РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ ГИДРОПРИВОДА

Стр 1 из 3Следующая ⇒

Выполнил

студент гр. АПП-04-2

Измайлов А.О.

Руководитель

Чекулаев Е.Ф.

Краматорск 2008

РЕФЕРАТ

Расчетно-пояснительная записка содержит 32 страницы, 8 рисунков, 1 таблицу, 2 приложения и 7 источников.

В данной курсовой работе проектируется следящий гидропривод с дроссельным регулированием скорости движения механизма вращения сверла вертикально-сверлильного станка с дросселями, установленными на входе и выходе из гидродвигателя.

Вертикально-сверлильные станки предназначены для выполнения операций сверления, развертки, зенкования, а также нарезания внутренних резьб, цекования и т.д.

Проектируемый в данной работе гидропривод включает в себя предохранительную аппаратуру, аппаратуру для контроля режимов работы, очистки рабочей среды, а также двусторонний гидравлический замок, облегчающий проведение ремонтно-профилактических работ.

СЛЕДЯЩИЙ ГИДРОПРИВОД, ДРОССЕЛИРУЮЩИЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ, ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ЗАМОК, ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН, ТРУБОПРОВОД, ФИЛЬТР, ПРОПОРЦИОНАЛЬНОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Широкое использование гидроприводов в станкостроении определяется рядом их существенных преимуществ перед другими типами приводов и, прежде всего, возможностью получения больших усилий и мощностей при ограниченных размерах рабочих органов.

Под гидроприводом понимают совокупность устройств (в число которых входит один или несколько объемных гидродвигателей или гидроцилиндров), предназначенную для приведения в движение механизмов и машин посредством рабочей жидкости под давлением.

В качестве рабочей жидкости в станочных гидроприводах используется минеральное масло.

Гидроприводы обеспечивают широкий диапазон бесступенчатого регулирования скорости (при условии хорошей плавности движения), возможность работы в динамических режимах с требуемым качеством переходных процессов, защиту системы от перегрузки и точный контроль действующих усилий.

Применение гидроприводов в станкостроении позволяет упростить кинематику станков, снизить металлоемкость, повысить точность, надежность и уровень автоматизации.

В современных станках и гибких производственных системах с высокой степенью автоматизации цикла требуется реализация множества различных движений. Компактные гидродвигатели легко встроить в станочные механизмы и соединить трубопроводами с насосной установкой, имеющей один или два насоса.

Такая система открывает широкие возможности для автоматизации цикла, контроля и оптимизации рабочих процессов, применения копировальных, адаптивных или программных систем управления, легко поддается модернизации, состоит, главным образом из унифицированных изделий, серийно выпускаемых специализированными заводами.

К основным преимуществам гидропривода следует также достаточно высокое значение КПД, повышенную жесткость и долговечность.

РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ ГИДРОПРИВОДА

Проектируемый гидропривод предназначен для дроссельного регулирования скорости вращения сверла вертикально-сверлильного станка. Общий вид вертикально-сверлильного станка показан на рис. 1.1

Рисунок 1.1 – Общий вид вертикально-сверлильного станка.

Заданному технологическому процессу соответствует схема гидропривода, представленная на рис 1.2.

С целью обеспечения необходимых параметров гидродвигателя используется дросселирующий распределитель с пропорциональным электрическим управлением, который обеспечивает дроссельное регулирование на входе в гидродвигатель.

гидропривод давление сопротивление потеря

1 — насос с нерегулируемым рабочим обьемом; 2 — приводной электродвигатель; 3 — предохранительный клапан с пропорциональним электрическим регулированием; 4 — гидроразделитель с электрогидравлическим управлением; 5 — односторонний гидравлический замок; 6 — гидродвигатель с нерегулированым рабочим объемом; 7 — тахогенератор; 8 — усилитель; 9 — регулированый дросель з пропорциональным электрическим управлением; 10 - приемный фильтр; 11 — манометры; 12 —реле давления; 13 — напорный фильтр; 14 - сливной фильтр.

Рисунок 1.2 – Функциональная схема следящего гидропривода с дроселем, установленым на выходе из ИМ.

ВЫБОР ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ

Выбрать из справочника источник питания гидросистемы с необходимыми параметрами можно только после определения расчетных значений необходимых давления и расхода на выходе из насосной установки.

Расчетное значение давления на выходе из насоса:

Расчетное значение расхода жидкости на выходе определяется:

где – расчетный расход жидкости на входе гидродвигатель, ;

– суммарное значение утечек жидкости через капиллярные щели кинематических пар аппаратов, расположенных в нагнетательной линии АБ;

;

– потеря, которая необходима для функционирования гидравлической системы управления дросселирующим распределителем, .

Тогда продуктивность насоса на выходе:

Выбираем насос из справочника при соблюдении таких условий:

· давление ;

· продуктивность .

На основании этих условий выбираем радиально-поршневой насос РМНА-125, имеющий следующую техническую характеристику:

Давление на входе: .

Номинальная продуктивность: .

Рабочий объем: .

Номинальная частота вращения: .

Объемный КПД: .

Механический КПД: .

Общий КПД: .

РАСЧЕТ ВЫСОТЫ ВСАСЫВАНИЯ

Уравнение равновесия давлений во всасывающем трубопроводе:

где – давление столба жидкости во всасывающем трубопроводе;

– потеря давления по длине всасывающего трубопровода;

– потеря давления при прохождении жидкости через приемный фильтр.

Расчет высоты всасывания осуществляется с условием обеспечения во всасывающем трубопроводе ламинарного режима движения жидкости и перепада давлений.

Расход жидкости во всасывающем трубопроводе рассчитывается:

где – номинальное паспортное значение продуктиности насоса, ;

– объемный КПД выбранного насоса.

Из справочника выберем приемный фильтр ФВСМ80 при соблюдении условия , который имеет параметры ; ;

точность фильтрации 80 мкм.

Потери давления при прохождении через приемный фильтр:

Рассчетное значение внутреннего диаметра трубы:

Выбирается труба, которая имеет внутренний диаметр d = 100 мм.

Действительная скорость движения жидкости в трубопроводе:

Число Рейнольдса:

Коэффициент сопротивления:

Потери давления при движении жидкости по длине трубопровода:

Отсюда определяется высота всасывания:

ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Расчетная мощность на валу насоса:

где - расчетное значение давления, ;

- общий КПД насоса, .

По справочнику выбираем асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором общепромышленного назначения 5АН280А-6, который имеет такие параметры:

Номинальная мощность: .

Синхронная частота вращения: .

Это удовлетворяет условиям и .

ВЫВОДЫ

В ходе выполнения курсовой работы приобрели навыки проектирования следящих гидростатических гидроприводов с дроссельным регулированием скорости механизма главного движения станка с дросселем, установленным на выходе из гидродвигатель.

В работе было выполнено: проектирование принципиальной схемы следящего гидропривода с дроссельным регулированием скорости, произведен выбор стандартных элементов гидравлической аппаратура, которая выбирается из справочника при соблюдении определенных условий, рассчитаны потери давления на каждом элементе привода, и в целом по всему гидроприводу, гидравлический расчет трубопроводов, выбор источника питания. Рассчитали трубопровод на прочность, выбрали приводной электродвигатель. Были проведены расчеты и построения механических и скоростных характеристик привода в установившемся режиме, анализ и синтез динамической линеаризованной модели привода с целью обеспечения устойчивости привода по характеру переходного процесса с использованием продукта MatLab.

В ходе анализа модели гидропривода динамическая система оказалась неустойчива т.к. переходной процесс имел колебательный характер. После введения в систему корректирующего звена и изменения коэффициента передачи усилителя динамическая система стала устойчивой, время переходного процесса не превышает заданного.

Таким образом, спроектированный гидропривод можно использовать в станочной промышленности т.к. он соответствует всем требованиям по точности и надежности работы.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК

1 Анурьев В.И. Справочник конструктора – машиностроителя: В 3 т. – М: Машиностроение, 1980. – Т. З. – 560 с.

2 Башта Т.М. и др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. – М.: Машиностроение, 1982. – 422 с.

3 Свешников В.К., Усов А. А. Станочные гидроприводы: Справочник. – М.: Машиностроение, 1988. – 512 с.

4 Попов Д.Н. Динамика и регулирование гидро- и пневмосистем. – М.: Машиностроение, 1988. – 512 с.

5 Федорец В.О. и др. Гидроприводы и гидропневмоавтоматика. – К.: Высшая школа, 1995. – 464 с.

6 Чупраков Ю. И. Гидропривод и средства гидропневмоавтоматики. – М.: Машиностроение, 1979. – 232 с.

7 Чекулаев Е.Ф. Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Исполнительные механизмы и регулирующие органы» – Краматорск: ДГМА, 2003. – 88с.