Гидропривод фрезерного станка

Разработка принципиальной гидравлической схемы. Проектирование гидропривода фрезерного станка. Выбор гидроаппаратуры и трубопроводов. Построение циклограммы работы гидропривода. Условия эксплуатации и требования к техническому обслуживанию гидроприводов.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 26.10.2011
Размер файла 2,3 M

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.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Разработка принципиальной гидравлической схемы

2. Определение размеров гидродвигателей

2.1 Определение размера гидродвигателя для продольного перемещения узла станка с инструментальным магазином (Ц1)

2.2 Определение размера гидродвигателя для управления перемещением и торможением гидроцилиндром с помощью путевых дросселей (Ц2)

2.3 Определение размера гидродвигателя для подачи с постоянным усилием (Ц3)

2.4 Определение размера гидродвигателя для зажимного механизма (Ц4)

2.5 Определение размера гидродвигателя поворота головки (ГМ)

3. Построение циклограммы работы гидропривода и выбор источников давления

4. Выбор гидроаппаратуры и трубопроводов

5. Определение потерь и КПД

6. Насосная установка

7. Техника безопасности

Список использованной литературы

Введение

Фрезерный станок - металлорежущий станок для обработки резанием при помощи фрезы, наружных и внутренних плоских и фасонных поверхностей, пазов, уступов, поверхностей тел вращения, резьб, зубьев зубчатых колёс и т.п. В данном курсовом проекте необходимо спроектировать гидропривод фрезерного станка.

Широкое использование гидроприводов в станкостроении определяется рядом их существенных преимуществ перед другими типами приводов.

Преимущества (+)

К основным преимуществам гидропривода относятся:

- возможность универсального преобразования механической характеристики приводного двигателя в соответствии с требованиями нагрузки;

- простота управления и автоматизации;

- простота предохранения приводного двигателя и исполнительных органов машин от перегрузок; например, если усилие на штоке гидроцилиндра становится слишком большим (такое возможно, в частности, когда шток, соединённый с рабочим органом, встречает препятствие на своём пути), то давление в гидросистеме достигает больших значений - тогда срабатывает предохранительный клапан в гидросистеме, и после этого жидкость идёт на слив в бак, и давление уменьшается;

- надёжность эксплуатации;

- широкий диапазон бесступенчатого регулирования скорости выходного звена; например, диапазон регулирования частоты вращения гидромотора может составлять от 2500 об/мин до 30-40 об/мин, а в некоторых случаях, у гидромоторов специального исполнения, доходит до 1-4 об/мин, что для электромоторов трудно реализуемо;

- большая передаваемая мощность на единицу массы привода; в частности, масса гидравлических машин примерно в 10-15 раз меньше массы электрических машин такой же мощности;

- самосмазываемость трущихся поверхностей при применении минеральных и синтетических масел в качестве рабочих жидкостей; нужно отметить, что при техническом обслуживании, например, мобильных строительно-дорожных машин на смазку уходит до 50% всего времени обслуживания машины, поэтому самосмазываемость гидропривода является серьёзным преимуществом;

- возможность получения больших сил и мощностей при малых размерах и весе передаточного механизма;

- простота осуществления различных видов движения - поступательного, вращательного, поворотного;

- возможность частых и быстрых переключений при возвратно-поступательных и вращательных прямых и реверсивных движениях;

- возможность равномерного распределения усилий при одновременной передаче на несколько приводов;

- упрощённость компоновки основных узлов гидропривода внутри машин и агрегатов, в сравнении с другими видами приводов.

Недостатки (-)

К недостаткам гидропривода относятся:

- утечки рабочей жидкости через уплотнения и зазоры, особенно при высоких значениях давления в гидросистеме, что требует высокой точности изготовления деталей гидрооборудования;

- нагрев рабочей жидкости при работе, что приводит к уменьшению вязкости рабочей жидкости и увеличению утечек, поэтому в ряде случаев необходимо применение специальных охладительных устройств и средств тепловой защиты;

- более низкий КПД чем у сопоставимых механических передач;

- необходимость обеспечения в процессе эксплуатации чистоты рабочей жидкости, поскольку наличие большого количества абразивных частиц в рабочей жидкости приводит к быстрому износу деталей гидрооборудования, увеличению зазоров и утечек через них, и, как следствие, к снижению объёмного КПД;

- необходимость защиты гидросистемы от проникновения в неё воздуха, наличие которого приводит к нестабильной работе гидропривода, большим гидравлическим потерям и нагреву рабочей жидкости;

- пожароопасность в случае применения горючих рабочих жидкостей, что налагает ограничения, например, на применение гидропривода в горячих цехах;

- зависимость вязкости рабочей жидкости, а значит и рабочих параметров гидропривода, от температуры окружающей среды;

- в сравнении с пневмоприводом - невозможность эффективной передачи гидравлической энергии на большие расстояния вследствие больших потерь напора в гидролиниях на единицу длины.

1. Разработка принципиальной гидравлической схемы

Для разработки принципиальной гидравлической схемы необходимо знать структуру гидропривода. В общем случае она должна содержать следующее:

1) Гидродвигатель. В основном это гидроцилиндр, причем одноштоковый. Рабочая полость - поршневая, противоположная - для холостых ходов.

2) Гидрораспределители. Реверсируют большие потоки рабочей жидкости, поэтому рабочий золотниковый распределитель управляется гидравлическим путем, управляющим гидрораспределителем (пилотом), который в свою очередь переключается за счет механической связи с рабочим органом станка.

3) Устройства для регулирования скорости движения. Применяют дроссельное и объемное регулирование скорости движения. Требуется применение регуляторов расхода для поддержания постоянной скорости движения при переменной нагрузке. Следует отдавать предпочтение объемному способу регулирования как более экономичному.

4) Устройства дня разгона в начале движения гидроцилиндра и торможения в конце.

5) Аппаратуру для управления пуском и остановкой гидродвигателя. Применяют обычно для этой цели гидрораспределители с различными видами управления.

6) Аппаратуру для предотвращения самопроизвольного опускания штока с рабочим органом при вертикальном его движении (гидрозамки или другие фиксирующие устройства);

С учётом этого в данном курсовом проекте разрабатывается гидропривод фрезерного станка.

2. Определение размеров гидродвигателей

2.1 Определение размера гидродвигателя для продольного перемещения узла станка с инструментальным магазином (Ц1)

Исходные данные:

Fп = 16 кН;

Fтр = 6 кН;

V = 12 м/мин;

Lн = Lсл = 4 м;

S = 300 мм;

о = 25;

d/D = 0,5;

;

m = 1000 кг;

G = 500 Н.

Тяговая нагрузка цилиндра:

(2.1)

Нагрузки, преодолеваемые цилиндрами при разгоне и торможении:

(2.2)

где - ускорение разгона и торможения, м/с2;

Х - пути разгона и торможения, мм;

(2.3)

.

Так как напорной является поршневая полость, то:

(2.4)

Так как рассчитываем для F

(2.5)

Диаметр гидроцилиндра округляем до стандартного значения: D = 90мм.

Исходя из соотношения d/D = 0,5, находим, что d = 89,211/2 = 44,605 мм.

Диаметр штока округляем до стандартного значения: d = 45 мм.

Перепад давлений в цилиндре:

(2.6)

(2.7)

где F1 и F2 - нагрузки, преодолеваемые силами давлений поршневой и штоковой полостями.

2.2 Определение размера гидродвигателя для управления перемещением и торможением гидроцилиндром с помощью путевых дросселей (Ц2)

Исходные данные:

Fтр = 4 кН;

Fп = 5 кН;

V = 10 м/мин;

Lн = Lсл = 3 м;

S = 200 мм;

d/D = 0,5;

;

о = 45.

Тяговая нагрузка цилиндра:

Нагрузки, преодолеваемые цилиндрами при разгоне и торможении:

,

где - ускорение разгона и торможения, м/с2;

Х - пути разгона и торможения, мм;

;

м/c.

Так как напорной является поршневая полость, то:

Так как рассчитываем для F:

Диаметр гидроцилиндра округляем до стандартного значения:

D = 63 мм

Исходя из соотношения d/D = 0,5, находим:

d = 56,422/2 = 28,211 мм.

Диаметр штока округляем до стандартного значения:

d = 32 мм.

Перепад давлений в цилиндре:

;

где F1 и F2 - нагрузки, преодолеваемые силами давлений поршневой и штоковой полостями.

2.3 Определение размера гидродвигателя для подачи с постоянным усилием (Ц3)

Исходные данные

Fп = 10 кН;

Fтр = 5 кН;

V = 10 м/мин;

Lн = Lсл = 6 м;

S = 300 мм;

d/D = 0,5;

;

о = 40.

Тяговая нагрузка цилиндра:

Нагрузки, преодолеваемые цилиндрами при разгоне и торможении:

;

где - ускорение разгона и торможения, м/с2;

Х - пути разгона и торможения, мм;

;

м/c.

Так как напорной является поршневая полость, то:

Диаметр гидроцилиндра:

Диаметр гидроцилиндра округляем до стандартного значения: D = 80мм.

Исходя из соотношения d/D = 0,5, находим, что d = 72,84/2 = 36,42 мм.

Диаметр штока округляем до стандартного значения: d = 40 мм.

Перепад давлений в цилиндре:

;

где F1 и F2 - нагрузки, преодолеваемые силами давлений поршневой и штоковой полостями.

;

2.4 Определение размера гидродвигателя для зажимного механизма (Ц4)

Исходные данные:

Fп = 8 кН;

Fтр = 3 кН;

V = 3 м/мин;

Lн = Lсл = 5 м;

S = 20 мм;

d/D = 0,5;

;

о = 70

Тяговая нагрузка цилиндра

Нагрузки, преодолеваемые цилиндрами при разгоне и торможении:

где - ускорение разгона и торможения, м/с2;

Х - пути разгона и торможения, мм;

;

м/c.

Так как напорной является поршневая полость, то:

Диаметр гидроцилиндра:

Диаметр гидроцилиндра округляем до стандартного значения: D = 63 мм.

Исходя из соотношения d/D = 0,5 находим, что d = 62,377/2 = 31,188.

Диаметр штока округляем до стандартного значения: d = 32 мм.

Перепад давлений в цилиндре:

;

где F1 и F2 - нагрузки, преодолеваемые силами давлений поршневой и штоковой полостями.

;

2.5 Определение размера гидродвигателя поворота головки (ГМ)

Исходные данные

Мтр = 50 Н·м;

J = 0,3 кг·м2;

;

n = 50 мин-1;

Lн = Lсл = 3 м;

о = 45.

Поворотные гидродвигатели и гидромоторы развивают момент М, преодолевающий момент от инерционной нагрузки Ми, момент от нагрузки Мн и силы трения Мтр:

М = Ми + Мтр (2.8)

Момент от инерционной нагрузки:

(2.9)

где J - момент инерции, поворотного механизма и гидромотора, приведённый к валу гидромотора, кг·м2.

-угловое ускорение (2.10)

- угол поворота вала гидромотора, на котором происходит разгон или торможения;

- угол поворота вала гидромотора из позиции в позицию.

М = 15,65 + 50 = 65,65 Н·м

Требуемый рабочий объём гидромотора

(2.11)

где = 0,9 - механический КПД мотора.

С учётом V0тр принимаем:

- гидромотор Г15-25Р с рабочим объёмом:

V0 = 160 см3 [4, таблица 1].

Перепад давления на принятом гидромоторе:

Все полученные результаты сводим в таблицу 2.1

Таблица 2.1 - Размеры гидродвигателей

Гидродвигатель

Исходные данные и рассчитанные величины

Принятые величины

F, кН

M, H·м

ф1, с

V0тр, см

D,мм

d, мм

pгд1, МПа

pгд2, МПа

V0, см

Ц1

22,5

-

1,5

-

90

45

3,889

2,593

-

Ц2

9

-

1,2

-

63

32

3,175

2,139

-

Ц3

15

-

1,8

-

80

40

3,281

2,188

-

Ц4

11

-

0,4

-

63

32

3,88

2,615

-

ГМ

-

65,65

0,1

120,611

-

-

2,865

-

160

3. Построение циклограммы работы гидропривода и выбор источников давления

Расходы жидкости для цилиндров:

с поршневой полостью:

(3.1)

со штоковой полостью:

(3.2)

где V1 и V2 - скорости перемещения поршней в соответствующем направлении.

Расходы жидкости для гидромотора:

(3.3)

Время вращения гидромотора:

(3.4)

где Z = - число позиций;

Время перемещения поршня:

= 0,06 · (3.5)

где S - величина хода.

1) Для продольного перемещения узла станка с инструментальным магазином:

; ;

2) Для управления перемещением и торможением гидроцилиндром с помощью путевых дросселей:

; ;

с.

3) Для подачи с постоянным усилием:

; ;

4) Для зажимного механизма:

; ;

.

5) Для поворота головки:

.

Типовой цикл работы гидропривода:

ГМ ЦППЦУПТЦППУЦЗМ ЦППЦУПТЦППУЦЗМ

(ГМ Ц1Ц2Ц3Ц4 Ц1Ц2Ц3Ц4)

Для построения циклограммы работы гидропривода сводим данные в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 - Данные для построения циклограммы

Гидродвигатель

Исходные данные

Определяемые величины

D, мм

d, мм

, см3

S, мм

V, м/мин

n, мин

, °

, л/мин

, л/мин

, с

ГМ

-

-

160

-

-

50

30

8,889

8,889

0,1

Ц1

90

45

-

300

12

-

-

76,535

57,402

1,5

Ц2

63

32

-

200

10

-

-

31,252

23,189

1,2

Ц3

80

40

-

300

10

-

-

50,394

37,795

1,8

Ц4

63

32

-

20

3

-

-

9,376

6,957

0,4

Строим циклограмму работы гидропривода (рисунок 3.1).

Рисунок 3.1 - Циклограмма работы гидропривода

Для выбора источников давления заполняем таблицу 3.2, используя данные таблиц 2.1 и 3.1.

Для заполнения таблицы 3.2 необходимо определить требуемый объём масла в каждом переходе цикла по следующей формуле:

VTi = (3.6)

1) Для продольного перемещения узла станка с инструментальным магазином:

;

2) Для управления перемещением и торможения гидроцилиндром с помощью путевых дросселей:

; ;

3) Для подачи с постоянным усилием:

; ;

4) Для зажимного механизма:

; ;

5) Для поворота головки

.

Требуемый объём масла за весь цикл: .

Определяем требуемую подачу насоса:

Qн.т. = (?VTi 60) / (3.7)

где - время цикла, ;

Qн.т. = (7,207 60) / 9,9 = 43,679 л/мин.

Выбираем насос пластинчатый нерегулируемого типа [1, стр.18]:

НПл 45/16: Qн. = 56,7 л/мин, .

Определяем объём масла, подаваемый насосом за время каждого из переходов цикла:

VHi =

1) Для продольного перемещения узла станка с инструментальным магазином

2) Для управления перемещением и торможения гидроцилиндром с помощью путевых дросселей

3) Для подачи с постоянным усилием

4) Для зажимного механизма

5) Для поворота головки

Определяем разность ДV = VН - VT. (3.8)

Результаты вычислений заносим в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 - Выбор источника давления

Наименование перехода

Время перехода , с

Суммарный расход масла , л/мин

Объём масла, л

ДVi= VНi - VTi

Давление в конце перехода PН, МПа

требуемый, VTi

подаваемый насосом, VНi

ГМ

0,1

8,889

0,011

0,015

0,039

2,865

Ц1

1,5

76,535

1,913

1,418

-0,496

3,889

Ц2

1,2

31,252

0,625

1,134

0,509

3,175

Ц3

1,8

50,394

1,512

1,701

0,189

3,281

Ц4

0,4

9,376

0,063

0,378

0,378

3,88

Ц1

1,5

57,402

1,435

1,418

-0,018

2,593

Ц2

1,2

23,189

0,464

1,134

0,67

3,139

Ц3

1,8

37,795

1,134

1,701

0,567

2,188

Ц4

0,4

6,957

0,046

0,378

0,332

2,615

По [1] с учётом того, что Vmax = 0,67 л, определяем вместимость газовой камеры: V = 1 дм3. Выбираем пневмогидравлический аккумулятор: АРХ -1/320 (рном = 32 МПа , V = 1 дм3) [1, стр.328].

трубопровод гидропривод фрезерный станок

4. Выбор гидроаппаратуры и трубопроводов

В соответствии с принципиальной гидросхемой подбираем аппаратуру и другие узлы гидропривода по их функциональному назначению, величине условного прохода и способу исполнения. Для каждого типоразмера аппаратуры из её технической характеристики находим потери давления и утечки.

Перепад давлений рабочий находится по формулам:

- для распределителей (4.1)

- для предохранительных, переливных, обратных и других нормально закрытых клапанов (4.2)

Все данные сводим в таблицу 4.1.

Таблица 4.1 - Выбор аппаратуры

Наименование

Тип

Расход пропускаемый Q, л/мин

Расход номинальный Q, л/мин

Перепад давлений номинальный рн, МПа

Перепад давлений рабочий ра, МПа

Утечки Qут, см3/мин

ДР

УГЭ8-12/16

76,535

90

1

0,723

30

Р1

В16

76,535

80

1

0,915

80

ДКМ

ДКМ-10/3

31,252

40

0,55

0,43

80

МДО1

МДО-103

31,252

40

1

0,781

0,5

МДО2

МДО-103

31,252

40

1

0,781

0,5

Р2

2Р6

31,252

40

0,6

0,366

40

ДР1

2МПГ55-14

50,394

80

-

-

120

ДР2

2МПГ55-14

50,394

80

-

-

120

ДР3

2МПГ55-14

50,394

80

-

-

120

КОМ1

КОМ10/3

50,394

63

0,05

0,04

0,5

КОМ2

КОМ10/3

50,394

63

0,05

0,04

0,5

КОМ3

КОМ10/3

50,394

63

0,05

0,04

0,5

КРМ1

МКРВ-10/3М-П2

50,394

100

1

0,504

100

КРМ2

МКРВ-10/3М-П2

50,394

100

1

0,504

100

КРМ3

МКРВ-10/3М-П2

50,394

100

1

0,504

100

Р4

2Р10

50,394

60

0,8

0,564

60

КРМ4

КРМ-6/3-В1

9,376

12,5

0,5

0,375

80

КРН

10-10-УХЛ-4

9,376

40

0,5

0,117

200

МН1

МТП-100-40

9,376

-

-

-

50

МН2

МТП-100-40

9,376

-

-

-

50

Р5

В6

9,376

16

1

0,343

160

ДР4

2МПГ55-12

8,889

20

-

-

60

Р6

В6

8,889

16

1

0,309

160

Р7

В6

8,889

16

1

0,309

160

Определяем внутренний диаметр трубопровода, через который проходит расход масла:

d = 4,6 · (4.3)

Для продольного перемещения узла станка с инструментальным магазином:

для напорной гидролинии:

для сливной гидролинии:

Для управления перемещением и торможением гидроцилиндром с помощью путевых дросселей

;

;

Для подачи с постоянным усилием:

;

;

Для зажимного механизма:

;

;

Для поворота головки:

;

;

Определяем минимально допустимую толщину стенки трубопровода:

j = (4.4)

где - предел прочности на растяжение материала трубопровода,

= 343 МПа.

кд - коэффициент безопасности,

кд = 4…8.

Для напорной гидролинии:

;

;

;

;

;

Для сливной гидролинии

;

;

;

;

Толщина стенки j , наружный диаметр трубы dн [1, таблица 7]:

Для напорной гидролинии:

j1 = 1,5 мм;

j2 = 1 мм;

j3 = 1 мм;

j4 = 1 мм;

j5 = 0,5 мм;

dн1 = d1 + 2· j1 = 31,815 + 2·1,5 = 34,815 > dн1 = 35 мм;

dн2 = 20,33 + 2·1 = 22,18 > dн2 = 23 мм;

dн3 = 25,816 + 2·1 = 27,816 > dн3 = 28 мм;

dн4 = 11,135 + 2·1 = 13,135 > dн4 = 14 мм;

dн5 = 10,842 + 2·0,5 = 11,842 > dн5 = 12 мм.

Внутренний диаметр (dв = dн - j):

dв1 = 33 мм; dв2 = 21 мм; dв3 = 26 мм; dв4 = 12 мм; dв5 = 11 мм.

Для сливной гидролинии:

j11 = 1 мм;

j22 = 1 мм;

j33 = 1 мм;

j44 = 0,5 мм;

j55 = 0,5 мм;

dсл1 = 28,456 + 2·1 = 30,456 > dсл1 = 31 мм;

dсл2 = 18,184 + 2·1 = 20,184 > dсл2 = 21 мм;

dсл3 = 23,09 + 2·1 = 25,09 > dсл3 = 26 мм;

dсл4 = 9,96 + 2·0,5 = 10,96 > dсл4 = 11 мм;

dсл5 = 9,698 + 2·0,5 = 10,698 > dсл5 = 11 мм.

Внутренний диаметр (dв = dн - j):

dв11 = 29 мм; dв22 = 19 мм; dв33 = 24 мм; dв44 = 10 мм; dв55 = 10 мм.

5. Определение потерь и КПД

Определяем число Рейнольдса

Re = 21200 · (5.1)

где н - коэффициент кинематической вязкости, зависящий от марки принятого минерального масла, н = 30 мм2/с (для ИГП-18);

Reкр = 2300 - для гладких круглых труб.

Если Re > Reкр, то режим течения масла турбулентный.

Если Re < Reкр, то режим течения масла ламинарный.

1) Для продольного перемещения узла станка с инструментальным магазином:

- режим ламинарный;

- режим ламинарный;

2) Для управления перемещением и торможением гидроцилиндром с помощью путевых дросселей:

- режим ламинарный;

- режим ламинарный;

3) Для подачи с постоянным усилием

- режим ламинарный;

- режим ламинарный;

4) Для зажимного механизма

- режим ламинарный;

- режим ламинарный;

5) Для поворота головки:

- режим ламинарный;

- режим ламинарный.

Так как во всех случаях Reкр > Re , то режим течения масла для всех трубопроводов - ламинарный, и потери давления в трубопроводах длиной L при внутреннем диаметре dв на i-том участке равны:

Дртр = 0,62 · (5.2)

Для напорной гидролинии:

1) ;

2) ;

3) ;

4) ;

5) ;

Для сливной гидролинии

1) ;

2) ;

3) ;

4) ;

5) ;

Определяем потери в различных местных сопротивлениях:

Дрм = 0,21· (5.3)

где - коэффициент местного сопротивления;

Для напорной гидролинии:

1)

2) ;

3) ;

4) ;

5) ;

Для сливной гидролинии

1) ;

2) ;

3) ;

4) ;

5) ;

Потери давления в последовательно подключенных аппаратах определяются из таблицы 4.1 и суммируются:

ра = ррдркл + …, (5.4)

где рр - потери давления в распределителе;

рдр - потери давления в дросселе;

ркл - потери давления в клапане и т.д.

1) Для продольного перемещения узла станка с инструментальным магазином:

ра1н = 0,723 + 0,915 = 1,638 МПа;

ра1сл = 0,915 МПа;

2) Для управления перемещением и торможением гидроцилиндром с помощью путевых дросселей:

ра2н = 0,43 + 0,781 + 0,781 + 0,366 = 2,358 МПа;

ра2сл = 0,366 МПа;

3) Для подачи с постоянным усилием:

ра3н = 0,04 + 0,04 + 0,04 + 0,504 + 0,504 + 0,504 + 0,564= 2,196 МПа;

ра3сл = 0,564 МПа;

4) Для зажимного механизма

ра4н = 0,375 + 0,117 + 0,343 = 0,835 МПа;

ра4сл = 0,343 МПа;

5) Для поворота головки:

ра5н = 0,309 + 0,309 = 0,618 МПа;

ра5сл = 0,309 + 0,309 = 0,618 МПа.

Потери давления на каждом из параллельных участков находятся отдельно для напорной и сливной гидролиний по следующей формуле:

рi = ртр + рм + ра (5.5)

Для напорной гидролинии:

1)р1нп = 0,0048 + 0,026 + 1,638 = 1,6688 МПа;

2)р2нп = 0,0089 + 0,047 + 2,358 = 2,4139 МПа;

3)р3нп = 0,012 + 0,047 + 2,196 = 2,255 МПа;

4)р4нп = 0,042 + 0,062 + 0,835 = 0,939 МПа;

5)р5нп = 0,034 + 0,051 + 0,618 = 0,703 МПа;

Для сливной гидролинии:

1) р1сл = 0,006 + 0,024 + 0,915 =0,945 МПа;

2) р2сл = 0,0099 + 0,039 + 0,366 = 0,4149 МПа;

3) р3сл = 0,013 + 0,036 + 0,564 = 0,613 МПа;

4) р4сл = 0,065 + 0,071 + 0,343 = 0,479 МПа;

5) р5сл = 0,05 + 0,075 + 0,618 = 0,743 МПа.

Находим потери давлений для напорной и сливной линии на участке гидропривода:

рпнп + рсл (5.6)

1)рп = 1,6688 + 0,945 = 2,6138 МПа;

2)рп = 2,4139 + 0,4149 = 2,8288 МПа;

3)рп = 2,255 + 0,613 = 2,868 МПа;

4)рп = 0,939 + 0,479 = 1,418 МПа;

5)рп = 0,703 + 0,743 = 1,446 МПа.

Определяем полные потери давления на участке гидропривода по формуле

р =рп гд = рП (5.7)

1)р = 2,6138 + 3,889 = 6,5028 МПа;

2)р = 2,8288 + 3,175 = 6,0038 МПа;

3)р = 2,868 + 3,281 = 6,149 МПа;

4)р = 1,418 + 3,88 = 5,298 МПа;

5)р = 1,446 + 2,865 = 4,311 МПа.

Полученные данные сводим в таблицы 5.1 и 5.2.

Таблица 5.1 - Определение потерь давления в напорной гидролинии

Участок гидропривода

Q, л/мин

По длине трубопровода

В местных сопротивлениях

В гидроаппаратуре

Полные

d, мм

Rе

L, м

Дртр, МПа

о

Дрм, МПа

Дрр, МПа

Дрмодул.клапан, МПа

ДрДР, МПа

Дррк, МПа

Дрдкм, МПа

ДРдр, МПа

ДрОК

МПа

Дра, МПа

Дрнп, МПа

Ц1

76,535

33

1639

4

0,0048

25

0,026

0,723

-

0,915

-

-

-

-

0,456

1,638

Ц2

31,252

21

1052

3

0,0089

45

0,047

0,31

-

-

0,16

0,16

-

0,34

0,97

2,358

Ц3

50,394

26

1370

6

0,012

40

0,047

0,16

-

-

-

0,18

-

-

0,56

2,196

Ц4

9,376

12

552,1

5

0,042

70

0,062

0,34

-

-

0,38

-

-

-

0,44

0,835

ГМ

8,889

11

571,1

3

0,034

45

0,051

2·0,007

-

-

-

-

0,03

-

0,044

0,618

Таблица 5.2 - Определение потерь давления в сливной гидролинии

Участок гидропривода

Q, л/мин

По длине трубопровода

В местных сопротивлениях

В гидроаппаратуре

Полные

d, мм

Rе

L, м

ртр,МПа

рм, МПа

рр, МПа

рдкм, МПа

рдрос.,МПа

рДР. МПа

ра, МПа

рсл, МПа

Ц1

57,402

29

1399

4

0,006

25

0,024

0,16

-

-

0,915

0.194

0,915

Ц2

23,189

19

862,5

3

0,0099

45

0,039

0,31

0,16

-

-

0,5

0,366

Ц3

37,795

24

1101

6

0,013

40

0,036

0,16

0,18

-

-

0,34

0,564

Ц4

6,957

10

491,6

5

0,065

70

0,071

0,34

-

-

-

0,06

0,343

ГМ

8,889

10

628,2

3

0,05

45

0,075

2,007

-

-

-

0,014

0,618

Определяем гидравлический КПД участка

(5.8)

1) Для продольного перемещения узла станка с инструментальным магазином:

2) Для управления перемещением и торможением гидроцилиндром с помощью путевых дросселей:

3) Для подачи с постоянным усилием:

4) Для зажимного механизма:

5) Для поворота головки:

Определяем объёмный КПД участка:

(5.9)

где УQУТ - суммарные утечки в гидроаппаратуре;

- объёмный КПД гидродвигателя,

= 1 [4, стр.15].

1) Для продольного перемещения узла станка с инструментальным магазином:

2) Для управления перемещением и торможением гидроцилиндром с помощью путевых дросселей:

3) Для подачи с постоянным усилием:

4) Для зажимного механизма

5) Для поворота головки:

Определяем общий КПД участка без учёта КПД насоса:

з = зГ з0 зм (5.10)

где зм - механический КПД участка,

зм = 0,88;

1) Для продольного перемещения узла станка с инструментальным магазином:

з1 = 0,598 0,986 0,88 = 0,519;

2) Для управления перемещением и торможением гидроцилиндром с помощью путевых дросселей:

з2 = 0,53 0,985 0,88 = 0,459;

3) Для подачи с постоянным усилием:

з3 = 0,53 0,954 0,88 = 0,445;

4) Для зажимного механизма:

з4 = 0,73 0,946 0,88 = 0,608;

5) Для поворота головки:

з5 = 0,65 0,959 0,88 = 0,549;

Определяем общий КПД гидропривода:

згп = (5.11)

где р1 … рm - полезная мощность гидродвигателя отдельного участка;

з1 … зm - КПД отдельных участков;

зн - полный КПД насоса,

зн = 0,76;

Полезная мощность для гидроцилиндров:

РП = (5.12)

где F - преодолеваемая нагрузка при прямом (рабочем) ходе;

V - скорость перемещения при преодолении этой нагрузки.

Полезная мощность для поворотного гидромотора:

РП = (5.13)

1) Для продольного перемещения узла станка с инструментальным магазином

2) Для управления перемещением и торможением гидроцилиндром с помощью путевых дросселей

3) Для подачи с постоянным усилием

4) Для зажимного механизма

5) Для поворота головки

Расчёты сводим в таблицу 5.3.

Таблица 5.3 - Определение КПД гидропривода

Участок гидропривода

рп

рГД

QУТ, л/мин

Q, л/мин

Рп, кВт

Ц1

6,5028

3,889

0,598

0,11

76,535

1

0,986

0.88

0,519

4,5

0,374

Ц2

6,0038

3,175

0,53

0,121

31,252

1

0,985

0.88

0,459

1,5

Ц3

6,149

3,281

0,53

0,722

50,394

1

0,974

0.88

0,445

2,5

Ц4

5,298

3,88

0,73

0,54

9,376

1

0,946

0.88

0,608

0,55

ГМ

4,311

2,865

0,65

0,38

8,889

1

0,959

0.88

0,549

0,262

6 .Насосная установка

Определяем потери мощности в насосе и гидроприводе

Рпот = (6.1)

где рн…pнi - мощность, потребляемая насосом в каждом переходе цикла работы станка;

ф1… ф i - время переходов;

Для нерегулируемого насоса, работающего при постоянном режиме давления

Рн = (6.2)

1) Для продольного перемещения узла станка с инструментальным магазином:

;

2) Для управления перемещением и торможением гидроцилиндром с помощью путевых дросселей:

;

3) Для подачи с постоянным усилием:

;

4) Для зажимного механизма:

;

5) Для поворота головки:

;

Необходимый объём масла в баке

(6.3)

где t = 35°С.

По рекомендации [6], с.313 с целью уменьшения размеров гидробака, применяем дополнительное охлаждение в виде ребер жесткости, что позволяет уменьшить объем бака до 2000 л.

Выбираем бак стандартной вместимости V = 2000 л [ГОСТ 12448-80].

Гидроприводы станков чаще всего работают в повторно кратковременном режиме работы. В этих условиях электродвигатель привода насоса подбирается по эквивалентной мощности:

Рэкв =, (6.4)

Выбираем двигатель трёхфазный асинхронный

4А160S2У3 (NДВ = 15 кВт, nДВ = 2920 об/мин)

7. Техника безопасности

Требования техники безопасности:

- Для защиты от перегрузок и контроля давления в линиях нагнетания гидроприводов должны быть установлены предохранительные клапаны и манометры, причем на шкале или корпусе последних должны быть нанесены красные метки, соответствующие максимально допустимому давлению. На линиях, ведущих к манометрам, запрещается производить отбор рабочей жидкости.

- Конструкция гидроприводов должна исключать непредусмотренные перемещения гидродвигателей. Гидросистемы должны иметь блокировки, исключающие возможность ошибочного включения несовместимых движений рабочих органов, которые могут привести к возникновению опасных или вредных факторов.

- Если снижение давления в системе может создать опасность для работающих или вызвать аварию, должна быть предусмотрена блокировка, останавливающая машину при снижении давления до опасного уровня. При этом не должны отключаться устройства, перерыв в работе которых связан с возможностью травмирования работающих (зажимные, тормозные и т. п.).

- Конструкция гидроприводов и устройств должна исключать разбрызгивание или растекание рабочей жидкости.

- Заземление систем и устройств должно соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.007.0-75 и ГОСТ 21130-75.

- Если гидропривод может работать в полуавтоматическом или автоматическом режиме, то на пульте управления должно быть предусмотрено устройство для его переключения на ручное управление в наладочном режиме.

- Испытания и эксплуатация гидроприводов и устройств должны производиться при строгом соблюдении правил противопожарной безопасности.

- Следует систематически проверять работу предохранительных клапанов. В случае отклонения давления срабатывания клапана от настроечного более чем на 10%, клапан должен быть заменен новым. Запрещается настраивать клапаны в штатных условиях. Их настройка должна производиться только на специальных стендах. После настройки предохранительные клапаны и другая регулирующая гидроаппаратура должны быть опломбированы.

- Не допускается эксплуатировать системы при возникновении хотя бы одной из следующих неисправностей, выход значения какого-либо параметра системы или устройства за пределы допустимого; появление повышенного шума, стука и вибраций в гидромоторах и насосах; появление наружных утечек жидкости; повреждение измерительных приборов и сигнальных устройств.

- Не допускается эксплуатация манометра, если стрелка при его включении не возвращается к упорному штифту или, в случае отсутствия штифта, отклоняется от нулевого деления шкалы на значение, превышающее половину допускаемой погрешности, а также при любом повреждении манометра.

- Не допускается производить подтягивание болтов, гаек и других соединений в системе, находящейся под давлением, и во время ее работы.

- Все вращающиеся и быстродвижущиеся элементы гидропневмоприводов, не помещенные в корпус машины, должны быть закрыты кожухами или иметь ограждения.

Соблюдение требований по эксплуатации машин, качественное, полное и своевременное проведение технического обслуживания, своевременная замена изношенных деталей, исключение перегрузок и соблюдение скоростного режима работы машины являются важными условиями уменьшения износа и повышения ресурса работы гидрооборудования. Особенно важными, являются соблюдение рекомендаций заводов изготовителей машин по обеспечению своевременной смазки трущихся деталей машин (режимы смазки, марки масел и рабочих жидкостей).

Правильная организация технического обслуживания и качественное его выполнение существенно уменьшают простои машин из-за неисправностей и позволяют снизить затраты на их эксплуатацию и ремонт.

Список использованной литературы

1 Свешников, В.К. Станочные гидроприводы: справ. /В.К. Свешников - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 2008. - 640 с.

2 Гидропривод и гидроавтоматика. Методические указания по курсовой работе для студентов специальностей 1-36 01 01 "Технология машиностроения", 1-36 01 03 “Технологическое оборудование машиностроительного производства”, 1-53 01 01 «Автоматизация технологических процессов и производств». Часть 1 - Могилёв: Белорусско-Российский университет, 2008. - 29с.

3 Гидропривод и гидроавтоматика. Методические указания по курсовой работе для студентов специальностей 1-36 01 01 "Технология машиностроения", 1-36 01 03 “Технологическое оборудование машиностроительного производства”, 1-53 01 01 «Автоматизация технологических процессов и производств». Часть 2 - Могилёв: Белорусско Российский университет, 2008. - 20с.

4 «Условия эксплуатации и требования к техническому обслуживанию гидроприводов». - ссылка : http://remmashbud.com/ru/products/401/

5 Фрезерное дело: учеб. пособие Бергер И. И., Комлев А. П. - М. : Высш. шк., 1981. - 305 с.

6 Расчет и конструирование нефтепромыслового оборудования: Учеб. пособие для вузов / Л. Г. Чичеров, Г. В. Молчанов, А. М. Рабинович и др. - М.: Педра, 1987. - 422 с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Проектирование гидропривода токарного лобового станка с ЧПУ: разработка принципиальной схемы, построение циклограммы работы устройства, подбор необходимой аппаратуры. Формулы определения потерь давления в напорной линии и КПД на исследуемом участке.

    курсовая работа [213,3 K], добавлен 19.07.2011

  • Описание гидравлической схемы и расчетный проект гидропривода многоцелевого сверлильно-фрезерно-расточного станка с ЧПУ. Выбор элементов гидропривода: рабочая жидкость и давление. Подбор гидромотора, трубопроводов и гидроаппаратуры. КПД гидропривода.

    курсовая работа [254,4 K], добавлен 08.02.2011

  • Разработка гидропривода фрезерного станка. Силовой расчет с целью выбора гидроцилиндра и кинематический расчет для выбора насосной установки. Проектирование гидравлической схемы привода, конструирование гидропанели. Расчет КПД и мощности на холостом ходу.

    курсовая работа [845,2 K], добавлен 13.05.2011

  • Оценка мощности гидропривода. Выбор гидроцилиндра с двусторонним и односторонним штоками для продольного перемещения стола. Расчет труб гидролиний. Построение линии манометрического давления. Выбор насоса, гидроаппаратуры и вспомогательных устройств.

    курсовая работа [604,3 K], добавлен 03.11.2015

  • Устройство и принцип работы гидропривода станка. Расчет расходов в магистралях с учетом утечек жидкости. Выбор гидроаппаратуры и гидролиний. Определение производительности насоса, потерь давления на участках гидросистемы, толщины стенок трубопровода.

    курсовая работа [819,5 K], добавлен 19.10.2014

  • Анализ режимов работы гидропривода. Выбор гидромашин, гидроаппаратов и кондиционеров рабочей жидкости. Разработка принципиальной схемы. Выбор трубопроводов. Разработка математического и программного обеспечения. Анализ теплового режима гидропривода.

    курсовая работа [108,6 K], добавлен 17.02.2016

  • Применение гидропривода в современном станкостроении. Разработка и описание принципиальной гидросхемы, функциональные связи ее элементов. Статический и динамический расчет гидропривода с дроссельным регулированием. Выбор гидравлического оборудования.

    курсовая работа [208,9 K], добавлен 26.10.2011

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.