Конструкторське рішення гідравлічної схеми дискового розпилувального верстата

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсова робота

Конструкторське рішення гідравлічної схеми дискового розпилувального верстата

Вступ

Мета даної курсової роботи визначається завданням і полягає в розрахунку гідравлічної схеми дискового розпилювального верстата LL/30 фірми «Бра» : виборі гідроциліндрів, гідронасоса та підборі іншої гідроапаратури (розподільників, клапанів тощо) до нього з перевірочним розрахунком на працездатність.

Керуюча гідроапаратура застосовується для керування гідроприводами. У її склад входять:

- Розподільна апаратура - призначена для забезпечення заданого напрямку руху робочої рідини в гідросистемі (гідророзподільники, зворотні клапани, гідрозамки, клапани логічних функцій, регулятори тиску і регулятори витрати);

- Регулятори тиску - призначені для керування гідроприводом по навантаженню (запобіжні, переливні, редукційні клапани і реле тиску);

- Регулятори витрати рідини - призначені для керування гідроприводом по швидкості (дроселі, регулятори потоку, різні синхронізатори і дільники потоку).

Система гідромашин та гідроапаратів, яка використовується для передачі рідиною енергії на відстань і перетворення в механічну на виході з системи називається гідроприводом.

Гідромашина, що призначена для перетворення механічної енергії в енергію тиску рідини, називається гідронасосом.

Гідравлічні машини, в яких механічна енергія двигуна перетворюється на енергію руху рідини внаслідок обертального руху робочого колеса називаються насосами (ДСТУ 3063-95, ГОСТ 17398-72).

В об'ємних насосах енергія передається рідині в робочих циліндрах чи камерах з періодично змінним об'ємом і з послідовним сполученням між всмоктувальним і напірним патрубками. Для цього класу типовим є поршневий насос. Поршневий насос однобічної дії складається із циліндра щільно приєднаного до клапанної коробки, у гніздах якої розташовані всмоктувальний напірний клапани. Поршень рухається в циліндрі зворотно-поступально і всмоктує рідину по трубопроводу при ході вправо, і подає по трубі при ході вліво. При цьому відкривання всмоктувального і нагнітального клапанів відбувається автоматично.

Об'ємні гідроприводи мають наступні переваги:

- простота у складанні;

- невеликі габаритні розміри;

- низка питома маса;

- здатність до плавного керування;

- надійність та довговічність;

- висока швидкість і точність відпрацювань сигналів керування;

Основними недоліками гідроприводів :

- залежність характеристик гідроприводів від в'язкості робочої рідини;

- необхідність спеціального джерела гідравлічної енергії;

- необхідність високого ступеню герметичності з'єднання;

- необхідність забезпечення чистоти робочої рідини у зв'язку з малими зазорами у робочих елементах гідропристрою;

- пожежонебезпечність.

1.Вибір робочого тиску

Для верстатів загального призначення звичайно використовують тиск 2,5 ; 3,5; 4 або 6,3 МПа. Більш високі значення тиску приймають при розробленні потужного технологічного обладнання та верстатів спеціального призначення.

При виборі величини номінального тиску Рн для розрахунку рекомендується орієнтуватись на тиск, прийнятий в аналогічних верстатах, або, якщо таких даних немає, на асортимент гідромашин, які пропонуються на ринку продукції, щоб мати досить широкі можливості вибору гідромашин і апаратів, розрахованих під відповідний тиск.

Для попереднього розрахунку гідромашин приймаємо величину тиску Рн = 4 МПа, а потім відкоригуємо її залежно від отриманих результатів.

Величину тиску при попередньому розрахунку приймаємо на рівні

(0,1…0,2) Рн, тобто

Таким чином розрахунковий перепад тиску складає:

2.Розрахунок та вибір гідродвигунів

2.1 Розрахунок гідроциліндрів

Усі наступні розрахунки проводимо в системі СІ, а потім, якщо існуватиме необхідність переводимо результати в одиниці, зручні для використання.

Спочатку розраховуємо діаметр гідроциліндра в залежності від заданих показників, потім вибираємо за довідниками необхідний гідроциліндр.

Перед розрахунком визначаємо напрям його робочого руху, при якому проведемо розрахунок, тип гідроциліндра і засіб підключення при робочому ході.

Гідроциліндри, що використовуються у верстаті наступні: ГЦ1 - поршневий з двостороннім штоком та подачею робочої рідини через штоки; ГЦ2 - плунжерний. Розрахунок діаметра проводимо на прямому ході гідроциліндра.

Діаметр ГЦ1 обчислено за формулою:

де FГц1 - ефективне зусилля на штоку Гц1;

ц - стала гідроциліндра ц=1,33;

ДP - перепад тиску;

зм=0,97…0,98 - механічний ККД гідроциліндра.

Діаметр ГЦ2 визначаємо за формулою:



де Pн - номінальний тиск.

2.2 Вибір гідроциліндрів

За результатами попередніх обчислень діаметрів гідроциліндрів за ГОСТ 12447-80 підбираємо реальні гідроциліндри: D1=125мм і D2=110мм.

Діаметр штока визначено за формулою:

де Dц=125мм - вибраний за стандартним рядом значень діаметр циліндра.

Згідно ГОСТ 12447-80 вибираємо:

dш1=63мм

3.Розрахунок витрат робочої рідини

3.1 Розрахунок витрат робочої рідини по гідроциліндрах

Обчислюємо витрати робочої рідини згідно з вибраними гідроциліндрами за формулою:

1) поршневий гідроциліндр з двостороннім штоком

де Vш - швидкість штока гідроциліндра, м/с.

- об'ємний ККД гідромотора (= 0.95...0.97).

2) плунжерний гідроциліндр

Переводимо отримані значення витрат у л/хв., для цього множимо витрату на 60000.

4.Розрахунок та вибір насосів і приводного двигуна

4.1 Розрахунок і вибір насосів

При виборі насосу необхідно знати загальну витрату робочої рідини. Встановимо, що в заданій гідросхемі гідроциліндри працюють почергово, отже, гідронасос підбираємо за найбільшою з двох гідроциліндрів витратою рідини, тобто необхідна витрата рівна:

Гідронасос вибрано за найбільшою потрібною витратою робочої рідини, значення якої більше, ніж розраховане.

Таблиця

Показник	Значення
Тип гідронасоса	Пластинчастий
Марка	Г12-24М
Робочій об'єм	80 см3
Номінальна подача	70 л/хв.
Тиск:
номінальний	6,3 МПа
максимальний	7 МПа
Частота обертання:
номінальна	960 хв-1
максимальна	960 хв-1
мінімальна	960 хв-1
Потужність
номінальна	8,8 кВт
холостого ходу	1,5 кВт
ККД при номінальному режимі
об'ємний	0,91
повний	0,82
Ресурс	4000 год.
Маса	20 кг

4.2 Вибір приводного двигуна

Приводний двигун для насоса підбираємо за потужністю та частотою обертання, яка необхідна для приводу насоса. Приводну потужність насоса визначаємо:

, Вт,

де рн - номінальний тиск, Па;

- механічний ККД насоса (= 0.92...0.95)

Vн - робочий об'єм;

Вт.

Вибираємо двигун за ГОСТ 19523-81, виходячи з того, що частота обертів електродвигуна повинна приблизно дорівнювати частоті обертання насоса.

Двигун марки:АИР 132 S6

P=5,5кВт - потужність двигуна;

n=960 об/хв - частота обертів двигуна;

4.3 Вибір об'єму бака

Об'єм бака обчислюємо за формулою:

де Qхв - об'єм рідин, який подає насос за одну хвилину.

Згідно з ГОСТ 12448-80 об'єм бака приймаємо 160 л.

5. Вибір гідроапаратури

В процесі вибору гідроапаратури керуємося значенням діаметра умовного проходу, для чого вибираємо розрахункову швидкість рідини:

при тиску до 10 МПа - 2,7…4,25м/с

приймаємо:

Діаметр умовного проходу обчислюємо за формулою:

де Qрід=Qнас приймається в м3/с.

Згідно з ГОСТ 12448-80 значення умовного проходу приймаємо рівним 20 мм.

1)Гідророзподільник Р203: 2шт.

-діаметр умовного проходу -20мм;

- номінальна витрата масла: 160л/хв;

- номінальний тиск: 32 Мпа.

- тип керування: електричний;

2) Клапани :

Запобіжний Г54-34М - 3шт.

- тип - прямої дії

- діаметр умовного проходу: 20мм;

- витрата рідини: 125 л/хв;

- керування - ручне;

- тиск настройки: 4 МПа;

- маса: 36 кг.

зворотний ПГ51-24 1шт.

- Dу=20мм ;

- робочий тиск: номінальний 20Мпа, мінімальний 0,35 Мпа;

- витрата масла 80 л/хв;

- перепад тиску 0,3МПа;

- маса- 3,5 кг.

3)Дросель:

із зворотним клапаном ДК-20 2шт.

- діаметр умовного проходу -20мм(установимо через перехідні втулки);

-витрата рідини :63 л/хв.

-номінальний тиск: 32 МПа

-маса:6,8 кг

зворотній клапан відсутній ДР-20 1шт.

- діаметр умовного проходу -20мм(установимо через перехідні втулки);

-витрата рідини 63 л/хв.

-номінальний тиск 32 МПа

-маса 6,8 кг

4) Манометри МПТ-4 2шт.

- діапазон вимірювання 0-12МПа

5) Фільтр 1шт.

6.Перевірний розрахунок

Виконаємо перевірний розрахунок для перевірки відповідності результатів обчислень вихідним даним при номінальному тиску та номінальній подачі гідронасоса.

Фактичне зусилля штоку на гідроциліндрі ГЦ1 визначено за формулою:

Фактичне зусилля штоку на плунжерному гідроциліндрі ГЦ2 обчислюємо за формулою:

Фактичну швидкість штоку гідроциліндра ГЦ1 розраховуємо за формулою:

Фактичну швидкість штоку плунжерного гідроциліндра ГЦ2 визначаємо за наступною формулою:

Табличний звiт перевiрки:

	Вихiднi данi	Перевiрочнi
Зусилля на штоку Гц1 (кН)	29	29
Зусилля на штоку Гц2 (кН)	33	30
Швидкiсть штока Гц1 (м/хв)	6,0	7,3
Швидкiсть штока Гц2 (м/хв)	3,5	7,1

7. Опис роботи гідросхеми

Рідина з бака закачується гідронасосом і поступає до напірної лінії гідросистеми. Для того щоб тиск в системі не перевищував максимально допустимий встановляються запобіжний клапан (Кл1), який обмежує його.

За допомогою розподільника (Р1,) керують роботою гідроциліндра (Гц1),перемикючи гідроциліндр шток може рухатися як праворуя так і ліворуч. У цій же лінії знаходяться два клапани тиску (Кл2, Кл3), які регулюють його, та два дроселі із зворотніми клапанами (ДР1, ДР2) які створюють опір потоку робочого середовища.

Також на даній схемі присутній ще один дросель (ДР3) без зворотнього клапана, після нього робоча рідина поступає на розподільник (Р2), звідки вже на гідроциліндр (ГЦ2). У лініях зв'язку між розподільником (Р2) та гідроциліндром (ГЦ2) встановлений зворотній клапан (Кл4), який дозволяє прохід робочої рідини в одному напрямку і не дазволяє в іншому. Ще на даній схемі присутні два манометри (М1, М2), які вимірюють тиск. Робоча рідина повертається в гідробак (Б) проходячи через очисний фільтр (Ф).

Висновки

В результаті проведених розрахунків мною були отримані наступні результати і визначено роботу заданої гідросхеми,а також підібрано гідроапарату.

Результати обчислень наступні:

1) оптимальний тиск напору в гідролінії становить 4 МПа;

2) згідно з ГОСТ 12447-80 підібрано гідроциліндри, параметри яких наступні:

для ГЦ1 D1=125 мм, d1=63 мм,

для ГЦ2 D2=110 мм;

3) для вибраного гідронасоса Г12-24М витрата робочої рідини становить 70 л/хв.;

4) підібрано асинхронний двигун з потужністю 5,5 кВт та частотою обертання 960 об/хв.

5) за розрахованим діаметром умовного проходу (DY = 20 мм) користуючись довідниками та каталогами підібрано всю необхідну гідроапаратуру для заданої гідросистеми. У зв'язку з тим, що швидкість руху штока Гц2 значно перевищує задану, в лінію нагнітання встановлено додатковий дросель ДР3.

Результати показують, що схема розрахована в загальному правильно і відповідає вимогам завдання.

гідравлічний схема гідронасос гідроапаратура

Використана література

1. Методичні вказівки до курсової роботи з дисципліни «Гідропневмоавтоматика», «Гідро- та пнемоприводи» для студентів електромеханічного факультету (Освітньо-кваліфікаційний рівень 6.090.200, 6.090300 ? «бакалавр» ) усіх форм навчання.? Полтава: ПолтНТУ, 2005. ? 33с. Укладачі: В. О. Орисенко, доцент; М. М. Чекалін, ст. викладач.

2. Навроцкий К.Л. Теория и проектирование гидро- и пневмомашин.- М.: Машиностроение, 1991.-384 с. (62 Н15, АН - 1, АУ - 8)

Размещено на Allbest.ru