microbik.ru
1 2 3 4
Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Северо-западный государственный заочный
технический университет
Кафедра автоматизации производственных процессов

Гидро и пневмоприводы
Задания и методические указания к курсовой работе

Факультет технологии и автоматизации управления в машиностроении
Направление и специальность подготовки дипломированного специалиста:

657900 – автоматизированные технологии производства;

210200 – автоматизация технологических процессов и производств (в машиностроении)

Направление подготовки бакалавра:

652900 – технология, оборудование и автоматизация


Санкт–Петербург
2005 г

Предисловие
Курсовая работа «Гидропривод поступательного движения с дроссельным регулированием скорости и цикловым управлением» относится к основной части дисциплины «Гидро и пневмоприводы», изучаемой студентами специальности 210200.

На примере гидропривода станочного оборудования в курсовой работе изложены методика расчета основных параметров гидропривода в сочетании анализа и синтеза, основанная на теории гидравлики высоконапорных систем. Самостоятельно этот курс гидравлики в учебном плане специальности 210200 отсутствует. В рабочей программе дисциплины курс гидравлики в сокращенном виде представлен отдельной частью.

Поэтому, приступая к выполнению курсовой работы, необходимо предварительно изучить программу указанной дисциплины, обратив при этом особое внимание на эту часть дисциплины.

Обычно в практике проектирования гидроприводов станочного оборудования предусмотрены следующие этапы:

  1. Разработка вариантов или выбор типовой принципиальной схемы гидропривода и ее анализ.

  2. Гидравлический расчет системы и определение ее основных параметров в статическом (установившемся) режиме работы.

  3. Предварительный выбор гидроаппаратуры и рассмотрение вариантов ее компоновки на станочном оборудовании.

  4. Рабочее проектирование гидропривода и его элементов.

  5. Динамический расчет гидропривода в переходных режимах.

  6. Тепловой расчет системы.

  7. Корректировка проекта гидропривода на основе уточненных данных динамического и теплового расчетов.

В настоящей курсовой работе выполняются два первых этапа и частично третий.С методикой динамического расчета гидроприводов студенты знакомятся при изучении дисциплины «Элементы и системы гидроавтоматики».

Курсовая работа должна быть представлена в виде пояснительной записки, выполненной на листах формата А4, включая принципиальную (гидравлическую) схему гидропривода и общий вид силового гидроцилиндра с соблюдением требований ГОСТ 17752-81, ГОСТ 2.781-68, ГОСТ 2.167-70, ГОСТ 2.721-74.

Во введении следует указать назначение рассчитываемого гидропривода, его основные характеристики. Указать на поставленную задачу, и что в работе представлено.

В заключении дается краткий отчет о выполненной работе, основные выводы и предлагаемые рекомендации по улучшению энергетических показателей гидропривода.

Вариант курсовой работы определяется по двум последним цифрам шифра зачетной книжки студента.

Курсовая работа
Гидропривод поступательного движения с дроссельным регулированием скорости и цикловым управлением
Гидропривод подачи стола металлорежущего станка (рис.1), автоматически работающий по циклу: быстрый подвод – рабочий ход – быстрый отвод, состоит из насосной установки гидравлического двигателя поступательного движения – силового гидроцилиндра, гидравлических командоаппаратов и гидролиний.

В состав насосной установки НУ типа Г48-1 входят: нерегулируемый пластинчатый насос 4 типа Г12-2М; Г12-3М с электродвигателем 7, бак с рабочей жидкостью 2, фильтр сетчатый грубой очистки 3, реле уровня 5, реле температуры 6, реле давления 15, маслоохладитель 9, клапан защиты маслоохладителя 8, подпорный клапан 10, гидроклапан настройки давления 11, манометр 13, золотник подключения манометра 12, обратный клапан 14, фильтр полнопоточный с индикаторным устройством и перепускным клапаном 16.

Силовой гидроцилиндр 19 с поршнем диаметром D1 и штоком диаметром D2 через кронштейн 5 с кулачком 26 соединен со столом 22, на котором закреплена обрабатываемая деталь 23. Поршень шириной b выполнен по скользящей посадке с радиальным зазором δ.

На столе имеются два упора 20 для замыкания контактов в контактных выключателях 21.

К гидравлическим командоаппаратам относятся золотниковый гидрораспределитель 17 с электрическим управлением и путевой дроссель 27 типа МДО.

При операции быстрый подвод насос 4 при включенном электродвигателе 7 подает рабочую жидкость из бак 2 через фильтры 3 и 16 и обратный клапан 14 к гидрораспределителю 17, установленный в позицию I. От гидрораспределителя рабочая жидкость по соединительному трубопроводу 18




Рис. 1

Гидравлическая схема привода





поступает в левую (поршневую) полость гидроцилиндра 19. Под давлением жидкости поршень со штоком и столом 22 движется со скоростью V0 вправо, вытесняя из левой (штоковой) полости жидкость в трубопровод 25, на котором установлен путевой дроссель 27. В путевом дросселе жидкость проходит через золотник 27.1, установленный в позиции I, при которой обеспечивается свободный поток через гидрораспределитель 17 в гидролинию слива lс, соединенную с баком 2.

При завершении быстрого подвода стола кулачок 26 отжимает ролик золотника 27.1, переводя его в позицию II, при которой поток жидкости через золотник прекращается. Жидкость по внутреннему каналу направляется в регулируемый дроссель 27.2, проходное отверстие которого настроено на расход, соответствующий скорости рабочего хода V. Рабочая подача стола завершается в конце пути L, отмеченном на кулачке. В этот момент в правом конечном выключателе 21 от упора замыкается контакт и по электропроводу подается сигнал на правый электромагнит 17.1 гидрораспределителя 17, который втягивает плунжер золотника, переводя гидрораспределитель в позицию II. В этой позиции рабочая жидкость из насосной установки направляется по соединительному трубопроводу 25 и обратный клапан 27.3 в составе путевого дросселя в правую (штоковую) полость гидроцилиндра 19. Под давлением жидкости в правой полости поршень со штоком движется влево, совершая быстрый отвод стола до правого упора 20. При контакте с конечныи выключателем 21 замыкается цепь на левый электромагнит 17.1, который переводит гидрораспределитель 17 снова в позицию I, после чего цикл повторяется. При отключенных электромагнитах гидрораспределитель устанавливается с нейтральной позиции III, при которой прекращается циркуляция жидкости в гидроцилиндре и поршень останавливается. При этом не выключенный насос качает рабочую жидкость через гидрораспределитель на слив. Обратный клапан 14, установленный на напорной гидролинии, препятствует сливу жидкости из гидроцилиндра. Подпорные обратные клапаны 10 и 8 создают подпор в гидролиниислива и защищают маслоохладитель 9 от перегрузки. Реле давления 15 контролирует заданный уровень давления в гидросистеме, а реле уровня 5 и реле температуры 6 обеспечивают соответствующий контроль уровня рабочей жидкости в баке и ее температуру. С помощью манометра определяется давление жидкости в гидролиниях напорной и сливной при соответствующем подключении золотника 12.
Содержание курсовой работы

Оглавление

Задание

Введение

  1. Принципиальная схема гидропривода

  2. Расчет параметров гидроцилиндра

  3. Расчет элементов напорной гидролинии

  4. Расчет параметров насосной установки

  5. Выбор типоразмеров насоса и гидроаппаратуры

  6. Заключение


Задание

  1. Представить принципиальную схему гидропривода, работающего по циклу: быстрый подвод оборудования со скоростью V0 – рабочий ход со скоростью V – быстрый отвод со скоростью V0. Управление гидроприводом автоматическое с путевым контролем. Предусмотреть возможность остановки гидропривода в любом положении, посредством разгрузки системы от давления. В качестве приводного двигателя применить силовой гидроцилиндр с поршнем по скользящей посадке с зазором δ по второму классу точности и односторонним штоком. Уплотнение штока – манжеты шевронного типа. В схеме использовать стандартную гидроаппаратуру.

  2. По заданным вариантам числовых значений величин произвести расчет основных параметров гидропривода, включая:

- определение параметров силового гидроцидиндра;

- расчет параметров напорной гидролинии;

- определение параметров насосной установки и КПД гидропривода;

- выбор типоразмера насоса и стандартной гидроаппаратуры.
Исходные данные (табл.1)
Расчетная нагрузка на штоке – Р, кн;

Скорость быстрого подвода и отвода – V0, м/с;

Скорость рабочего хода – V, м/с;

Номинальное давление – р0, МПа;

Длина трубопровода напорной гидролинии – lн, м;

Длина трубопровода всасывающей линии – lв, м;

Высота всасывания насоса – Z, м;

Радиальный зазор между поршнем и гильзой – δ, мкм;

Масса перемещаемого оборудования – М, кг;

Диаметр седла клапана давления – d, мм;

Коэффициент сопротивления фильтра на линии всасывания – ζф;
Дополнительные (общие) данные
Плотность объемная масла марки ИГП-38 – ρ=890 кг/м3;

Кинематический коэффициент вязкости – ν=40мм2/с;

Объемный модуль упругости масла – Еv=1390 МПа;

Модуль упругости трубы напорной гидролинии – Е=2∙105МПа;

Допустимая скорость в трубопроводе напорной гидролинии - [V]н=3,5м/с;

Допустимая скорость в трубопроводе всасывающей линии - [V]в=2,0м/с;

Отношение диаметров поршня D1 и штока D2 - D2/ D1=0,5;

Ширина поршня – b=0,7 D1;

Напряжение силы трения в уплотнении штока – τ=0,22 МПа;

перепады давления при номинальном расходе

в дросселе – ∆Р0д=0,2-0,3МПа;

в распределителе - ∆Р0р=0,2-0,4МПа;

в напорном фильтре - ∆Р0нф=0,09-0,12МПа;

время срабатывания распределителя с электроуправлением – t=0,02-0,04с;

коэффициент расхода клапана давления μк=0,7;

коэффициент трения в направляющих оборудования (стола) – f=0,16;

коэффициент кинетической энергии ά=2 при Re<2300 и ά=1,1 при Re>2300;

допустимое напряжение на растяжение в трубе напорной гидролинии [σ]р=40МПа

Исходные данные

Таблица 1

заданные величины

значения заданных величин по вариантам

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9




последняя цифра шифра

Р, кН

8,0

7,0

8,2

7,1

8,5

7,3

8,6

7,2

8,4

6,9

V0, м/с

0,09

0,19

0,08

0,18

0,11

0,16

0,10

0,14

0,08

0,13

V, м/с

0,009

0,019

0,008

0,018

0,011

0,016

0,010

0,014

0,008

0,013

р0, МПа

2,5

1,6

2,5

1,6

2,5

1,6

2,5

1,6

2,5

1,6

М,кг

91

110

92

105

90

104

93

109

92

112

lн, м

3,6

4,0

3,8

4,1

3,5

3,9

4,2

3,5

4,3

3,4

lb, м

1,10

1,12

1,08

1,11

1,20

1,25

1,30

1,05

1,14

1,15

Z, м

0,9

0,92

0,91

0,94

0,98

0,96

0,99

0,91

0,95

0,93

d, мм

4

5

6

8

4

6

5

6

8

5

δ, мкм

30

32

34

36

40

38

36

34

32

40

ζф

3,4

3,2

2,8

3,0

3,6

4,0

3,4

3,8

3,0

3,5



следующая страница >>