ∙ 10-4/10,52 ∙ 10-4)2 = 0,05 ∙ 106 Па

    ∑ ∆рА3 = 0,8 ∙ 106 (3,95 ∙ 10-4/10,52 ∙ 10-4)2 = 0,11 ∙ 106 Па

    Найдем суммарные потери давления на участках гидросистемы:

    ∑ ∆р1 = ∆р1 + ( ∑ ∆рМ1 + ∑ ∆рА1 ) = 2883 + ( 3976 + 5000 ) = 11859 Па

    ∑ ∆р2 = ∆р2 + ( ∑ ∆рМ2 + ∑ ∆рА2 ) = 18156 + ( 3045 + 60000 ) = 81201 Па

    ∑ ∆р3 = ∆р3 + ( ∑ ∆рМ3 + ∑ ∆рА3 ) = 7518 + ( 2948 + 110000 ) = 120466 Па

    2.6.Найдем максимальное давление жидкости на выходе из насоса:

    Т = 0,1 R

    P1 =( R + T + ∑ ∆р3 ∙ F2 ) / F1= (23000 + 2300+120466 ∙ 0,0062 )/ 0,0079 = =3297074 Па ≈ 3300000 Па

    Найдем давление на выходе из насоса:

    РН = Р1 + ∑ ∆р2 = 3300000 + 81201 = 3381201 Па

    РКЛ = РН ∙ 1,2 = 4057441 ≈ 4100000 Па

    2.7.Определим минимально необходимую производительность насоса:

    QH = (Qmax + ∆Q + QКЛ ) / ηо.н. ∙ ηо.д. = ( 9,3 ∙ 10-4 + 0,03 ∙10-4 + 0,5 ∙10-4 ) / 0,9 ∙ 0,95 = 11,5 ∙ 10-4

    2.8.Выбор приводного электродвигателя насосной станции.

    Найдем мощность:

    Ng = ( K3 ∙ QH ∙ PH ) / ηн ∙ ηg = ( 1,1 ∙ 0,00115 ∙ 4100000) / 0,8 ∙ 0,85 = 7627,2059 ≈ 7600 Вт

    2.9.Тепловой расчет привода.

    Найдем потери мощности:

    ∆N = Ng ( 1 – η ) = 7600 ( 1 – 0,7 ) = 2280 Вт

    Найдем разность температур:

    ∆Т = 40 – 20 = 20оС

    Объем масла в баке при пассивном охлаждении жидкости:

    V1 = √ (∆N / KT ∙ α ∙ ∆Т)3 = √ (2280 / 6 ∙ 20 ∙ 20)3 = 0,93 м3

    Найдем объем масла в баке при активном охлаждении:

    V2 = 180 ∙ 0,00115 = 0,207 м3

    Округляем V2 , т. к. полученное значение на много меньше.

    V = 0,200 м3


    написать администратору сайта