ВВЕДЕНИЕ. 1. Представить принципиальную схему гидропривода, работающего по циклу: быстрый подвод оборудования со скоростью V0 – рабочий ход со скоростью V – быстрый

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

Расчетная нагрузка на штоке – Р = 8,0 кН;

Скорость быстрого подвода и отвода – V₀ = 0,09 м/с;

Скорость рабочего хода – V = 0,009 м/с;

Номинальное давление – р₀ = 2,5 МПа;

Длина трубопровода напорной гидролинии – l_н = 3,6 м;

Длина трубопровода всасывающей линии – l_в = 1,1 м;

Высота всасывания насоса – Z = 0,9 м;

Радиальный зазор между поршнем и гильзой – δ = 30 мкм;

Масса перемещаемого оборудования – М = 91 кг;

Диаметр седла клапана давления – d = 4 мм;

Коэффициент сопротивления фильтра на линии всасывания – ζ_ф = 3,4

Дополнительные (общие) данные

Плотность объемная масла марки ИГП-38 – ρ=890 кг/м³;

Кинематический коэффициент вязкости – ν=40мм²/с;

Объемный модуль упругости масла – Е_v=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 – ∆Р⁰_д=0,2-0,3МПа;

в распределителе - ∆Р⁰_р=0,2-0,4МПа;

в напорном фильтре - ∆Р⁰_нф=0,09-0,12МПа;

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

коэффициент расхода клапана давления μ_к=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

ВВЕДЕНИЕ

Гидравлическим приводом называют устройство, служащее для сообщения движения исполнительным органам машин или механизмов, у которого носителем энергии является жидкость. Передача движения от источника к исполнительному органу осуществляется с преобразованием скоростей и изменением сил или моментов.

Гидропривод представляет собой совокупность гидромашин (насосов, гидродвигателей), гидроаппаратуры (гидрораспределителей, клапанов, дросселей), гидролиний (трубопроводов) и вспомогательных устройств (фильтров, теплообменников, гидробаков).

Гидравлические приводы применяют наряду с механическими, электрическими и пневматическими, у каждого из которых есть свои достоинства и недостатки, ограничения в применении.

Гидравлические приводы имеют следующие достоинства:

1) сравнительно простое осуществление бесступенчатого регулирования скорости перемещения (даже при значительном удалении пульта управления от машины) или вращения исполнительных органов машины;

2) лёгкое осуществление реверса исполнительного органа машины и регулирование величины его хода;

3) возможность жёсткой передачи сил или моментов, при которой скорость вращения или перемещения исполнительного органа не зависит от величины приложенной нагрузки;

4) малая инерционность и бόльшая чувствительность в сравнении с другими приводами;

5) обеспечение бόльшего коэффициента усиления входного сигнала в следящих устройствах;

6) местоположение источника энергии (насоса) не оказывает существенного влияния на компоновку механизмов машины, что существенно облегчает задачу конструкторов;

7) работа деталей гидроприводов в условиях хорошей смазки (благодаря применению минеральных масел в качестве рабочей жидкости) способствует их долговечности;

8) гидравлические передачи не боятся перегрузок; с увеличением давления в системе жидкость через предохранительный клапан сбрасывается в приёмный резервуар;

9) простота управления; при необходимости возможно программное управление.

Применение гидравлических приводов ограничивается следующими недостатками:

1) во избежание утечек жидкости зазоры между сопрягаемыми деталями должны быть минимальными, что достигается за счёт повышения точности их изготовления и повышает тем самым стоимость гидроприводов;

2) уплотнительные устройства сложны и не обеспечивают полной герметизации узлов гидроприводов;

3) движение жидкости в системах гидропривода сопровождается значительными потерями напора, по этой причине, а также во избежание возможных гидравлических ударов скорость течения не должна превышать 10 м/сек;

4) минеральное масло огнеопасно.

Несмотря на указанные недостатки, в настоящее время с гидравлическим приводом выпускаются ПТМ:

1) самоходные краны на безрельсовом и железнодорожном ходу;

2) практически все авто- и электропогрузчики;

3) некоторые типы плавучих, портальных судовых и мостовых кранов, где объёмным гидроприводом оборудованы лебёдки, механизмы поворота и изменения вылета стрелы.

Намечается дальнейшее широкое внедрение гидропривода в эту отрасль машиностроения.

Объёмные гидроприводы ПТМ имеют ряд особенностей, связанных с эксплуатацией этих машин:

· Работоспособность в широком температурном интервале окружающей среды (от -40 до +50 °С);

· Повышение значения рабочих давлений, в следствие повышенных нагрузок на рабочие органы в условиях компактности машин (Р>10 МПа);

· Широкое изменение скоростей выходного звена;

· Обеспечение синхронности движения исполнительных органов;

· Обеспечение жёсткой фиксации любого промежуточного положения механизма;

· Наличие предохранительных, блокировочных и страховочных устройств от перегрузок.

Однако, несмотря на ряд особенностей гидроприводов ПТМ, принципы работы и расчёта остаются общими для гидроприводов любого типа.

Гидравлические приводы состоят из трёх основных частей: силовой (первичной), распределительной и рабочей (вторичной).

По виду источника энергии гидроприводы разделяют на три типа:

1) Насосный гидропривод – гидропривод, в котором рабочая жидкость подается в гидродвигатель объемным насосом. В свою очередь они подразделяются на гидроприводы с замкнутой циркуляцией жидкости и гидроприводы с разомкнутой циркуляцией жидкости (жидкость от гидродвигателя поступает в гидробак).

2) Аккумуляторный гидропривод – рабочая жидкость подается в гидродвигатель от предварительно заряженного гидроаккумулятора.

3) Магистральный гидропривод – рабочая жидкость поступает из гидромагистрали, напор в которой создается насосной станцией.

По характеру движения выходного звена различают объемные гидроприводы поступательного движения – с гидродвигателями в виде цилиндров; поворотного движения – с поворотными гидродвигателями; вращательного движения – с гидродвигателями в виде гидромоторов.

Гидроприводы бывают нерегулируемыми и регулируемыми. Применяют два способа регулирования скорости выходного звена: дроссельное регулирование и объемное регулирование.

Гидроприводы бывают стабилизированными, когда скорость выходного звена поддерживается постоянной; следящими, в которых выходное звено повторяет движения звена управления.