Введение (стр. 1 )

Введение

Цель и объём курсовой работы

Целью данной курсовой работы является усвоение методики расчёта гидравлических приводов различных машин и механизмов на примерах расчёта гидроприводов строгального станка и подъёмного механизма.

Рекомендуемая последовательность выполнения курсовой работы

Рекомендуется следующая последовательность выполнения курсовой работы (КР).

1 Замена заданной схемы гидропривода эквивалентной (см. раздел 3).

2 Выбор масштаба для величин, откладываемых по осям координат графика, и построение характеристики насосной установки (см. раздел 1).

3 Составление уравнений характеристик для каждого простого трубопровода, входящего в эквивалентную схему и определение их коэффициентов (см. разделы 2.1 и 2.2).

4 Построение характеристик простых трубопроводов и получение суммарной характеристики сложного трубопровода (см. раздел 2.3).

5 Определение рабочей точки гидросистемы и расчет величин, требуемых по условию задачи (см. раздел 3).

Основные требования к содержанию и оформлению курсовой работы

Пояснительная записка к выполненной РГР должна содержать:

1 Схему гидропривода, исходные данные и вопросы, на которые необходимо получить ответ по условию задания.

2 Эквивалентную расчетную схему гидропривода.

3 Аналитическую часть работы, включающую составление уравнений характеристик потребного напора всех участков сложного трубопровода и расчет их коэффициентов.

4 Графическую часть работы, включающую график, выполненный на миллиметровой бумаге формата не менее А4, по которому определяются необходимые данные для ответа на поставленные в задании вопросы.

5 Расчеты необходимых по условию задания параметров, характеризующих работу гидропривода.

6 Добавить из учебников по гидроприводу рисунки гидронасосов, гидромоторов, гидроцилиндров, клапанов, дросселей, гидрорегуляторов и дать описание их работы.

Титульный лист выполняется в соответствии с Правилами оформления учебной документации МИ ПГУ 4.01.2-07 с обязательным указанием фамилии студента с инициалами, номера группы и варианта задания.

График с проведенными построениями прилагается к пояснительной записке.

Обозначения используемых величин

– частота вращения вала насоса;

– частота вращения вала гидромотора;

– скорость движения поршня гидроцилиндра;

–рабочий объем насоса;

– рабочий объем гидромотора;

– расход рабочей жидкости через гидромотор;

– расход через переливной клапан;

– подача насосной установки;

– теоретическая подача насоса;

– коэффициент объемных потерь в насосе;

– коэффициент объемных потерь в гидромоторе;

– коэффициент характеристики переливного клапана;

– коэффициент характеристики регулятора насоса;

– мощность, потребляемая насосом (насосной установкой);

– мощность на выходном звене гидропривода;

–кпд гидропривода;

– механический кпд насоса;

– механический кпд гидромотора;

– механический кпд цилиндра;

– объемный кпд гидромотора;

– объёмный кпд насоса;

– объёмный кпд гидроцилиндра;

– давление настройки регулятора насоса;

– давление настройки переливного клапана;

– сила на штоке;

– скорость;

– фактическая длина трубопровода;

– диаметр проходного сечения трубопровода;

– площадь проходного сечения регулируемого дросселя;

– коэффициент потерь на трение по длине;

– длина трубопровода, потери в котором эквивалентны потерям в фильтре;

– длина трубопровода, потери в котором эквивалентны потерям в распределителе;

коэффициент потерь в местном сопротивлении;

– коэффициент расхода гидродросселя;

– кинематическая вязкость рабочей жидкости;

– плотность рабочей жидкости.

Обозначение элементов гидроприводов по ЕСКД

Обозначение	Наименование элемента (агрегата)
	насос нерегулируемый и нереверсивный
	насос нерегулируемый и реверсивный
	насос регулируемый и реверсивный
	гидроцилиндр одностороннего действия с односторонним штоком
	телескопический гидроцилиндр одностороннего действия
	гидроцилиндр двухстороннего действия с односторонним штоком
	гидроцилиндр двухстороннего действия с двухсторонним штоком
	гидромотор нерегулируемый и реверсивный
	гидропневмоаккумулятор
-	нерегулируемый (настраиваемый) гидродроссель
	регулируемый гидродроссель
	предохранительный или переливной гидроклапан
	редукционный гидроклапан
	обратный гидроклапан
	гидрораспределитель двухпозиционный, четырех линейный, с ручным управлением
	открытый гидробак
	фильтр
	теплообменник (охладитель)

1 Варианты заданий

1 Гидропривод стола фрезерного станка

Рисунок 2 – Схема гидропривода стола фрезерного станка

В гидроприводе насос 1 подает рабочую жидкость через гидрораспределитель 2 к гидроцилиндру 3, шток которого связан со столом 4 фрезерного станка. Скорость движения стола регулируется за счет изменения площади проходного сечения регулируемого гидродросселя 5. Сила на штоке гидроцилиндра обусловлена усилием резания и всегда направлена против движения стола. В схему гидропривода включены также предохранительный клапан 6, фильтр 7 и гидробак 8.

Определить:

1 Скорость движения стола (поршня гидроцилиндра).

2 Мощность, потребляемую гидроприводом, и его кпд.

3 Максимально возможную при заданной силе скорость движения стола и кпд. гидропривода при этом.

Исходные данные для расчета:

.

Значения усилия и площадь проходного сечения гидродросселя берутся из таблицы 1 в соответствии с номером варианта. В вариантах 1-5 гидрораспределитель 2 находится в позиции , а в вариантах 6-10 - в позиции .

Таблица 1 – Исходные данные для расчёта гидропривода фрезерного станка

Вариант	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
, кH	10	9	8	7.5	10	9	11	10	7.5	8
, мм2	2	3	4	5	4.5	3	4	4.5	5	6.5

2 Примеры выполнения курсовой работы

2.1. Расчет гидропривода строгального станка

2.1.1 Исходные данные и выбор эквивалентной схемы гидропривода

На рисунке 7 представлена упрощенная схема гидропривода строгального станка.

Насос 1 с переливным клапаном 2 образуют насосную установку, которая подает рабочую жидкость из бака 3 к гидроцилиндру 4, обеспечивающего движение режущего инструмента. Скорость движения поршня гидроцилиндра регулируется за счет изменения проходного сечения регулируемого гидродросселя 5, а реверс движения обеспечивается переключением гидрораспределителя 6. Для очистки рабочей жидкости в систему включен фильтр 7.

Рисунок 7 – Схема гидропривода строгального станка

Дано

Усилие резания ;

размеры гидроцилиндра: ;

параметры трубопроводов:

эквивалентные длины: фильтра и каждого

канала распределителя ;

параметры гидродросселя: площадь проходного сечения и

коэффициент расхода ;

параметры насоса: рабочий объем ,

частота вращения вала ,

объемный к. п.д. при , механический к. п.д. ;

характеристика переливного клапана: при и ;

параметры рабочей жидкости: кинематическая вязкость и

плотность .

Определить:

– скорость движения штока гидроцилиндра;

– мощность, потребляемую гидроприводом;

– коэффициент полезного действия гидропривода.

Решение

Первым шагом решения является замена принципиальной схемы гидропривода эквивалентной схемой, в которой в условном виде с использованием любых символов представляют все виды гидравлических сопротивлений.

Эквивалентная схема гидропривода представляет собой ряд последовательно соединённых элементов (гидравлических сопротивлений) и это определяет дальнейший ход решения.

На рисунке 8 представлен один из возможных вариантов такой эквивалентной схемы, полученной по принципиальной схеме рассматриваемого гидропривода (см. рис. 7).

Рисунок 8 – Эквивалентная схема гидропривода

Из эквивалентной схемы (рис. 8) видно, что поток рабочей жидкости от насосной установки НУ по трубопроводу длиной , подходит к дросселю Д, а затем через один из каналов распределителя Р и трубе к гидроцилиндру Ц. Из гидроцилиндра по такой же трубе через другой канал распределителя Р, трубу и фильтр Ф сливается в гидробак.

Таким образом, схема гидропривода представляет собой ряд последовательно соединенных элементов (гидравлических сопротивлений) и это определяет дальнейший ход решения:

а) выбор масштаба и построение характеристики насосной установки;

б) составление общего уравнения характеристики трубопровода;

в) определение коэффициентов уравнения и построение этой характеристики;

г) нахождение рабочей точки гидросистемы и ответ на поставленные вопросы.

2.1.2 Построение характеристик насосной установки

Совокупность насоса и переливного клапана называется насосной установкой (НУ). Зависимости давления от расхода называются характеристиками: – насоса, – клапана, – насосной установки. Вначале строятся характеристики насоса и переливного клапана, а затем всей насосной установки.