Главная База знаний "Allbest" Производство и технологии Разработка конструкции установки для экспериментального исследования износостойкости материалов

Разработка конструкции установки для экспериментального исследования износостойкости материалов

Расчет и проектирования гидравлического привода осциллирующей подачи. Расчет и выбор насосной установки, гидроаппаратуры и трубопроводов. Расчет припусков и размеров заготовки. Выбор станочных приспособлений. Разработка управляющих программ для станка.

Рубрика	Производство и технологии
Вид	дипломная работа
Язык	русский
Дата добавления	12.08.2017
Размер файла	2,5 M

посмотреть текст работы

скачать работу можно здесь

полная информация о работе

весь список подобных работ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Литературный обзор

2. Анализ состояния вопроса

3. Конструкторская часть

3.1 Проектирование конструкции установки для исследования износостойкости

3.1.1 Принципиальные конструкторские решения

3.1.2 Проектирование узлов установки

3.2 Расчет и проектирования гидравлического привода осциллирующей подачи

3.2.1 Расчет и выбор исполнительного гидродвигателя

3.2.2 Составление принципиальной схемы привода

3.2.3 Расчет и выбор насосной установки

3.2.4 Расчет и выбор гидроаппаратуры и трубопроводов

3.2.5 Разработка конструкции гидроблока управления

3.2.6 Определение потерь давления в приводе

4. Методическая часть

5. Разработка технологического процесса изготовления детали «диск»

5.1 Технологический контроль чертежа

5.2 Анализ технологичности конструкции

5.3 Выбор заготовки. Экономическое обоснование выбора заготовки

5.4 Выбор структуры и плана технологического процесса

5.5 Определение типа производства

5.6 Выбор формы организации производства

5.7 Расчет припусков и размеров заготовки

5.8 Выбор технологического оборудования

5.9 Выбор станочных приспособлений

5.10 Выбор режущих инструментов

5.11 Выбор инструментальных приспособлений

5.12 Выбор режимов резания

5.13 Выбор средств измерения. Выбор формы организации контроля

5.14 Разработка управляющих программ для станка с ЧПУ

Заключение

Список использованных источников

Введение

гидравлический привод насосный приспособление

Долговечность работы любого оборудования напрямую зависит от износостойкости элементов его конструкции. Правильный подбор материалов и режимов работы деталей износа поможет увеличить время эксплуатации деталей машин.

Современные установки и методики проведения экспериментальных исследований износостойкости материала имеют ряд серьезных недостатков. Как правило, на таких установка возможна реализация только одного режима изнашивания при слабом разнообразии второстепенных факторов и интенсивности изнашивания.

Особенность разрабатываемой мною установки заключается в создании конструкции, позволяющей проводить исследования в режимах трения качения, трения скольжения. Возможностью применения второстепенных фактор, влияющих на процесс износа, а именно, изнашивание в абразивных, жидких средах, ударное изнашивание, изменения интенсивности.

В установке применены готовые приводы токарного станка, что упрощает конструкцию и позволяет применять её на большинстве машиностроительных предприятиях.

1. Литературный обзор

ИзнаЬшиваЬние - процесс раЬзрушения и отделения маЬтериаЬла с поверхности тела и (или) наЬкопления его остаЬточных деформаЬций при трении. Следует отметить, что изнаЬшиваЬние прежде всего процесс взаЬимодействия поверхностей, который сопровождаЬется не только микрорезаЬнием, деформироваЬнием и наЬгреваЬнием, но таЬкже и изменением мехаЬнических свойств, структуры, фаЬзового состаЬва и химической аЬктивности поверхностных слоев. Этот процесс может проявляться в каЬчестве изменения формы или раЬзмеров изнаЬшиваЬемого телаЬ.

Интенсивность изнашивания деталей может зависит от разных причин:

1. Режима и условий их работы.

2. Материала деталей.

3. Формы контактных поверхностей.

4. Характера смазки трущихся поверхностей.

5. Удельного усилия и скорости взаимодействия.

6. Температуры в зоне сопряжения.

7. Состояние окружающей среды.

Результатом изнашивания деталей является износ. Величина износа характеризуется условными единицами объема, массы, длины. Износ определяется по изменению зазоров между сопрягаемыми поверхностями деталей, появлению течи в уплотнениях, уменьшению точности обработки изделия и многими другими.

На рисунке 1.1 представлены основные факторы, определяющие процесс изнашивания.

На рисунке 1.2 представлена схема видов изнашивания деталей.

По ГОСТ 27674-88 дадим определение наиболее распространенным видам изнашивания в машиностроении.

Механическое изнашивание - изнашивание в результате механических воздействий.

Рисунок 1.1 - факторы процесса изнашивания

Рисунок 1.2 - Виды изнашивания деталей

Коррозионно-механическое изнашивание - изнашивание в результате механического воздействия, сопровождаемого химическим и (или) электрическим взаимодействием материала со средой, рисунок 1.3.

Рисунок 1.3 - Коррозионно-механическое изнашивание

Абразивное изнашивание - механическое изнашивание материала в результате режущего или царапающего действия твердых тел или твердых частиц, рисунок 1.4.

Рисунок 1.4 - Абразивное изнашивание

Кавитационное изнашивание - механическое изнашивание при движении твердого тела относительно жидкости, при котором пузырьки газа захлопываются вблизи поверхности, что создает местное высокое ударное давление или высокую температуру, рисунок 1.5.

Рисунок 1.5 - Кавитационное изнашивание

Усталостное изнашивание - механическое изнашивание в результате усталостного разрушения при повторном деформировании микрообъемов материала поверхностного слоя. Может происходить как при трении качения, так и при трении скольжения, рисунок 1.6.

Рисунок 1.6 - Усталостное изнашивание поверхности: а - первичные микротрещины на поверхности; б - микротрещины в подповерхностном слое

Процесс усталостного изнашивания в поверхностном слое протекает следующим образом, рисунок 1.6, а:

1) взаимодействие трущихся поверхностей;

2) возникновение усталостных микротрещин;

3) раскалывание микротрещины;

4) отделение частицы материала.

Процесс усталостного изнашивания в подповерхностном слое происходит в следующей последовательности, рисунок 1.6, б:

1) зарождение поверхностных дислокаций;

2) процесс накопления дислокаций;

3) образование полостей;

4) слияние полостей в микротрещины, параллельных поверхности трения;

5) достижение микротрещины критической длина, отделение частицы износа.

Гидроабразивное (газообразное) изнашивание - абразивное изнашивание в результате действия твердых тел или твердых частиц, увлекаемых потоком жидкости (газа), рисунок 1.7.

Рисунок 1.7 - Гидроабразивный износ

Говоря о характере взаимодействия изнашивающих поверхностей следует выделить два типа движения:

1) трение скольжения;

2) трение качения.

Схемы износа приведены на рисунке 1.8.

Рисунок 1.8 - Схемы износа: 1 - трение скольжения; 2 - трение качение

В процессе износа при скольжении материалы под действием напряжений работают на срез, а в процессе трения износа при качении развиваются нормальные напряжения. При длительном нагружении под действием переменных давлений это приводит к выкрашиванию частиц на поверхности, т.е. образованию раковин (питтинга).

Если наряду с нормальными напряжениями развиваются также и касательные, то происходит проскальзывание, в наибольшей степени способствующее процессу износа. Нагружение, сочетающее скольжение и качение, возможно, например, в зубчатых передачах.

Износ при скольжении, вызываемый вращением, образуется в вершинах опор и в шаровых подпятниках. Это тот вид износа, при котором имеет место эффект вращения при относительном смещении соприкасающихся участков поверхности. Все три типа износа могут проявиться в смешанных формах.

Типичным примером ударного износа является износ колец седла клапана двигателя внутреннего сгорания. Ударный износ, как и износ, обусловленный трением качения, приводит к образованию питтинга.

ЧаЬстыми причинаЬми выхода из строя опор каЬчения являются устаЬлостное выкраЬшиваЬние дорожек и тел каЬчения, заЬклиниваЬние и раЬзрыв сепаЬраЬторов, аЬбраЬзивное изнаЬшиваЬние. При эксплуаЬтаЬции опор каЬчения укаЬзаЬнные повреждения в ряде случаЬев могут быть устраЬнены или уменьшены при использоваЬнии метаЬллоплаЬкирующих смаЬзочных маЬтериаЬлов, содержаЬщих 0,1… 10% маЬссы твердых чаЬстиц метаЬллов, их окислов, метаЬллооргаЬнических соединений или твердых аЬнтифрикционных маЬтериаЬлов, рисунок 1.9.

Долговечность паЬр трения с линейным контаЬктом тел каЬчения и колец обраЬтно пропорционаЬльна наЬгрузке на более наЬгруженное тело в степени 3,3. Снижение этой наЬгрузки на 10% повышаЬет долговечность подшипника на 36%. СоздаЬние между телом каЬчения и кольцом подшипника метаЬллической пленки увеличиваЬет площаЬдь контаЬкта и тем саЬмым снижаЬет маЬксимаЬльную наЬгрузку на тело каЬчения.

Рисунок 1.9 - Антифрикционные смазочные материалы

По степени изнашивания износ делится на нормальный, аварийный и предельный.

НормаЬльным (естественным) наЬзываЬют износ, возникаЬющий при праЬвильной, но длительной эксплуаЬтаЬции маЬшины в результаЬте использоваЬния заЬдаЬнного ресурса раЬботы.

АЬваЬрийным (прогрессирующим) наЬзываЬется износ, наЬступаЬющий в течение короткого времени и достигаЬющий таЬких раЬзмеров, что даЬльнейшаЬя эксплуаЬтаЬция маЬшины стаЬновится невозможной. При определенных знаЬчениях изменений в результаЬте изнаЬшиваЬния наЬступаЬет предельный износ, который вызываЬет резкое ухудшение эксплуаЬтаЬционных каЬчеств отдельных узлов и маЬшин в целом, что вызываЬет необходимость в проведении ремонтаЬ. Виды износа при трении покаЬзаЬно на рисунке 1.10.

Рисунок 1.10 - Виды разрушения при трении

Методы определения износа рабочих поверхностей.

Величина износа рабочих поверхностей деталей оценивается по:

1. Изменению массы (весовой метод).

2. Изменению зазоров и температур.

3. Изменению линейных размеров.

4. Накоплению продуктов изнашивания в масле.

5. Изменению размеров отпечатков на поверхности трения (метод лунок).

6. Изменению эксплуатационных свойств.

При визуаЬльном методе дефекты определяются в результаЬте внешнего осмотра маЬшины невооруженным глаЬзом. При возможности покаЬчиваЬния сопряженных детаЬлей износ в сопряжениях определяют визуаЬльно по величине хода детаЬлей при покаЬчиваЬнии, а именно по величине люфтаЬ.

Для определения величины износа наЬиболее раЬспростраЬненным является заЬмер геометрических раЬзмеров раЬбочих поверхностей детаЬли c использоваЬнием мерительного инструментаЬ. ТаЬк, наЬпример, для измерения заЬзоров в сопряжениях горных маЬшин могут быть использоваЬны щупы, свинцовые плаЬстины, мягкаЬя проволокаЬ, индикаЬторы. Величина износа зубчаЬтого заЬцепления определяется по толщине свинцовой плаЬстины, прокаЬтаЬнной через заЬцепление. В подвижных заЬцеплениях нормаЬльные заЬзоры наЬходятся в пределаЬх от 0,01 до 0,5 мм.

В процессе трения выделяется тепло. По мере ухудшения качество поверхности тепловыделение увеличивается. С помощью термометров и термопар можно контролировать температуру деталей, и по ней определять степень износа.

2. Анализ состояния вопроса

Большинство деталей узлов современных машин и аппаратов работают в режиме изнашивание, поэтому их износ является одним из основных фаЬкторов, определяющих срок службы оборудоваЬния. Для увеличения срока эксплуатации оборудования необходим грамматный подобор материалов и режимов работы деталей износа.

Для оценки пригодности того или иного материала необходимо проведение эксперементального исследования его взаимодествия с контр-телом. Качество экспериментального проведения исследований износостойкости материала заключается в максимально приближенных воссоздании условий его эксплуатации.

В существующих устройствах и методиках оценки износостойкости, как правило, учитывается какой-либо один из механизмов изнашивания, еще и в сочетании с узким диапазоном изменений внешних и внутренних факторов. Если механизм изнашивания при оценке износостойкости конкретного объекта не соответствует реальным условиям изнашивания, оценка износостойкости является неадекватной.

Рассмотрим принципы работы и методики проведения исследований. Проведем анализ существующих установок.

В качестве примера установки для исследования трения скольжения рассмотрим следующую установку - «Нагружающее устройство к машине для испытаний на трение износ», рисунок 2.1.

Рисунок 2.1 - Нагружающее устройство к машине для испытаний на трение износ

Описание установки.

Нагружающее устройство к машине для испытаний на трение и износ содержит основание 1, к которому через зубчато-реечную передачу 2 крепится кронштейн 3, жестко связанный с корпусом механизма нагружения 4, в котором свободно перемещается шток 5, в верхней части которого крепится набор сменных грузов 6, а в нижней - держатель подвижного образца 7. Подвижный образец 8 совершает возвратно-поступательное перемещение относительно контробразца 9, который крепится в держателе контробразца 10. Держатель контробразца 10 опирается на внутренние кольца подшипников качения 11, нагруженные кольца которых жестко закреплены на платформе 12, связанной с основанием 1.

Принцип действия установки.

Устройство работает следующим образом. Оператор перемещает посредством зубчато-реечной передачи кронштейн 3 вниз до контакта подвижного образца 8 с контробразцом 9. При нагружении образца грузами 6 первоначально точечный контакт, вследствие отклонения размеров, перейдет в линейный O3O4. Это обеспечивается тем, что держатель контробразца 10 закреплен во внутреннем кольце подшипников качения 11 таким образом, что поверхность трения контробразца 9 совпадает с горизонтальной плоскостью, проходящей через ось симметрии подшипника 11. При этом ось вращения O1O2 подшипников качения 11 совпадает с линией, образуемой пересечением поверхности трения контробразца 10 с перпендикулярной к ней плоскостью симметрии контробразца 10, ориентированной в направлении скольжения подвижного образца 8.

Говоря о недостатках данной установки в первую очередь следует выделить однообразие проводимых исследований, а именно, проведение испытаний только в режиме трения скольжения. Большинство узлов трения деталей машин покрываются смазывающими веществами либо полностью погружаются в смазывающую среду. Эти два варианта испытаний невозможно проводить на данной установке, также как и образивное трение, трение в жидкой среди.

Следующей рассмотрим установку испытательной камеры машины трения, рисунок 2.2

Рисунок 2.2 - Испытательная камера машины трения

На рисунке 2.3 показан основной узел трения испытательной установки.

Рисунок 2.3 - Узел трения испытательной установки

Описание установки.

Испытательная камера машины трения имеет вертикальную компоновку и смонтирована на подшипниковом узле 1, на который устанавливается ее корпус 2, базирующий на себе блок нагружения 3. Наружная поверхность подшипникового узла 1 представляет собой нисходящую конусно-винтовую поверхность, которая в сопряжении с внутренней нисходящей конусно-винтовой поверхностью корпуса 2 образует нисходящий конусно-винтовой канал. В опорах (не показаны) подшипникового узла 1 размещен приводной вал 4, входной конец которого соединен с электродвигателем 5 привода главного движения через жесткую муфту 6 на стяжных конических кольцах (не показаны), а на выходной конец посредством конических посадок базируется ролик 7, на котором закрепляется посредством гайки 8 и пружинной шайбы 9 контробразец 10. Подшипниковый узел 1, корпус 2 и электродвигатель 5 жестко закреплены на раме 11 машины трения. В блоке нагружения 3 установлены большие плунжера 12; 13, и малые плунжера 14; 15 двухстороннего действия и жестко зафиксированы гайками 16 и 17. Большие плунжера 12 и 13 упираются в малые плунжера 14 и 15, а последние - в самоустанавливающиеся шаровые опоры 18 и 19 (фиг. 2), свободно вращающиеся в П-образных направляющих 20 и 21 и несущие на цилиндрических штифтах 22 и 23 испытуемые образцы-колодки 24 и 25. В гайке 16 установлен напорный штуцер 26, в гайке 17 - датчик давления 27, а торцевые полости А и Б объединены между собой жестким трубопроводом 28 и соединены с ручными нагружателями 29 и 30. В блоке нагружения вмонтривована система регистрации суммарного линейного износа испытуемого трибосопряжения, состоящая из межплунжерных полостей В и Г, образованных блоком нагружения 3 и сочетанием больших и малых плунжеров 12; 14 и 13; 15, объединенных между собой и последовательно соединенных с ручным задатчиком исходного избыточного давления 31, манометром 32 и датчиком динамического давления 33 при помощи жесткого трубопровода 34 и соединительных штуцеров 35 и 36. В верхней части блока нагружения 3 вмонтирована прозрачная крышка 37 посредством гайки 38. Для подачи испытуемой смазочной среды в испытательную камеру машины трения имеется отверстие Д, а для удаления - сливной штуцер 39.

Принцип действия.

Испытательная камера машины трения работает следующим образом: на выходной конец приводного вала 4 устанавливают ролик 7, выполненный из диэлектрического конструкционного материала с малыми коэффициентами расширения и теплопроводности, на который насаживают контробразец 10 и закрепляют гайкой 8 через пружинную шайбу 9. На цилиндрические штифты 22 и 23 в самоустанавливающиеся шаровые опоры 18 и 19, свободно вращающиеся и перемещающиеся в П-образных направляющих 20 и 21, базируют испытуемые образцы-колодки 24 и 25. Затем производят герметизацию испытательной камеры при помощи прозрачной крышки 37 и гайки 38. Отверстие подачи Д и сливной штуцер 39 соединяют с источником циркуляции испытуемой смазочной среды и осуществляют ее подачу в испытательную камеру под необходимым давлением. После этого производят включение электродвигателя 5 привода главного движения, осуществляя тем самым вращение через жесткую муфту 6 на стяжных конических кольцах контробразца 10. Если нагружение испытуемых образцов-колодок 24 и 25 будет осуществляться в ручном режиме, то на напорный штуцер 26 ставят заглушку и нагружение осуществляют при помощи ручных нагружателей 29 и 30, создавая тем самым избыточное давление нагружения в торцевых полостях А и Б больших плунжеров 12 и 13, которое передается на самоустанавливающиеся шаровые опоры 18 и 19 через малые плунжера 14 и 15. Величина давления нагружения в ходе проведения испытаний регистрируется датчиком давления 27. При динамическом задании нагрузки на испытуемые образцы-колодки напорный штуцер 26 соединяют с напорной полостью программно-управляемого сервоэлемента (не показан). После приработки испытуемого трибосопряжения систему регистрации суммарного линейного износа заполняют рабочей жидкостью требуемой сжимаемости, удаляют воздух и создают исходное избыточное давление ручным задатчиком 31, при котором зависимость суммарного линейного износа испытуемого трибосопряжения от давления рабочей жидкости в системе регистрации суммарного линейного износа испытуемого трибосопряжения имеет линейную зависимость. При испытании в статическом режиме регистрацию суммарного линейного износа испытуемого трибосопряжения производят по манометру 32, а при динамическом испытании - по динамическому датчику давления 33. Установленное таким образом исходное избыточное давление будет являться абсолютным нулем, соответствующим началу процесса износа контробразца 10 и испытуемых образцов-колодок 24 и 25. По мере того, как будет происходить процесс износа испытуемого трибосопряжения, будет происходить уменьшение объема межплунжерных полостей В и Г, интенсивность которого будет определять ее рабочий диаметр и сжимаемость рабочей жидкости, и приведет к понижению давления, регистрируемого манометром 32 или датчиком давления 33. В случае если при некотором смещении поршня происходит незначительное увеличение давления рабочей жидкости в системе регистрации суммарного линейного износа испытуемого трибосопряжения, то необходимо произвести увеличение радиусов больших плунжеров 12 и 13 или уменьшить радиусы малых плунжеров 14 и 15 или сменить рабочую жидкость, обладающую меньшой сжимаемостью.

К недостаткам данной установки следует отнести сложную форму испытываемого образца и контр тела. В связи с этим изготовление образцов из труднообрабатываемых материалов создаст дополнительные сложности. Для получения наиболее точной оценки результатов изнашивания необходимо проведение нескольких испытаний с разными образцами. Из-за того, что площадь поверхности трения контр-тела недостаточно большая, возникает необходимость изготавливать и его для повторного проведения испытаний. На данной установке нет возможности проводить испытания на трение с ударами и трение качение.

Анализ установки для исследования трения образцов материалов при высоких температурах в различных средах, рисунок 2.4.

Рисунок 2.4 - Установка для исследования трения образцов материалов при высоких температурах в различных средах

Описание установки.

Установка содержит рабочую камеру 1, устройства для крепления исследуемых пар трения в виде двух концентрично размещенных труб 2 и 3, на концах которых размещены детали 4 и 5 пары трения, привод 6 для вращения трубы 2, нагрузочно-измерительное устройство, концентричное трубам нагревательное устройства 7, имеет в своем дне нагреватель 10 и подвижен в направлении оси труб. Нагрузочно-измерительное устройство выполнено в виде рычагов 11 и 12, шарнирно закрепленных на трубе 3, помещенных в тигель 9.

Принцип действия.

Принцип действия установки основан на изнашивающем воздействии трения образцов 4 и 5 при воздействии высокой температуры. Образец совершает вращательное движения, передающееся через трубку 2 от привода 6. Рычаг 12 создает необходимую силу прижатия образца к контр телу.

Недостатком данной установки является однообразие интенсивности движения пар трения, необходимость изготовления образцов сложной формы, невозможность проведения испытаний с образцами различной формой контактных поверхностей. Возможное проведение испытаний в режиме движения только трения скольжения.

В процессе исследования были выявлены общие, наиболее часто встречающиеся недостатки, попадающиеся в большинстве указанных и неуказанных установках:

1. Однообразие характера движения образцов.

2. Сложность формы образцов и контр тел.

3. Сложность конструкции испытательных машин.

4. Отсутствие возможности проводить испытания различных средах.

Целью и основной задачей проектирования является разработка конструкции установки для экспериментального исследования износостойкости материалов. В ходе разработки следует учесть недостатки имеющихся установок, повысить возможность проведения испытаний максимально приближенно к реальным изнашивающим процессам в узлах машин. Также необходимо соблюсти простоту и универсальность конструкции, что положительно отразится на стоимости её изготовления и применяемости.

3. Конструкторская часть

3.1 Проектирование конструкции установки для исследования износостойкости

3.1.1 Принципиальные конструкторские решения

При разработке установки для исследования износостойкости необходимо учесть требования, которые должны быть выполнены при проектировании.

Во-первых, данная установка изготавливается для разного типа машиностроительных предприятий, а это значит, что конструкция должна быть наиболее простой в изготовлении.

Во-вторых, конструкция установки подразумевает наличие приводов с возможностью регулирования их работы для изменения интенсивности изнашивающих процессов.

В-третьих, установка должна наиболее точно реализовывать реальные условия изнашивания деталей.

В-четвертых, возможность проводить эксперименты разных типов изнашивания в различных режимах.

Согласно всем вышеперечисленным требованиям производится предварительное проектирование. В качестве приводов и основы конструкции был выбран токарный станок. Изнашивающее контр-тело будет расположено на шпинделе станка, механизм для подачи держателя образца будет располагаться на плите, установленной в суппорт токарного станка. Преимущество данного решения заключается в том, что станки данного типа имеются на большинстве машиностроительных предприятий. Так же, что немаловажно, есть возможность настраивать необходимые параметры для изменения интенсивности износа, а именно скорость вращения контр-тела. Суппорт станка позволит корректно подводить образцы, устанавливать в нужном положении и извлекать их после исследований.

Для увеличения разнообразия создаваемых условий при проведении экспериментов необходимо изолировать зону испытаний. Это необходимо для избежания потерь абразивных веществ, жидких сред, продуктов износа. Также, существенным образом это отразится на чистоте эксперимента, потребность в регулярной уборке оборудования отпадет.

При воссоздании условий изнашивания может возникнуть потребность в проведении исследований с длительным непрерывным контактом. В этом случае, если траектория движения точки соприкосновения будет образовывать замкнутую линию, то возможно быстрое истирание контр-тела и повреждение установки. Решением данной проблемы послужит постоянное осциллирующее перемещения точки соприкосновения вдоль оси вращения изнашивающего тела, тем самым задействуется его большая площадь и повышается срок эксплуатации.

Предполагается, что в качестве объектов исследования будут служить образцы определенных габаритов, элементы деталей либо сами детали в случае приемлемых размеров. Для их надежного закрепления необходимо предусмотреть специализированную оснастку. Стандартными образцами будем считать изделия, имеющие форму сечения квадрат 5-10 мм, круг Ш3-10мм длинной 40 мм, рисунок 3.1.

Рисунок 3.1 - Стандартные образцы: 1 - сечение квадрат; 2 - сечение круг

Для упрощения конструкции предполагается размещение привода осциллирующей подачи в одной плоскости с держателем образцов, перемещение будет происходить непосредственно от рабочего органа к направляющим. В зависимости от скорости движения контр-тела, габаритов держателей образцов и создаваемых условий изнашивания необходимо иметь возможность настройки осциллирующего движения по таким параметрам как скорость движения и длина подачи рабочего органа.

Исходя из намеченных решений производится более тщательная проработка каждого узла установки.

3.1.2 Проектирование узлов установки

1. Барабан.

В качестве держателя контр-тела наиболее удачно подойдет конструкция типа «барабан», которая будет состоять из корпуса, задней стенки, переднего фланца. Контр-тело листовой формы будет сворачиваться и устанавливаться в внутреннюю часть барабана. Держатель образца будет проходить через центральное отверстие в переднем фланце. На задней стенке с наружной стороны будет расположен переходной фланец для крепления на шпиндель станка. Подобная конструкция данного узла дает такие преимущества как:

1. Закрытость эксперимента (продукты износа будут оставаться внутри барабана)

2. Возможность исследования трения в жидкой среде или со смазкой (под действием центробежной силы жидкость равномерно распределится по контр-телу и внутренней поверхности барабана, полуоткрытый фланец не даст жидкости вытечь за её пределы)

3. В качестве изнашивающего тела можно применить твердеющие смеси, размещенные вручную внутри барабана либо под действием центробежной силы (асфальт, цементные смеси и т.д.)

4. Также есть возможность размещения дополнительных элементов: планок, порожков и т.д., для создания трения с ударами или плавными переменными нагрузками.

5. Исследования абразивного трения. Условия как в пункте 2, центробежная сила и полузакрытый фланец распределят частицы равномерно по поверхности и не дадут вылететь за пределы исследуемой зоны.

Габариты барабана необходимо предусмотреть такие, чтобы держатели разного вида могли свободно в нем помещаться и иметь ход вдоль его оси вращения, при этом нужно учесть габариты станка и его мощность. В данном проекте рассматривается установка для станка 1М63, его необходимые характеристики приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Характеристики станка

Наименование характеристики	Единицы измерения	Значения
Наибольший диаметр устанавливаемой заготовки над станиной	мм	700
Наибольшая длина обрабатываемой заготовки (в зависимости от РМЦ)	мм	750; 1400; 1500; 2000; 2800; 3000; 4000; 5000; 8000; 10000
Наибольший вес изделия, обрабатываемого в центрах	кг	2000
Пределы частот вращения шпинделя	об/мин	10 - 1250
Мощность главного привода	кВт	15

Опираясь на размеры задаем габариты барабана, принимаем максимальный диаметр барабана Ш500 мм, ширину барабана 270 мм.

Важно при проектировании барабана предусмотреть съемный передний фланец, это необходима для наиболее легкого извлечения изнашивающего тела. Возможно применение дополнительных винтов на задней стенке вдоль корпуса барабана и на самом корпусе, которые будут служить как выталкивающие элементы при извлечении контр-тела. Для исследований трения в жидкой среде и со смазкой необходимо при конструировании и дальнейшей сборке соблюсти герметичность стыков.

Присоединительные размеры барабана к шпинделю станка определяются из размеров конца шпинделя по DIN 55022, рисунок 3.2.

Рисунок 3.2 - Присоединительные размеры к шпинделю станка

На рисунке 3.3 показана 3D модель барабана в разрезе.

Рисунок 3.3 - 3D модель барабана в разрезе

2. Быстросменные держатели.

Для исследования трения скольжение необходимо приспособление, обеспечивающее размещение и надежное закрепление в нем образцов различной формы. Также необходима регулировка силы прижатия образцов к поверхности контр-тела. Решением поставленной задачи будет устройство типа «молоток», рисунок 3.4.

Рисунок 3.4 - Молоток: 1 - корпус; 2 - крышка; 3 - зажимной винт; 4 - пружина; 5 - шайба; 6 - регулирующий винт; 7 - присоединительный винт

В цилиндрическое отверстие корпуса 1 будет устанавливаться держатель образцов, регулирующий винт 6 устанавливается в крышку 2, которая в свою очередь крепится к корпусу при помощи винтов 7. Путем закручивания регулирующего винта перемещается шайба 5, сжимая пружину 4 и создавая силу прижатия образце к контр-телу. Зажимной винт 3 закручиваясь попадает в шпоночный паз и не дает выпасть держателю образцов.

Образцы разной конфигурации будут размещаться в соответствующих быстросменных держателях:

1. Для образцов с круглой формой сечения держатель с цангой.

2. Для образцов прямоугольной формы сечения, не превышающих размеров 10х10, держатель с прижимом, в котором выполнена прямоугольная прорезь. Закрепление образцов происходит за счет прижима винтом. Предусмотрен прижим типа призмы для образцов круглой или овальной формы сечения, это более простая в изготовлении альтернатива держателю с цангой. Примеры прижимов приведены на рисунке 3.5.

Рисунок 3.5 - Прижимы образцов: 1 - прижим с прямоугольной прорезью; 2 - прижим типа призма

Для готовых деталей малых размеров либо сложной формы предусмотрена держатель образцов с конусным отверстием под быстросменную гильзу. В гильзу заливается твердеющая смесь (смола, клей и т.д.) и устанавливается необходимы образец.

В хвостовиках всех держателей предусматривается шпоночный паз, в который при установке будет входить упорный винт, тем самым, не давая державке выпасть из «молотка». Данный зажим не даст держателю образцов провернуться вокруг собственной оси и позволит перемещаться ей на длину шпоночного паза. 3D модели быстросменных держателей представлены на рисунке 3.6

Рисунок 3.6 - Быстросменные держатели: 1 - держатель с цангой; 2 - держатель с пазом; 3 - держатель с призмой; 4 - держатель с гильзой

При исследовании трения в некоторых ситуациях возникает необходимость проведения экспериментов в режиме трения-качения. Для этих целей необходим держатель, обеспечивающий перемещение образцов вместе с изнашивающим телом. Мною была выбрана конструкция данного узла, представляющая собой диск, в котором находится подшипниковый узел, установленный на валу. Для создания сопротивления вращению были разработаны дополнительные элементы конструкции, а именно крышки с фрикционными прокладками, которые также выполняют функцию защиты подшипникового узла от попадания грязи и продуктов износа. Тарельчатая пружина, для создания необходимого усилия прижатия элементов трения к диску и фиксатор пружины для её регулировки.

Размещение образцов предполагается на наружном диаметре диска, для этого создаются отверстия двух типов. Первый типа отверстий имеет коническую форму для быстросменных гильз, в которые при необходимости устанавливаются образцы разной формы и заливаются твердеющей смесью, рисунок 3.7.

Рисунок 3.7 - Образец в заливке: 1 - образец; 2 - заливка; 3 - сменная гильза; 4 - диск

Второй тип отверстий имеет цилиндрическую форму с резьбой. Данные посадочные места разрабатывались для исследований износа автомобильных шипов. Шип заливается резиной и вкручивается в отверстие. Отверстия второго типа выполнены в шахматном порядке, это было сделано для того, чтобы при проведении эксперименты образцы истирали разные дорожки, что в свою очередь может увеличить эксплуатацию установленного контр-тела. Пример посадочного места приведен на рисунке 3.8.

Рисунок 3.8 - Шип в заделке: 1 - шип; 2 - резина; 3 - шайба; 4 - диск

Приспособление для исследования трения качения представлено на рисунке 3.9.

Рисунок 3.9 - Приспособление для исследования трения качения

В качестве привода, обеспечивающего движения держателя образца можно использовать мотор-редуктор с кривошипно-шатунным механизмом либо гидропривод. В данном проекте был выбран второй вариант, его преимущества перед первым заключаются меньших габаритах (размещенных на плите в суппорте станка), возможность изменения амплитуды, скорости, и длинны перемещения рабочего органа. Прототипом будет являться гидропривод подачи плоскошлифовального станка. Тип монтажа блока управления - модульный, что позволит расположить всю необходимую для регулировки аппаратуру в одном легкодоступном месте в непосредственной близости от рабочего органа (гидроцилиндра). Перемещение держателя образцов осуществляется через ползун, соединенный со штоком гидроцилиндра и расположенным также на плите. Более полная разработка с описанием конструкции будет представлена далее, после определения рабочих характеристик.

Гидроцилиндр в данной установке должен располагаться таким образом, чтобы оси ползуна и штока совпадали, это необходимо чтобы избежать заеданий во время работы. Во избежание поломок необходимо иметь определенную длину хода поршня, ограничивающуюся внутренними размерами барабана. Чтобы решить все эти задачи было принято решение разработать собственный гидроцилиндр с необходимыми габаритными параметрами.

Форма корпуса гидроцилиндра выбрана прямоугольной для более удобного размещения на плоской плите. В корпусе выполнены крепежные отверстия. Размеры гидроцилиндра рассчитаны на ход поршня 190 мм.

Размещение гидроцилиндра, блока управления и ползуна будет осуществлено на спроектированной плите. Форму плиты следует предусмотреть такой, чтобы можно было разместить её в резцедержателях различных габаритов.

Компоновка устройства приведена на рисунке 3.10.

Рисунок 3.10 - Установка для исследования износостойкости. 1 - барабан; 2 - плита; 3 - гидроцилиндр; 4 - гидроблок управленмя; 5 - ползун; 6 - диск.

3.2 Расчет и проектирования гидравлического привода осциллирующей подачи

3.2.1 Расчет и выбор исполнительного гидродвигателя

1. Определение нагрузочных и скоростных параметров двигателя

Решение этой задачи производится на основании нагрузочных и скоростных параметров на рабочем органе в соответствии с техническим заданием и кинематической схемой передаточного механизма между выходным звеном двигателя и рабочим органом.

По заданию даны:

- гидродвигатель поступательного движения (гидроцилиндр);

- движение рабочего органа поступательное;

- наибольшая линейная скорость V_max = 0,02 м/с;

- диаметр поршня D = 40 мм;

- диаметр штока d = 20 мм;

- ход поршня s = 190 мм.

2. Определение геометрических параметров и выбор модели двигателя

В качестве исполнительного гидродвигателя разработан гидроцилиндр двухстороннего действия с односторонним штоком. Основным параметром гидроцилиндра в данном случае будет являться рабочее давление.

p_н = 6,3 МПа;

p₁ = 4,2 МПа;

p₂ = (0,3…0,9) = 0,6 МПа.

3.2.2 Составление принципиальной схемы привода

Составление принципиальной схемы гидропривода начинаем от гидродвигателя, то есть наносим на схему гидроцилиндр, а затем на его гидролинии устанавливаем регулирующие и направляющие гидроаппараты в соответствии с циклограммой работы привода и способом регулирования скорости. После этого объединяем напорную и сливную линии отдельных участков схемы. Последним этапом является изображение гидросхемы насоса (Н), размещение фильтра (Ф), предохранительного клапана (КП) Рисунок. 3.11..

Рис. 3.11 - Структурная схема гидропривода ГД - гидродвигатель; ТУ₁, ТУ₂ - тормозные устройства; КО₁, КО₂ КО₃ -клапаны обратные; РР - реверсивный распределитель; Р - регулятор расхода; КП - клапан переливной; Ф - фильтр; ТО - теплообменник; Н - насос; ГБ - гидробак.

В соответствии с данной схемой привод работает по следующей циклограмме, рисунок 3.12.

Рисунок 3.12 - Циклограмма работы гидропривода

БП - быстрый подвод;

БО - быстрый отвод.

Циклы работ

Быстрый подвод, рисунок 3.13:

Рисунок 3.13 - Быстрый подвод

Быстрый отвод, рисунок 3.14.

Рисунок 3.14 - Быстрый отвод

Стоп, все ЭМ выключены, рисунок 3.15:

Рисунок 3.15 - Стоп

Схема насосной установки окончательно определяется после выбора её модели. Необходима предусмотреть разгрузку насоса в положении «стоп», что обычно достигается выбором соответствующей схемы реверсивного распределителя.

Все элементы схемы обозначим и приведем подробное описание её работы. Также на схеме цифрами указываем характерные сечения (Рис. 3.16.).

Рис. 3.16 - Принципиальная схема гидропривода

3.2.3 Расчет и выбор насосной установки

Выбор насосной установки осуществляется исходя из требуемых расхода жидкости и давления в гидроприводе.

Для гидроцилиндров с односторонним штоком определяется по формуле:

(3.1)

(3.2)

гдеQ_max₁, Q_max₂ - максимальные расходы жидкости соответственно при прямом и обратном ходе, л/мин;

v_д_max - максимальная скорость при отводе и подводе, м/с;

F_п, F_ш - эффективная площадь гидроцилиндра в сливной полости и площадь штока, мм.

Определим расходы жидкости:

Чтобы не превышать заданную скорость выбираем наименьший расход жидкости Q_min =1,13 л/мин.

Величина требуемого давления на выходе из насоса:

где?p_н - суммарные потери давления в линии, соединяющий насос с гидроцилиндром, МПа.

Потери давления могут быть определены только после разработки гидропривода, поэтому предварительно выбор насосной установки производится, приняв p_н = 6,3 МПа.

На основании полученных значений из справочника [1] выбираем модель насосной установки:

НПл 8/6,3

- рабочий объем 8 см³;

- номинальная подача 5,8 л/мин;

- давление на выходе из насоса 6,3 мпа;

- КПД 0,76.

Проверка:

Подача насоса данной установки удовлетворяет условию Q_н ? Q_min.

3.2.4 Расчет и выбор гидроаппаратуры и трубопроводов

1. Расчет и выбор гидроаппаратуры.

Параметрами для выбора гидроаппаратуры является величина расхода жидкости и рабочего давления в той линии, где установлен аппарат.

Номинальные значения расхода и давления должны быть ближайшими большими к расчетным значениям.

Выбранные аппараты должны соответствовать заданному способу монтажа, в данном случае - модульному.

Весь перечень гидроаппаратуры представлен в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Гидроаппаратура привода

№	Тип, обозначение аппарата	Основные технические характеристики
1	Ф - Фильтр, 1ФГМ32-05М ТУ2-053-1778-86Е	P_ном = 32 МПа; Q_ном = 15,5 л/мин.
2	КО₁, КО₂ - обратные клапаны, Г51-31 ТУ2-053-1649-83	8 - диаметр условного прохода, мм; P_ном = 20 МПа; P_max = 22 МПа; P_min = 0,25 МПа; ?p_ном = 0,25 МПа; ?p_о = 0,15 МПа; Q_ном = 16 л/мин; Q_max = 25 л/мин.
3	ТУ₁, ТУ₂ - тормозное устройство, ВЕ6.573 ГОСТ 24679-81	6 - диаметр условного прохода, мм; P_ном = 32 МПа; P_с.л. = 6 МПа; Q_ном = 10 - 12,5 л/мин, Q_max = 10 - 25 л/мин.
4	КП - Предохранительный клапан, КПМ-6/3 З3 ТУ2-053-1441-79	6 - диаметр условного прохода, мм; P_настр. = 2…20 МПа; Q_ном = 12,6 л/мин; Q_max = 20 л/мин; Q_мин = 0,3 л/мин.
5	КО₃ - обратные клапан, КОМ-6/3 ГОСТ 21464-76	6 - диаметр условного прохода: P_ном = 32 МПа; P_max = 35 МПа; P_откр. = 0,01 МПа; Q_ном = 12,5 л/мин; Q_max = 30 л/мин.
6	Регулятор расхода, RD6/2M	6 - диаметр условного прохода, мм; P_max = 32 МПа; Q_max = 10 л/мин; Q_мин = 0,06 л/мин.
7	РР - реверсивный распределитель, ПЕ6 (78) ТУ2-053-1754-85	6 - диаметр условного прохода, мм; P_ном = 32 МПа; P_с.л. = 6 МПа; Q_ном = 10 - 12,5 л/мин; Q_max = 10 - 25 л/мин.

2. Расчет и выбор трубопроводов.

При отсутствии взаимного перемещения аппаратов друг относительно друга в качестве трубопроводов при давлении 6,3 МПа применяются медные трубы, соединяемые с развальцовкой.

Для соединения взаимно перемещающихся относительно друг друга аппаратов применяются рукава высокого давления.

Внутренний диаметр линии определяется по формуле:

гдеQ - максимальный расход жидкости в линии, л/мин;

u_рек - рекомендуемая скорость течения жидкости в линии, м/с.

Минимальная допустимая толщина стенки трубопровод д, определяется по формуле:

гдеp - максимальное давление жидкости в трубопроводе, МПа;

у_вр - предел прочности на растяжение материала трубопровода, МПа;

К_б - коэффициент безопасности.

гдеd_н - наружный диаметр трубы, мм.

На основании расчетных значений d и д для различных линий гидросхемы выбираем стандартные трубы, у которых внутренний диаметр и толщина стенки являются ближайшими большими к расчетным значениям.

Выбор трубопровода для напорной линии.

Участки: 0-3; 3-30.

Q_ном = Q_max = 5,8 л/мин:

Для данного участка выбираем стальные бесшовные холоднодеформированные трубы 80,6 ГОСТ 8734-75.

Соединение с развальцовкой: 8 К 1/4" ОСТ 2 Г93-4 - 78.

Участок 3-6.

Q_max = 1,13 л/мин:

Для данного участка выбираем стальные бесшовные холоднодеформированные трубы 60,6 ГОСТ 8734-75.

Соединение с развальцовкой: 6 К 1/8" ОСТ 2 Г93-4 - 78.

Выбор трубопровода для сливной линии.

Участок: 23-29; 15-22.

Q_max = 1,5 л/мин:

Для данного участка выбираем стальные бесшовные холоднодеформированные трубы 60,6 ГОСТ 8734-75.

Соединение с развальцовкой: 6 К 1/8" ОСТ 2 Г93-4 - 78.

Участок: 31-32.

Q_ном = Q_max = 5,8 л/мин:

Для данного участка выбираем стальные бесшовные холоднодеформированные трубы 80.6 ГОСТ 8734-75.

Соединение с развальцовкой: 8 К 1/4" ОСТ 2 Г93-4 - 78.

Выбор трубопровода для напорно-сливной линии.

Участки: 7-14.

Q_max = 1,13 л/мин:

Для данного участка выбираем стальные бесшовные холоднодеформированные трубы 60,6 ГОСТ 8734-75.

Соединение с развальцовкой: 6 К 1/8" ОСТ 2 Г93-4 - 78.

3.2.5 Разработка конструкции гидроблока управления

Для уменьшения количества труб и их соединений, улучшения эстетического вида привода и облегчения ремонта целесообразно гидроаппаратуру компоновать в виде блоков или панелей. Состав входящих в них аппаратов определяется по конструктивным соображениям.

При разработке конструкции привода следует учесть способ монтажа аппаратов. В данном приводе применяется модульный монтаж.

Аппараты модульного монтажа имеют две параллельные плоскости, на которые выходят все отверстия для подвода и отвода жидкости. Так как количество отверстий, их координаты и диаметры на обеих плоскостях одинаковы и унифицированы с некоторыми аппаратами стыкового исполнения, модульные аппараты можно монтировать друг на друга без промежуточных плит в виде пакета, замыкаемого с одной стороны плитой, а с другой - аппаратом стыкового монтажа. Все аппараты, входящие в блок управления, стягиваются шпильками. Подвод и отвод жидкости к блоку осуществляется через плиту.

На основе компоновки выполняется сборочный чертеж гидроблока управления, на котором проставляются габаритные, присоединительные и установочные размеры.

На основании сборочного чертежа блока управления выполняются рабочие чертежи корпусов и плит.

Далее разрабатывается общий вид гидропривода.

Конструкция привода должна обеспечить минимальную длину и простейшую форму трубопровода и одновременно - удобство обслуживания, не загромождать рабочее пространство станка; большую часть гидроаппаратов следует монтировать на щите насосной установки.

3.2.6 Определение потерь давления в приводе

Расчет потерь давления необходим для проверки правильности выбора насоса. Кроме того, уровень потерь давления в значительной степени характеризует качество спроектированного привода.

При расчете привода отдельно определяется потери давления в аппаратах и трубопроводах.

1. Определение потерь давления в гидроаппаратах.

При определении потерь давления в гидроаппаратах целесообразно их разделить на аппараты, в которых во время установившегося движения РО проходные сечения рабочих отверстий не меняются, и аппараты, в которых запирающий элемент постоянно нагружен пружиной, действующей в сторону перекрытия рабочих отверстий.

К первой группе относятся распределители, дроссели, фильтры, теплообменники; в них Др₀ = 0, МПа.

Ко второй группе аппаратов относятся гидроклапаны давления, обратные клапаны и др. Потери давления в таких аппаратах складываются из давления для преодоления силы пружины и дополнительного перепада давления для проходы фактического расхода масла в каждом переходе цикла.

гдеДр₀ - давление открытия клапана, МПа.

Величина Др₀ для обратных клапанов приводится в справочниках. Коэффициенты А и B определяются по формулам:

гдеДр_ном - потери давления в аппарате при нормальном расходе, МПа;

Q_ном - номинальный расход аппарата, м³/с.

На основании полученных значений A и B определяется потери давления Др_га в гидроаппаратах, установленных в проектируемом ГП, на всех этапах цикла по формуле:

гдеQ_э - расход жидкости в аппаратах на данном этапе цикла, м³/с.

Результаты расчетов приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 - Потери давления в гидроаппаратах

Наименование и модель аппарата	Дp₀ МПа	А	В	Этап цикла	Q_э м³/с	Дp_га МПа
Фильтр 1ФГМ32-05М	0	155,038	600925,425	БП	0,96610^-4	0,020
Клапан обратный КОМ-6/3	0.05	120,192	577847,633	БП	0,18810^-4	0,052
Реверсивный распределитель ПЕ6	0	721,153	1733542,899	БП	0,18810^-4	0,014
Клапан обратный Г51-31	0.15	187,969	706653,852	БП	0,18810^-4	0,153
Тормозное устройство	0	791,428	1944542,829	БП	0,28110^-4	0,021
Реверсивный распределитель ПЕ6 (в сливной линии)	0	721,153	1733542,899	БП	0,28110^-4	0,014

Основной поток жидкости для напорной линии проходит через следующие гидроаппараты:

a) Фильтр (Ф) 1ФГМ32-05М:

P_ном = 32 МПа;

Q_ном = 15,5 л/мин = 2,58?10^-4 м³/с;

ДP_ном = 0,08 МПа;

ДP₀ = 0 МПа.

Клапан обратный (КО₃) КОМ-6/3:

P_ном = 32 МПа; P_max = 35 МПа; P_откр. = 0,01 МПа;

Q_ном = 12,5 л/мин; Q_max = 30 л/мин;

ДP_ном = 0,1 МПа;

ДP₀ = 0,05 МПа.

b) Реверсивный распределитель (РР) ПЕ6:

P_ном = 32 МПа; P_с.л. = 6 МПа;

Q_ном = 10 - 12,5 л/мин; Q_max = 10 - 25 л/мин;

ДP_ном = 0,3 МПа;

ДP₀ = 0 МПа.

c) Клапан обратный (КО₁, КО₂) Г51-31:

P_ном = 20 МПа; P_max = 22 МПа; P_min = 0,25 МПа;

?p_ном = 0,25 МПа; ?p_о = 0,15 МПа;

Q_ном = 16 л/мин; Q_max = 25 л/мин;

d) Тормозное устройство

P_ном = 32 МПа; P_с.л. = 6 МПа;

Q_ном = 10 - 12,5 л/мин; Q_max = 10 - 25 л/мин;

ДP_ном = 0,3 МПа;

ДP₀ = 0 МПа;

Определим суммарные потери давления в напорной и сливной линиях соответственно:

где - сумма потерь давления в каждом гидроаппарате в напорной и сливной линиях соотвественно.

Потери в гидроприводе составляют:

где - суммарные потери в гидроприводе, МПа.

2. Определение потерь давления в трубопроводах.

Потери давления по длине обусловоены вязким трением жидкости при её течении в трубопроводе. Существенное влияние на величину этих потерь оказывает режим течения жидкости. Различают два режима : ламинарный и турбулентный, причем переход из одного режима в другой происходит при критическом числе Рейнольдса(Reкр).

Поэтому прежде всего для каждого трубопровода определяют число Рейнольдса:

гдеu - скорость движения жидкости, м/с;

D_c_т - гидравлический диаметр, мм²;

v - кинематическая вязкость среды, м²/с.

Для напорного участка 0-3, расчет приведем полностью.

Исходные данные:

Определяем площадь внутреннего сечения стандартного трубопровода:

где - площадь внутренненго сечения трубопровода, м².

Находим фактическую скорость течения жидкости:

U=2,66 ? .

Определяем число Рейнольдса:

Выбираем марку рабочей жидкости:

ИГП-30

V =;

с = 885 кг/м³.

Определяем режим течения жидкости:

342<2300 - ламинарный режим.

Находим коэффициенты гидравлического трения по формуле:

Потери по длине для напорного участка 0-3 равны:

гдес - плотность жидкости, кг/м³;

- коэффициент гидравлического трения на i-том участке;

- соответственно длина, внутренний диаметр и площадь внутреннего сечения на i-том участке;

n_i - число участков.

Результаты расчета для всех участков сводим в таблицу 3.3.

Таблица 3.3 - Потери давления в трубопроводах

Этап цикла	Линия	Q_max м³/с10^-4	Уч.	dстi м			Rei		Li	МПа
БП	Н	5.8	0-3	8	3.6	2.66	342	0.187	0.5	0.328
БП	Н	1.13	7-14	6	1.8	1.05	167	0.382	1.5	1.454
БП	С	1.13	15-22	6	1.8	1.05	167	0.382	0.8	0.775

Благодаря тому, что способ монтажа гидроаппаратуры модульный, удалось избежать больших потерь давления в трубопроводах так как большая часть гидроаппаратов соединены между собою напрямую.

3. Определение местных потерь давления.

Местные потери давления ( складываются из потерь в различных местных сопротивлениях ( и определяются по формуле:

где - коэффициент j-того местного сопротивления;

- число местных сопротивлений;

- площадь внутреннего сечения трубопровода перед j-ым сопротивлением, мм².

Коэффициенты определяются по справочнику и заносятся в таблицу, где суммируются для напорной и сливной линии.

где - изгиб трубы R/do=2 =0,3;

- вход в емкость =2;

- вход в трубу R/do=0.12 ж=0,1;

- количество переходов.

Участок 0-3:

Аналогично считаем для остальных участков. Результаты расчетов приведены в таблице 3.4.

Таблица 3.4 - Местные потери давления

Этап цикла	Линия		Участок		Вид местного сопротивления	Кол-во			МПа	МПа
БП	Н	5,8	0-3	3,6	Изгиб трубы 90?	3	0,3	3,6	0,0088	0,026
БП	Н	1,13

Страница:

дипломная работа "Разработка конструкции установки для экспериментального исследования износостойкости материалов" скачать

Подобные документы

Проект установки для экспериментального исследования износостойкости материалов
Расчет и проектирования гидравлического привода осциллирующей подачи. Расчет и выбор гидроаппаратуры, трубопроводов и насосной установки. Разработка конструкции гидроблока управления. Разработка технологического процесса изготовления детали "диск".

дипломная работа [2,7 M], добавлен 27.10.2017
Проектирование гидравлического привода
Разработка гидравлического циклического привода пресса ПГ-200 для изготовления металлочерепицы. Определение нагрузочных и скоростных параметров гидродвигателя. Выбор насосной установки и гидроаппаратуры. Расчет потерь давления в аппаратах и трубопроводах.

курсовая работа [214,7 K], добавлен 20.03.2017
Расчёт гидравлического привода промышленного робота
Расчет статических и динамических нагрузок привода. Выбор рабочего давления и жидкости. Габаритные и присоединительные размеры насос-мотора. Расчет параметров гидроаппаратуры и манометров. Тепловой расчет насосной установки, выбор системы электропривода.

курсовая работа [1,6 M], добавлен 24.03.2013
Технологическая оснастка
Типы станочных приспособлений, их применение, сущность и особенности разработки. Расчет сил резания, выбор схемы закрепления заготовки, конструкции зажимного механизма и силового привода. Работа приспособления и расчет погрешностей установки заготовки.

курсовая работа [561,9 K], добавлен 30.05.2012
Модернизация выталкивателя заготовок нагревательной печи стана
Разработка гидропривода перемещения выталкивателя. Расчет и выбор насосной установки. Выбор гидроаппаратуры и трубопроводов. Разработка циклограммы работы оборудования нагревательной печи. Выбор способа изготовления заготовки. Припуск на обработку.

дипломная работа [283,4 K], добавлен 09.12.2016
Расчет гидравлического привода для трактора ЛТ-154
Гидросистема трелевочного трактора ЛТ-154. Выбор рабочей жидкости. Расчет гидроцилиндра, трубопроводов. Выбор гидроаппаратуры: гидрораспределителя, фильтра, дросселя, предохранительного клапана. Выбор насоса, расчет потерь напора в гидроприводе.

курсовая работа [232,7 K], добавлен 27.06.2016
Разработка экспериментального стенда для исследования гидропривода вращательного движения
Конструкции гидромоторов и регулируемых насосов высоких давлений. Составление принципиальной схемы стенда. Выбор насосной установки. Разработка конструкции нагрузочного устройства. Расчет винтов на срез и смятие. Затраты на приобретение оборудования.

дипломная работа [4,0 M], добавлен 09.12.2016
Расчет водоотливной установки
Расчет исходных параметров для выбора оборудования водоотливной установки. Расчет и выбор трубопроводов. Выбор насосов и схемы их соединения. Коммутационная гидравлическая схема насосной станции водоотлива. Расчет напорной характеристики внешней сети.

курсовая работа [459,8 K], добавлен 18.11.2010
Типовой расчет гидравлического привода
Обзор автоматизированных гидроприводов. Определение рабочего режима насоса привода. Выбор рабочей жидкости. Типовой расчет гидравлического привода продольной подачи стола металлорежущего станка, тепловой расчет гидросистемы и объема масляного бака.

курсовая работа [211,4 K], добавлен 23.09.2011
Расчет и выбор двигателя привода фрезерного станка
Конструктивное исполнение силой сети и цепи управления с размещением электрооборудования и аппаратов. Расчет и выбор двигателя главного движения станка установки. Рекомендации по наладке электрооборудования. Описание электрической схемы станка установки.

курсовая работа [35,3 K], добавлен 13.02.2015

Другие документы, подобные "Разработка конструкции установки для экспериментального исследования износостойкости материалов"

весь список подобных работ

скачать работу можно здесь

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.