 |
Указания по составлению принципиальной гидравлической схемы
|
|
|
|
Гидропневмопривод и гидропневмоавтоматика
Направление подготовки 220700.62 "Автоматизация технологических процессов и
производств"
Профиль подготовки «Автоматизация технологических процессов и производств
(по отраслям)»
Факультет подготовки инженерных кадров
| Заочная сокращенная | |
| Курс | |
| Семестр | |
| Число зачетных единиц | |
| Всего часов по учебному плану, час. | |
| Всего часов аудиторных занятий, час. | |
| Лекции, час | |
| Лабораторные занятия, час. | |
| Контрольная работа, семестр | |
| Зачет (семестр) |
Разработал доцент Харькин О.С. e-mail: [email protected]
Зав. кафедрой АПП Сердобинцев Ю.П.
Волгоград 2014
Аннотация дисциплины
В современном автоматизированном производстве наряду с электрическими и электронными устройствами широкое применение получили гидравлические и пневматические средства автоматизации.
Целью изучения дисциплины является ознакомление с основными законами поведения жидкости и газа, создание на их основе элементов и устройств для автоматизации различного технологического оборудования.
Учебная дисциплина "Гидропневмопривод и гидропневмоавтоматика" базируется на соответствующих разделах высшей математики, физики, технической механики, теории управления, которые формируют математический аппарат и понимание принципов построения элементов автоматических систем.
Основные положения дисциплины используются при изучении следующих дисциплин: «Автоматизация технологических процессов и производств», «Промышленные роботы и РТК», «Средства автоматизации технологического оборудования» а также в курсовом проектировании и при выполнении выпускной квалификационной работы.
|
|
|
Содержание учебной дисциплины «Гидропневмопривод и
Гидропневмоавтоматика»
Таблица 2.1
| № темы | Название основных тем и вопросов, изучаемых в рамках дисциплины | Кол-во часов, отводимых на лекции |
| Введение. Значение и задачи гидропневмоавтоматики при автоматизации производства. Сравнительная оценка гидравлических, пневматических, электрических систем. Типовая структура объемного гидропривода, схемотехника. | с | |
| Энергообеспечивающая подсистема. Рабочие жидкости, трубопроводы, насосы, дополнительное оборудование | с | |
| Исполнительная подсистема. Гидроцилиндры, поворотные гидродвигатели, гидромоторы. | 0,5 | |
| Направляющая и регулирующая подсистема. Направляющая гидроаппаратура (гидрораспределители, обратные клапаны, гидрозамки). Регулирующие гидроаппараты (гидроаппараты управления давлением и расходом) | 0,5 | |
| Информационная подсистема (средства контроля давления, расхода, путевые переключатели). | с | |
| Функционирование гидроприводов. Управление положением выходного звена исполнительного механизма, регулирование скорости исполнительных механизмов, стабилизация скорости, синхронизация движения исполнительных механизмов. | 0,5 | |
| Гидравлические усилители мощности. Обратные связи усилителей. Гидравлические следящие приводы. Однокоординатные следящие приводы, системы с регулируемой задающей подачей. Гидроприводы с электрическим пропорциональным управлением. | 0,5 | |
| Пневмоавтоматика. Основные этапы развития. Физические основы функционирования пневмосистем. Основные газовые законы, режимы течения. | 0,5 | |
| Энергосберегающая подсистема. Источники питания и системы подготовки сжатого воздуха. | ||
| Исполнительная подсистема. Пневматические цилиндры, поворотные двигатели, мембранные и сильфонные механизмы. Специальные пневматические исполнительные устройства. | ||
| Направляющая и регулирующая подсистема. Пневматические распределители, устройства регулирования давления и расхода. | ||
| Универсальная система элементов промышленной пневмоавтоматики (УСЭППА). Принципы построения, номенклатура элементов. Аналоговая ветвь УСЭППА. Пневматические мембранные усилители. Реализация алгебраических операций. Временные операции. Дискретная ветвь УСЭППА. Трехмембранное пневмореле с подпором. Реализация на пневмореле простейших логических функций. | 0,5 | |
| Струйная пневмоавтоматика. Принципы построения, классификация, статические характеристики струйных элементов. Струйные элементы, работа которых основана на взаимодействии струй, на взаимодействии струй со стенкой, на турбулизации течения, вихревые элементы. Внешние устройства струйной техники. | 0,5 | |
| Пневматические приводы технологического оборудования. Пневмогидравлические приводы. | ||
| Итого |
|
|
|
Лабораторные и практические занятия
Лабораторные работы
Таблица 3.1
| Номер лаб. работы | Наименование лабораторной работы | Объем, час. |
| Исследование пневматического преобразователя типа сопло-заслонка | ||
| Дискретные элементы и узлы мембранной пневмоавтоматики | ||
| Исследование элементов и типовых схем промышленного пневмопривода | ||
| Исследование струйных элементов | ||
| Реализация логических функций и построение простейших схем на струйных дискретных элементах | ||
| Итого |
Самостоятельная работа студентов
В течение семестра студенты выполняют контрольную работу, которая включает в себя задание по проектированию принципиальной гидравлической схемы, расчету и выбору параметров гидросистемы. Работа выполняется в соответствие с методическими указаниями по самостоятельной работе.
Контрольная работа
Целью контрольной работы является закрепление знаний, полученных в результате изучения теоретического материала, приобретение практических навыков проектирования и расчета систем гидропривода.
Варианты заданий сведены в две таблицы. В таблице 1 даны варианты по компоновке гидравлической схемы (выбирается по последней цифре зачетной книжки), а в таблице 2 – исходные данные для расчета (выбирается по предпоследней цифре зачетной книжки).
|
|
|
Таблица 1 – Компоновка гидросхемы
| ВАРИАНТ | Распределитель – реверсивный золотник | Регулятор скорости рабочего хода | Место установки регулятора | Место установки фильтра | |||||
| Гидроуправление | Электроуправление | Электрогидроуправление | Дроссель | Регулятор потока | На входе | На выходе | Линия нагнетания | Линия слива | |
| Х | Х | Х | Х | ||||||
| Х | Х | Х | Х | ||||||
| Х | Х | Х | Х | ||||||
| Х | Х | Х | Х | ||||||
| Х | Х | Х | Х | ||||||
| Х | Х | Х | Х | ||||||
| Х | Х | Х | Х | ||||||
| Х | Х | Х | Х | ||||||
| Х | Х | Х | Х | ||||||
| Х | Х | Х | Х |
Таблица 2 – Исходные данные для расчета
| Вар. | Усилие зажима | Расчетная нагрузка | Расчетное давление | Скорость быстрого подвода | Скорость рабочей подачи | Длина трубопровода | |
| подвод | слив | ||||||
| Pз, Н | P, Н | p, МПа | Vбп, м/мин | Vp, м/мин | l1, м | l2, м | |
| 2,0 | 8,0 | 0,8 | 2,0 | 2,0 | |||
| 2,5 | 6,0 | 0,6 | 2,5 | 3,0 | |||
| 3,0 | 5,0 | 0,5 | 3,0 | 3,0 | |||
| 3,5 | 4,0 | 0,4 | 4,0 | 3,5 | |||
| 4,0 | 3,0 | 0,3 | 5,0 | 4,0 | |||
| 4,5 | 2,0 | 0,2 | 4,0 | 4,0 | |||
| 2,0 | 3,0 | 0,5 | 3,5 | 3,0 | |||
| 2,5 | 4,0 | 0,8 | 3,0 | 2,5 | |||
| 3,0 | 5,0 | 1,0 | 2,5 | 2,5 | |||
| 3,5 | 6,0 | 0,4 | 4,5 | 3,0 |
Содержание заданий
Составить принципиальную схему гидропривода, обеспечивающего выполнение операций по циклу: зажим детали, быстрый подвод инструментальной головки, рабочая подача, реверс, быстрый отвод, разжим детали. Управление автоматическое с путевым контролем. Предусмотреть возможность остановки привода в исходном положении путем разгрузки системы от давления. В схеме использовать стандартную гидроаппаратуру.
По заданным условиям произвести расчет и выбор параметров гидросистемы, включая: определение размеров гидроцилиндров; определение расходов и потребной производительности насосной установки, выбор насоса; определение проходных сечений трубопроводов; выбор элементов гидроаппаратуры; определение гидравлических потерь и необходимого рабочего давления; определение мощности привода насоса.
|
|
|
Графическая часть работы включает в себя принципиальную гидравлическую схему привода, циклограмму и структурную схему системы управления, принципиальную пневматическую схему системы управления.
Методические указания
Указания по составлению принципиальной гидравлической схемы
1 В схемах использовать насосы постоянной производительности лопастные или шестеренные. Рабочая жидкость – минеральное масло индустриальное 30.
2 Для регулирования рабочего давления использовать гидроклапан давления типа
Г54 – 2 или предохранительный клапан непрямого действия типа Г52 – 2.
3 Управление исполнительным приводом осуществляется с помощью гидрораспределителя с гидравлическим, электрическим, или электрогидравлическим управлением (в зависимости от варианта задания). Для автоматического переключения реверсивного гидрораспределителя использовать в первом случае распределители с механическим управлением, а также крановые гидрораспределители, во втором – электрические конечные выключатели.
4 В схемах используется дроссельный способ регулирования скорости рабочего хода исполнительного привода. В зависимости от варианта задания следует выбирать дроссель типа Г77 – 1 или регулятор потока типа Г55 – 2.
5 Для переключения привода с быстрого подвода на рабочую подачу рекомендуется использовать гидрораспределители и обратные клапаны, либо регуляторы потока типа ПГ55-62 с обратным клапаном и распределителем. Аппарат переключается копиром, связанным с подвижной частью исполнительного механизма. При отсутствии воздействия копира распределитель пропускает основной расход жидкости, что соответствует быстрому подводу исполнительного привода. В переключенном положении золотника проход для жидкости перекрыт обратным клапаном и ее расход определяется настройкой дросселя.
6 Для разгрузки системы от давления в схемах с гидроуправлением рекомендуется использовать гидроклапан непрямого действия типа Г52, снабженный вспомогательным аппаратом управления. В схемах с электрогидроуправлением для разгрузки системы от давления рационально использовать реверсивный гидрораспределитель, в нейтральном положении которого напорная магистраль сообщается с баком.
|
|
|
|
|
|
