 |
Стислі теоретичні відомості
|
|
|
|
АНАЛІЗ ПРИНЦИПОВИХ ГІДРАВЛІЧНИХ СХЕМ
ВЕРСТАТНИХ ГІДРОПРИВОДІВ ЗВОРОТНО-ПОСТУПАЛЬНОЇ ДІЇ
ТА ЇХ СТАТИЧНИЙ РОЗРАХУНОК
Мета роботи: Вивчити типові гідросхеми приводів для здійснення різних технологічних циклів обробки, набути навичок аналізу принципових гідросхем та статичного розрахунку гідроприводу зворотно-поступальної дії.
Стислі теоретичні відомості
Значна частина машин і технологічного обладнання у машинобудуванні та інших галузях промисловості працює за замкненим технологічним циклом. Загальний цикл роботи усіх механізмів та вузлів атоматично працюючої машини може бути розділений на елементарні цикли роботи.
Рисунок 3.1 – елементарні технологічні цикли.
Для виконання необхідного технологічного циклу роботи проектують гідроприводи визначеної структури. Структуру гідроприводу, як правило, зображують у вигляді структурної або принципової схеми. В залежності від способу зображення механізмів та апаратів на принципових схемах вони можуть бути напівконструктивними, повними чи попереходними. Під час проектування кожної з них користуються відповідними умовними позначеннями.
Структура будь-якого гідроприводу повинна вміщувати такі системи та групи апаратів: виконавчі органи, апарати вимірювання і контролю, системи регулювання швидкості вихідної ланки, системи направлення рідини, запобіжну апаратуру, джерело руху.
Для вивчення і аналізу гідравлічних схем верстатів найчастіше користуються методами «неперехідних схем» та «функціональних циклограм».
Рисунок 3.2 – Структурна схема гідроприводу.
Рисунок 3.3 – Повна принципова схема гідроприводу.
На рисунку 3.3 показана принципова схема гідроприводу зворотно-поступальної дії силової головки агрегатного верстата, що здійснює за циклом роботи три переходи: швидке підведення, робочу подачу, швидке відведення, а також проміжну зупинку виконавчого органу.
|
|
|
Рисунок3.5 – Поперехідні принципові схеми.
Індивідуальне завдання.
Варіант - 3
Рисунок 3.4 – Повна принципова схема гідроприводу.
Рисунок3.5 – Поперехідні принципові схеми.
Рисунок3.6 – Схема технологічного циклу
Табл.3.2 – Функціональна циклограма гідроприводу.
| Елементи циклограми робочого приводу | Рядок | Апарати керування | |
| Р1 | Р2 | ||
| ШП | Л | В | |
| РП | Л | (Н) | |
| ПВ | (П) | Н | |
| ШВ | П | (В) | |
| Стоп | (С) | (Н) | |
| Стоп | С | (В) |
Вихідні дані
Розрахункове навантаження на штоці гідро циліндра, Р=9,3 кН
Робочий тиск в гідроциліндрі р=6,3 МПа
Коефіцієнт корисної дії гідроприводу η=0,9
Швидкість швидкого переміщення штока Vш.п.=12,5·10-2 м/с
Швидкість робочого переміщення штока Vр.п.=1,2·10-2 м/с
Довжина трубопроводу лінії подачі L1=0,9 м
Довжина трубопроводу лінії зливу L2=2,2 м
Статичний розрахунок гідроприводу
1. Визначаємо діаметр поршня гідроциліндра з урахуванням розрахункового навантаження, прийнятої величини тиску та ККД ГП
D=45 мм
де P =9300Н - розрахункове навантаження;
р = 6,3 МПа - величина тиску рідини в ГП;
η = 0,9 – ККД гідроприводу
Приймаємо D = 50 мм (згідно з ГОСТ 12447 - 80)
2. Визначаємо діаметр штока гідроциліндра
d = 0,6 . D = 0,6·50 = 30 мм.
По величинах розрахункового навантаження, уточнених діаметрах поршня і штока вибираємо гідро циліндр УН 47-12-04, у якого D = 55 мм, d = 36 мм, m = 19 кг, PН =6,3 МПа, Р =14600 Н, А/Z=Р/2, Б/Z=P/1.
3. Визначаємо найменший необхідний тиск у робочій порожнині циліндра
4. Витрати рідини на лінії подачі
Qmах 
,
Орієнтовно подачу рідини збільшуємо на 10%, що необхідно для компенсації витрат тиску в трубопроводах та гідроапаратах
|
|
|
Qн = 1,1·Qmax = 1,1 . 17,8 = 19,58 л/хв.
5. Визначаємо місткість бака для рідини
Wб = (2 … 3)·Qн = 2,5·19,58=48,95 л
6. Визначаємо 
діаметр трубопроводу на лінії подачі рідини:
d1 тр = 
= 
,
Приймаємо d1тр =63мм (згідно з ГОСТ 12447-80)
7. Для визначення діаметра трубопроводу лінії зливу необхідно визначити кількість рідини, що зливається по даній лінії в бак
Qmaxзл. = 
8. Знаючи Qmax зл., визначаємо діаметр трубопроводу на лінії зливу
d2тр = 
Приймаємо d2тр = 50 мм (згідно з ГОСТ 12447-80)
9. Визначаємо витрати рідини в трубопроводі Q1 і Q2 при робочому ході
Q1= 
Q2= 
10. Визначаємо дійсні швидкості рідини в трубопроводах при робочому ході
; 
.
11. Визначаємо режими руху рідини в трубопроводах. З цією метою вираховуємо число Рейнольдса на лініях подачі та зливу
де v= 3·10-5 - коефіцієнт кінематичної в’язкості робочої рідини.
Число Рейнольдса для течії в гладеньких трубах ГП спроможні відповідати умові Re 
Reкр = 2300, що є, як відомо ознакою ламінарного режиму протікання рідини, при якому коефіцієнт гідравлічного тертя в трубопроводах ГП вираховується:
= 
= 
12. Визначаємо втрати тиску на тертя по довжині трубопроводу на лінії подачі та лінії зливу рідини
де g - прискорення сили земного тяжіння;
L1, L2 - довжина лінії подачі та зливу рідини;
- питома вага робочої рідини при t = 50 0 С.
γ50 = ρ50·q = 0,876 ∙9,8=8,58Н/см3
ρ50 – густина робочої рідини;
ρ20 – густина робочої рідини при температурі 20˚С;
α – коефіцієнт температурного розширення рідини, α = 7·10-4 на 1˚С.
13. Визначаємо дійсну величину тиску на виході з насосу
де F- площа поршня.
2.21. Отримана дійсна величина тиску повинна задовольняти умову
- умова виконується,
де 
- номінальний тиск на виході з насоса
14. Потужність, що споживається ГП
(2.30)
Висновок: вивчили типові гідросхеми приводів для здійснення різних технологічних циклів обробки, набули навичок аналізу принципових гідросхем та статичного розрахунку гідроприводу зворотно-поступальної дії.
|
|
|
