гидроцилиндр назначение, описание. Организация производства. Дипломная работа 05.06. 6 1 Описание гидроцилиндра 8 1 Назначение и классификация гидроцилиндров
 Скачать 0.6 Mb.
|
|
4 ОГЛАВЛЕНИЕ Ведение 6 1 Описание гидроцилиндра 8 1.1 Назначение и классификация гидроцилиндров 8 1.2 Состав, устройство и технические характеристики гидроцилиндров 10 1.3 Назначение и состав системы спец гидравлики на судне 11 2 Расчет гидроцилиндров и разработка технологического процесса монтажа 12 2.1 Гидравлический расчет системы 12 2.1.1 Определение расчетных участков трубопровода системы 12 2.1.2 Определение коэффициентов сопротивления на участках системы 13 2.1.3 Определение потерь напора на участках системы 14 2.2 Разработка технологического процесса монтажа гидроцилиндров 18 2.2.1 Подготовка монтажных баз 18 2.2.2 Подготовка гидроцилиндров к погрузке 20 2.2.3 Погрузка гидроцилиндров на судно 20 2.2.4 Монтаж гидроцилиндров на судне и крепление его на фундаменте 21 2.2.5 Контроль качества монтажа 22 3 Организация производства 24 3.1 Разработка технолого-нормировочной карты монтажа гидроцилиндров 24 3.2 Расчет численного состава бригады 26 4 Технико-экономические показатели 32 4.1 Расчет полной себестоимости работ по статьям калькуляции 32 4.2 Таблица технико-экономических показателей 36 5 Мероприятия по технике безопасности и противопожарной технике 38 5.1 Правила техники безопасности при монтаже гидроцилиндров 38 5.2 Противопожарные мероприятия при выполнении монтажных работ 41 5.3 Охрана окружающей среды при монтаже гидроцилиндров 43 Заключение 48 Список использованных источников 50 Графический материал: Лист 1 Монтажный чертёж гидроцилиндров Лист 2 Общий вид гидроцилиндров 5 Лист 3 Принципиальная схема системы спец гидравлики Лист 4 нструменты и оснастка для монтажа гидроцилиндров 6 ВВЕДЕНИЕ В гидроприводе судовых, строительных и дорожных машин применяются гидроцилиндры. Использование гидроцилиндров в судовых, строительных и дорожных машинах способствует значительному повышению уровня механизации в этих отраслях. Гидравлические устройства устанавливаются в системах управления на судах, экскаваторах, бульдозерах, подъемниках, погрузчиках, кранах, а также в качестве силовых передач на движитель этих машин. В результате внедрения современных технологических процессов и совершенствования гидравлического оборудования и машин с объемным гидроприводом за последние два десятилетия значительно улучшилось качество их изготовления, повысились продолжительность безотказной работы и технический ресурс. Они отличаются сравнительно малыми габаритами и массой на единицу передаваемой мощности, бесступенчатым регулированием скорости, удобством эксплуатации, высоким коэффициентом полезного действия, силовыми параметрами, компактностью и другими положительными качествами, которые способствуют применению гидроцилиндров во многих отраслях промышленности. Целью данного дипломного проекта является рассмотрение подробное описание гидроцилиндра, расчет гидроцилиндров и разработка технологического процесса монтажа, провести организацию производства определить, расчет численный состав бригады, расчет технико-экономических показателей монтажа гидроцилиндра и провести мероприятия по технике безопасности, охране окружающей среды и противопожарные мероприятия. Так же в дипломный проект входит графическая часть, состоящая из: 1.чертеж общего вида гидроцилиндра, на котором на котором видно его устройство и состав; 2.монтажный чертеж гидроцилиндра с указанием фундамента и системы крепежа к нему; 3.принципиальная схема системы спец гидравлики; 4.чертеж инструментов и оснастки для монтажа гидроцилиндров, на котором представлены: гаечный ключ, струбцина и сверло конусное; 7 Задачи дипломного проекта является изучение, посредством пояснительной записки и графической части технических характеристик, назначении и состава системы спец гидравлики. Проработать расчет гидравлической системы и рассмотрение всех этапов монтажа для разработки технолого-нормировочной карты монтажа гидроцилиндров и расчета полной себестоимости работ. 8 1 ОПИСАНИЕ ГИДРОЦИЛИНДРА 1.1 Назначение и классификация гидроцилиндров Гидроцилиндры по своей сути являются объемными гидродвигателями, предназначенными для преобразования энергии жидкости в механическую энергию, обеспечивающую поступательное движение. Выходным (подвижным звеном) может выступать как шток, так и корпус (гильза) цилиндра. В зависимости от рабочего цикла, скоростей и усилий, которые должны развивать рабочие органы судовой, дорожно-строительной, коммунальной, лесозаготовительной техники, применяют гидроцилиндры разных типов с различными способами их включения в гидравлическую схему объемного привода. Они отличаются сравнительно малыми габаритами и массой, передаваемой на единицу мощности, бесступенчатым регулированием скорости, удобством эксплуатации, высоким коэффициентом полезного действия и др. положительными факторами, которые способствуют их распространению в различных отраслях промышленности. Классификация гидроцилиндров показана на рис. 1.1. По конструкции рабочей камеры гидроцилиндры делятся на поршневые (рис. 1.1,а) и плунжерные (рис. 1.1,б), причем поршневые гидроцилиндры по направлению действия рабочей среды делятся на цилиндры одно- и двухстороннего действия (рис. 1.1,в,а). Характерная особенность гидроцилиндра одностороннего действия заключается в том, что усилие на выходном звене (например, штоке), возникающее при нагнетании в рабочую полость гидроцилиндра жидкости под давлением, может быть направлено только в одну сторону (рабочий ход). В противоположном направлении выходное звено перемещается, вытесняя при этом жидкость из гидроцилиндра только под влиянием возвратной пружины (рис. 1.1,в) или другой внешней силы, например силы тяжести. Поршневые гидроцилиндры одностороннего действия применяют обычно в системах управления и для привода некоторых вспомогательных механизмов. Гидроцилиндры двустороннего действия включают в себя две рабочие полости, поэтому усилие на выходном звене и его перемещение могут быть направлены в обе стороны в зависимости от того, в какую из полостей нагнетается рабочая жидкость (противоположная полость при этом соединяется со сливом). Гидроцилиндры двухстороннего действия могут быть с 9 одним или двумя штоками (рис. 1.1,д, г) с подводом жидкости через корпус крышки (рис. 1.1,в) или штока (рис. 1.1,д, е). По способу торможения гидроцилиндры с линейным перемещением штока разделяются на цилиндры с торможением в конце хода справа (рис. 1.1,ж), с обеих сторон (рис. 1.1,з), с регулированным торможением также в конце хода (рис. 1.1,и) или с обеих сторон (рис. 1.1,к). На рис. 1.1,л показан гидроцилиндр, у которого вместо поршня применена мембрана, такие цилиндры имеют небольшой ход и применяются в автоматических зажимных устройствах. В станках (редко) для загрузочных и подающих устройств применяют гидроцилиндры (гидродвигатели) поворотного действия (рис. 1.1,м). Схема плунжерного гидродвигателя, который обеспечивает одинаковую скорость и предельную силу, приведена на (рис. 1.1,н). Особую группу составляют дифференциальные, телескопические (рис. 1.1,о) и вращающиеся гидроцилиндры (рис. 1.1,п). Рисунок 1 Условное обозначение цилиндров 10 1.2 Состав, устройство и технические характеристики гидроцилиндров. Гидроцилиндр (гидравлический цилиндр) – объемный гидравлический двигатель, основанный на принципе возвратно поступательного движения, происходящего за счет подачи жидкости под высоким давлением. Гидроцилиндр состоит из следующих частей: − Шток − Поршень − Гильза (является корпусом) − Поршневые уплотнения − Букса − Задняя крышка Камеры в гидравлическом цилиндре обязаны быть герметичными. Для достижения этой цели, на поршень устанавливаются специальные уплотнения – манжеты, которые противодействуют протеканию жидкости сквозь поршень. Также манжеты ставятся на буксе, здесь они выполняют роль уплотнителей. Также букса оборудована грязесъемником для того, чтобы во внутрь цилиндра не попадали частицы из внешней среды работы устройства. Технические характеристики гидроцилиндров: − Номинальное давление рабочей жидкости − Величина диаметра поршня − Величина диаметра штока − Величина хода штока Основной характеристикой любого гидроцилиндра можно назвать номинальное давление, так как количество часов который данный цилиндр отработает напрямую зависит от возложенной на цилиндр нагрузку. Так же технические характеристики зависят и от рабочей среды её минерального, синтетического масла или ПГВ( водный раствор глицерина и полиэтиленгликоля с антикоррозионными, антифрикционными и антипенной присадками). 11 1.3 Назначение и состав системы спец гидравлики на судне. Обеспечение судовых потребителей объёмной гидравлической энергией, то есть создание требуемого давления рабочей среды и подвод её к гидроприводам различных устройств и арматуры. Силовой гидравлический привод на транспортных судах имеют палубные, швартовные и якорные механизмы. Также применяется гидропривод погружных грузовых насосов на танкерах. Широкое распространение получил так же гидропривод специальных механизмов и запорно-регулирующей арматуры. Преимущества объёмного гидропривода: простота управления и предохранения от перегрузок, широкий диапазон бесступенчатого регулирования, большая передаваемая мощность на единицу массы привода, самосмазываемость трущихся поверхностей рабочей жидкостью, свобода компоновки оборудования. Недостатки: необходимость борьбы с утечками через уплотнения и зазоры и с проникновением воздуха в систему, необходимость применения оборудования для поддержания температуры и качества рабочей среды (фильтры, теплообменники). Рабочая жидкость в гидроприводе является носителем энергии, обеспечивая передачу её от источника к потребителю (исполнительному механизму). Кроме того, рабочая жидкость выполняет роль смазки. Основные требования к рабочим жидкостям: 1.Вязкостно-температурные характеристики рабочей жидкости должны обеспечивать нормальную эксплуатацию гидропривода в заданных температурных условиях, которые определяются местом установки на судне, районом плавания и навигационным сезоном. 2. Хорошие смазочные свойства. 3.Взрывобезопасность и пожаробезопасность при соприкосновении с пламенем или попадании на сильно нагретые поверхности судовых механизмов. 4. Малая токсичность самой жидкости и её паров. 5.Неагрессивность, т. е. рабочая жидкость не должна разрушать резину и другие материалы уплотнений гидропривода и вызывать коррозию рабочих поверхностей. 6. Долговечность и стабильность свойств. 7. Низкая стоимость и доступность. 12 2 РАСЧЕТ ГИДРОЦИЛИНДРОВ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА МОНТАЖА 2.1 Гидравлический расчет системы 2.1.1 Определение расчётных участков трубопровода системы. Гидравлический расчёт трубопроводов каждой линии (всасывающей, нагнетательной, исполнительной и сливной) сводится к определению их диаметра и потерь напора (давления) вследствие наличия гидравлических сопротивлений. Потери напора (давления) потока являются необратимыми потерями энергии, идущими на нагрев трубопроводов и самой жидкости. При этом, необходимо учитывать как потери на трение по длине, так и потери в местных сопротивлениях. К местным потерям относятся потери в гидроаппаратуре и местных сопротивлениях трубопровода (поворотах, внезапных сужениях, внезапных расширениях и т. д.). Разбиваем имеющуюся схему 2 на расчётные участки 1-2 (всасывающую) от бака до насоса, 2-3 (нагнетательную) от насоса до гидрораспределителя, 3-4 (исполнительную) от гидрораспределителя до гидроцилиндра и 4-5 (сливную) от гидроцилиндра до бака. Рисунок 2 Принципиальная схема системы спец гидравлики 13 Исходные данные для расчета: Скорость движения охлаждающей воды на всех участках системы охлаждения 𝜐 = 4м/с; Диаметр трубопроводов системы охлаждения нержавеющая сталь марки 08Х18Н10Т типоразмер труб на всех участках 38х3 (Ду32). 2.1.2 Определение коэффициентов сопротивления на участках системы Рассмотрим участок 1-2 На участке 1-2 имеется фильтр с коэффициентом сопротивления 𝜁 2 = 2,5; 1 колено под 90 о с коэффициентом сопротивления 𝜁 1 = 0,2, Определяем суммарные потери в местных сопротивлениях на участке 1-2: ∑ 𝜁 1−2 = 𝜁 1 + 𝜁 2 (1) ∑ 𝜁 1−2 = 2,5 + 0,2 = 2,7. Рассмотрим участок 2-3 На участке 2-3 имеется колено под 90 о с коэффициентом сопротивления 𝜁 1 = 0,2; клапан запорный проходной с коэффициентом сопротивления 𝜁 3 = 2; гидродроссель с коэффициентом сопротивления 𝜁 4 = 2,8; гидрораспределитель с коэффициентом сопротивления 𝜁 5 = 2,5; Определяем суммарные потери в местных сопротивлениях на участке 2-3: ∑ 𝜁 2−3 = 𝜁 1 + 𝜁 3 + 𝜁 4 + 𝜁 5 , (1) ∑ 𝜁 2−3 = 0,2 + 2 + 2,8 + 2,5 = 7,5. Рассмотрим участок 3-4 На участке 3-4 имеется клапан запорный проходной с коэффициентом сопротивления 𝜁 3 = 2; 2 колена под 90 о с коэффициентом сопротивления 𝜁 1 = 0,2;. Определяем суммарные потери в местных сопротивлениях на участке 3-4: ∑ 𝜁 3−4 = 𝜁 3 + 𝜁 1 , (1) ∑ 𝜁 3−4 = 2 + 2 ∗ 0,2 = 2,4. 14 Рассмотрим участок 4-5 На участке 4-5 имеется клапан запорный проходной с коэффициентом сопротивления 𝜁 3 = 2; 4 колена под 90 о с коэффициентом сопротивления 𝜁 1 = 0,2; гидрораспределитель с коэффициентом сопротивления 𝜁 5 = 2,5; фильтр с коэффициентом сопротивления 𝜁 2 = 2,5;. Определяем суммарные потери в местных сопротивлениях на участке 4-5: ∑ 𝜁 4−5 = 𝜁 1 ∗ 4 + 𝜁 3 + 𝜁 5 + 𝜁 2 , (1) ∑ 𝜁 3−4 = 4 ∗ 0,2 + 2 + 2,5 + 2,5 = 7,8. 2.1.3 Определение потерь напора на участках системы Полные потери напора h складываются из потерь на трение T h в участках трубопровода и потерь в местных сопротивлениях (задвижке, клапане, колене и др.) M h Местные потери напора вычисляют по формуле: = g h M 2 2 , (2) где - суммарные местные сопротивления на участке трубопровода; - скорость течения жидкости, м/сек; g - ускорение свободного падения, м/сек 2 , 81 9, g = м/сек 2 Следовательно, можно записать: h = T h + M h , (3) Для ламинарного режима течения величину определяют по формуле: Re 64 = , (4) Потери напора на трение в цилиндрических трубах определяются по формуле Дарси-Вейсбаха: 15 g d l h T 2 2 = , (5) где - коэффициент гидравлического трения; l - длина трубы, м; d - внутренний диаметр трубы, м; - скорость течения жидкости, м/сек; g - ускорение свободного падения, м/сек 2 , 81 9, g = м/сек 2 Из нее видно, что при ламинарном режиме течения величина коэффициента зависит только от числа Re Отсутствие влияния шероховатости объясняется тем, что при ламинарном течении высота неровностей (бугорков) внутренней поверхности трубы полностью находится в ламинарном слое жидкости. Для технически гладких трубопроводов при 2300 Re , коэффициент вычисляют по формуле: 2 5 1 8 1 − − = ) , Re ln , ( , (6) Для шероховатых труб при условии, что 2300 Re , т.е. для всей области турбулентного течения, коэффициент можно определить по формуле: 25 0 68 11 0 , Э Re d k , + = , (7) Эквивалентная шероховатость ( Э k ) стальных труб, не бывших в эксплуатации, изменяется в пределах от 0,02 до 0,2мм в зависимости от технологии их изготовления, срока хранения и т.д. Для новых алюминиевых труб можно рекомендовать как среднее значение Э k , равное 0,025мм. Число Рейнольдса определяется по формуле: d Re = , (8) где - скорость течения жидкости; 16 d - внутренний диаметр трубы; - коэффициент кинематической вязкости. Определим полные потери напора на всех участках трубопроводов: На участке 1-2: ℎ 𝑀1−2 = ∑ 𝜁 1−2 ⋅ 𝜐 1−2 2 2𝑔 , (2) ℎ 𝑀1−2 = 2,7 ⋅ 4 2 2⋅9,81 = 2,19м. 𝑅𝑒 1−2 = 𝜐 1−2 ⋅𝑑 1−2 𝜈 1−2 , (8) 𝑅𝑒 1−2 = 4⋅0,032 14⋅10 −6 = 9 ⋅ 10 3 𝜆 1−2 = 0,11 ⋅ ( 𝑘 Э 𝑑 1−2 + 68 𝑅𝑒 1−2 ) 0,25 , (7) 𝜆 1−2 = 0,11 ⋅ ( 0,1⋅10 −3 0,032 + 68 9⋅10 3 ) 0,25 = 0,0352. ℎ 𝑇1−2 = 𝜆 ⋅ 𝑙 1−2 𝑑 1−2 ⋅ 𝜐 1−2 2 2𝑔 , (5) ℎ 𝑇1−2 = 0,0352 ⋅ 1 0,032 ⋅ 4 2 2⋅9,81 = 0,9м. ℎ 1−2 = ℎ 𝑇1−2 + ℎ 𝑀1−2 , (3) ℎ 1−2 =0,9+2,19=2,46 м. На участке 2-3: ℎ 𝑀2−3 = ∑ 𝜁 2−3 ⋅ 𝜐 2−3 2 2𝑔 , (2) ℎ 𝑀2−3 = 7,5 ⋅ 4 2 2⋅9,81 = 6,11м. 𝑅𝑒 2−3 = 𝜐 2−3 ⋅𝑑 2−3 𝜈 2−3 , (8) 𝑅𝑒 2−3 = 4⋅0,032 14⋅10 −6 = 9 ⋅ 10 3 17 𝜆 2−3 = 0,11 ⋅ ( 𝑘 Э 𝑑 2−3 + 68 𝑅𝑒 2−3 ) 0,25 , (7) 𝜆 2−3 = 0,11 ⋅ ( 0,1⋅10 −3 0,032 + 68 9⋅10 3 ) 0,25 = 0,0352. ℎ 𝑇2−3 = 𝜆 ⋅ 𝑙 2−3 𝑑 2−3 ⋅ 𝜐 2−3 2 2𝑔 , (5) ℎ 𝑇2−3 = 0,0352 ⋅ 1,5 0,032 ⋅ 4 2 2⋅9,81 = 1,34м. ℎ 2−3 = ℎ 𝑇2−3 + ℎ 𝑀2−3 , (3) ℎ 2−3 =1,34+6,11=7,45 м. На участке 3-4: ℎ 𝑀3−4 = ∑ 𝜁 3−4 ⋅ 𝜐 3−4 2 2𝑔 , (2) ℎ 𝑀3−4 = 2,4 ⋅ 4 2 2⋅9,81 = 1,96м. 𝑅𝑒 3−4 = 𝜐 3−4 ⋅𝑑 3−4 𝜈 3−4 , (8) 𝑅𝑒 3−4 = 4⋅0,032 14⋅10 −6 = 9 ⋅ 10 3 𝜆 3−4 = 0,11 ⋅ ( 𝑘 Э 𝑑 3−4 + 68 𝑅𝑒 3−4 ) 0,25 , (7) 𝜆 3−4 = 0,11 ⋅ ( 0,1⋅10 −3 0,032 + 68 9⋅10 3 ) 0,25 = 0,0352. ℎ 𝑇3−4 = 𝜆 ⋅ 𝑙 3−4 𝑑 3−4 ⋅ 𝜐 3−4 2 2𝑔 , (5) ℎ 𝑇3−4 = 0,0352 ⋅ 2,7 0,032 ⋅ 4 2 2⋅9,81 = 2,42м. ℎ 3−4 = ℎ 𝑇3−4 + ℎ 𝑀3−4 , (3) ℎ 3−4 =2,42+1,96=4,38 м. На участке 4-5: 18 ℎ 𝑀4−5 = ∑ 𝜁 3−4 ⋅ 𝜐 3−4 2 2𝑔 , (2) ℎ 𝑀4−5 = 7,8 ⋅ 4 2 2⋅9,81 = 6,36м. 𝑅𝑒 4−5 = 𝜐 3−4 ⋅𝑑 3−4 𝜈 3−4 , (8) 𝑅𝑒 4−5 = 4⋅0,032 14⋅10 −6 = 9 ⋅ 10 3 𝜆 4−5 = 0,11 ⋅ ( 𝑘 Э 𝑑 3−4 + 68 𝑅𝑒 3−4 ) 0,25 , (7) 𝜆 4−5 = 0,11 ⋅ ( 0,1⋅10 −3 0,032 + 68 9⋅10 3 ) 0,25 = 0,0352. ℎ 𝑇4−5 = 𝜆 ⋅ 𝑙 3−4 𝑑 3−4 ⋅ 𝜐 3−4 2 2𝑔 , (5) ℎ 𝑇3−4 = 0,0352 ⋅ 4,5 0,032 ⋅ 4 2 2⋅9,81 = 4,03м. ℎ 3−4 = ℎ 𝑇3−4 + ℎ 𝑀3−4 , (3) ℎ 3−4 =4,03+6,36=10,39 м. Суммарные потери напора на всех участках трубопровода системы составляют: ℎ =ℎ 1−2 + ℎ 2−3 + ℎ 3−4 + ℎ 3−4 + 𝑔; (9) ℎ =2,46+7,45+4,38+10,39+9,81=34,49 м. |