Исполнительные механизмы и регулирующие органы гидропривода

Разработка принципиальной схемы следящего гидропривода. Выбор исполнительного органа, гидроаппаратуры, источника питания, приводного электродвигателя. Расчёт высоты всасывания. Анализ и синтез динамической линеаризованной модели следящего гидропривода.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

“ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ И РЕГУЛИРУЮЩИЕ ОРГАНЫ”

СОДЕРЖАНИЕ

РЕФЕРАТ

ВВЕДЕНИЕ

1. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ СЛЕДЯЩЕГО ГИДРОПРИВОДА

2. ВЫБОР ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ОРГАНА, РАСЧЁТ ВХОДНЫХ И ВЫХОДНЫХ ПАРАМЕТРОВ

3. РАСЧЕТ НАГНЕТАТЕЛЬНОГО И СЛИВНОГО ТРУБОПРОВОДОВ

4. РАСЧЕТ ПОТЕРЬ ДАВЛЕНИЯ В МЕСТНЫХ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СОПРОТИВЛЕНИЯХ

5. ВЫБОР ГИДРОАППАРАТУРЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ ДАВЛЕНИЯ

6. РАСЧЁТ СУММАРНЫХ ПОТЕРЬ ДАВЛЕНИЯ В НАГНЕТАТЕЛЬНОМ И СЛИВНОМ ТРУБОПРОВОДАХ

7. ВЫБОР ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ

8. РАСЧЁТ ВЫСОТЫ ВСАСЫВАНИЯ

9. РАСЧЁТ НАГНЕТАТЕЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА НА ПРОЧНОСТЬ

10. ВЫБОР ПРИВОДНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

11. РАСЧЕТ МЕХАНИЧЕСКИХ И СКОРОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

12. АНАЛИЗ И СИНТЕЗ ДИНАМИЧЕСКОЙ ЛИНЕАРИЗОВАННОЙ МОДЕЛИ СЛЕДЯЩЕГО ГИДРОПРИВОДА

ВЫВОДЫ

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК

РЕФЕРАТ

следящий гидропривод электродвигатель давление

Данная расчётно-пояснительная записка содержит: 50 страниц, 25 рисунков, 5 источников.

Объектом проектирования является гидропривод с дроссельным регулированием скорости.

Целью данной работы является разработка гидропривод с дроссельным регулированием скорости механизма подачи стола фрезерного станка с дросселем установленным на входе и выходе одноштокового гидроцилиндра, при этом должны удовлетворяться предъявляемые условия.

В курсовой работе необходимо: рассчитать сливные, нагнетательные всасывающие и дренажные линии трубопроводов; выбрать исполнительный механизм, всю необходимую гидроаппаратуру; рассчитать высоту всасывания; выбрать источник питания, произвести анализ и синтез динамической линеаризованной модели привода.

ВВЕДЕНИЕ

Гидравлический привод находит широкое применение в современных металлорежущих станках. Гидравлические системы сравнительно простыми средствами приводятся к автоматическому цикловому действию. По сравнению с механическим, гидравлический привод более компактен и менее металлоемок; обеспечивает бесступенчатое регулирование скорости движения рабочих органов станка, обладает лучшими динамическими характеристиками и позволяет осуществлять реверсирование прямолинейного движения; упрощает решение вопроса надежной смазки всех механизмов и направляющих станка, не требует специальных устройств для защиты деталей механизмов от перегрузок, позволяет легко перестраивать станок на различные структуры цикла и режимы работы.

Недостатками гидравлического привода, которые ограничивают его применение в станках, являются нестабильность работы привода из-за неизбежных температурных колебаний рабочей жидкости в процессе работы станка и более низкий КПД, обусловливаемый утечками и особенностью работы насосов постоянной подачи; невозможность точного соблюдения передаточного отношения при согласовании движений рабочих органов станка, необходимость применения устройств для очистки и охлаждения рабочей жидкости и дополнительного ухода за рабочим местом.

1. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ СЛЕДЯЩЕГО ГИДРОПРИВОДА

Наибольшее применение в автоматизированных электроприводах получили приводы с дросселями, установленными на входе и выходе из исполнительного механизма, которые обеспечивают стабильные механические характеристики при любых влияниях статических и инерционных нагрузок на исполнительный механизм привода. Электрогидравлический усилитель мощности или дроссельный распределитель с пропорциональным электрическим управлением реализуют регулируемые дроссельные одинаковые щели как на входе, так и на выходе исполнительного механизма привода. На выходе из насоса, а также на входе и выходе из исполнительного механизма в гидросистеме устанавливаются устройства контроля давления - манометры и реле давления ( в точках А, Б, В, Г). Гидропривод фрезерного станка с дроссельным регулированием изображен на рисунке 1.

Рисунок 1 Функциональная схема гидропривода с дроселями, установленными на входе и выходе из исполнительного механизма, и обратной связью по скорости

Размещено на

Размещено на

1 - асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором; 2 - приемный фильтр; 3 - насос объемного типа; 4 - предохранительный клапан с пропорциональным электрическим управлением; 5 - манометр; 6 - реле давления; 7 - напорный фильтр; 8 -дроссельный распределитель с пропорциональным электрическим управлением; 9 -блок управления БУ 2110; 10 - тахогенератор; 11 - передающий механизм;12 - сливной фильтр ; 13 - гидроцилиндр с односторонним расположением штока (одноштоковый).

2. ВЫБОР ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ОРГАНА, РАСЧЁТ ВХОДНЫХ И ВЫХОДНЫХ ПАРАМЕТРОВ

Гидравлические цилиндры выбираются из каталога [3] при соблюдении следующих условий:

где и - соответственно паспортное и заданное значения толкающего номинального усилия на штоке;

и - соответственно паспортное и заданное значения максимального хода штока гидроцилиндра;

и - соответственно паспортное и заданное максимальные значения скорости движения штока.

Заданные параметры:

Длина хода поршня - ;

Толкающее усилие номинальное - ;

Допустимая скорость движения - ;

По заданным условиям выбираем гидроцилиндр по таблицам 2.1-2.2.

Принимаем гидроцилиндр типа ЦРГ63*32 со следующими параметрами:

Толкающее усилие номинальное - ;

Ход поршня максимальный - , минимальный - ;

Допустимая скорость движения - ;

Номинальное давление - ;

Максимальное давление - ;

Механический КПД - 0,95;

Диаметр поршня - 63 мм;

Диаметр штока - 32 мм;

Масса - 3,8.

Полезный перепад давления при условии, что давление на выходе равно нулю ():

.

где - необходимый перепад давления, ;

- давление в нагнетательной (бесштоковой) полости гидроцилиндра, ;

- давление в сливной (штоковой) полости гидроцилиндра, (при выборе гидроцилиндра предполагается, что );

- диаметр поршня гидроцилиндра, м;

- диаметр штока гидроцилиндра, м;

- механический КПД гидроцилиндра механический КПД гидроцилиндра ;

и - соответственно объёмные расходы жидкости на входе (в нагнетательном трубопроводе) и на выходе (в сливном трубопроводе) гидроцилиндра,;

- эффективная площадь поршня в бесштоковой полости гидроцилиндра, .

площадь поршневой полости:

,

.

.

Максимальный расход на входе:

,

где - максимальная скорость движения жидкости.

.

Максимальный расход на выходе:

,

где площадь штоковой полости:

;

;

.

Коэффициент эффективных площадей поршня:

,

.

3. РАСЧЕТ НАГНЕТАТЕЛЬНОГО И СЛИВНОГО ТРУБОПРОВОДОВ

Расчетное значение внутреннего диаметра трубы:

,

где - расчетный объемный расход на входе в трубопровод, - допустимая скорость движения жидкости. Принимаем допустимую скорость движения жидкости для нагнетательного трубопровода - 4 м/с, для сливного - 2 м/с.

Внутренний расчетный диаметр труб:

нагнетательного трубопровода и участка сливного трубопровода от исполнительного органа до реверсивного золотника

сливного трубопровода на участке от реверсивного золотника до бака

Принимаются бесшовные холоднодеформируемые трубы:

на нагнетательном трубопроводе

труба, имеющая наружный диаметр ,

толщину стенки и внутренний диаметр

на сливном трубопроводе труба, имеющая наружный диаметр ,

толщину стенки и внутренний диаметр

Рассчитаем действительную скорость движения жидкости в трубопроводах:

.

в нагнетательном трубопроводе



в сливном трубопроводе

В качестве рабочей жидкости принимаем масло индустриальное И- 20А со следующими параметрами:

плотность - ,

коэффициент кинематической вязкости - .

Потеря давления при движении жидкости по трубопроводу рассчитывается по зависимости Вейсбаха-Дарси:

,

где - длина трубопровода, - плотность жидкости, зависит от типа жидкости в трубопроводе, - коэффициент сопротивления

для ламинарного режима, когда ;

- для турбулентного режима, когда ,

где - число Рейнольдса:

,

где - коэффициент кинематической вязкости жидкости.

Нагнетательный трубоп...