Розрахунок гідравлічної схеми хрестового супорту для контурної обробки

Проведення розрахунку гідросистеми верстата по заданій базовій схемі. Обчислення розмірів гідроциліндрів, робочого об'єму, потужності та крутного моменту гідромоторів. Кількість необхідної подачі насоса, діаметр умовного проходу (для гідроапаратури).
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Міністерство освіти і науки України

Полтавський національний технічний університет ім. Юрія Кондратюка

Кафедра будівельних машин та обладнання

КУРСОВА РОБОТА

із дисципліни " Гідропневмоавтоматика "

на тему:

" Розрахунок гідравлічної схеми хрестового супорту для контурної обробки "

Виконав:

Шарівський Я. В.

Керівник:

Дураченко Г. Ф.

Полтава 2010

Зміст

Вступ

1. Вибір робочого тиску

2. Розрахунок та вибір гідродвигунів

Розрахунок гідроциліндрів

Вибір гідроциліндрів

3. Розрахунок витрат робочої рідини

4. Розрахунок та вибір насосів і приводного двигуна

Розрахунок і вибір насосів

Вибір приводного двигуна

Вибір об'єму баку

5. Вибір гідроапаратури

6. Перевірний розрахунок

Висновки

Список літератури

Таблиця складових частин до принципової схеми

Вступ

гідравлічний насос верстат мотор

У рамках цієї курсової роботи необхідно провести розрахунок гідросистеми верстата, базова схема якого наведена в завданні до курсової роботи. Основними показниками, що розраховуються, є розміри гідроциліндрів, робочий об'єм, потужність та крутний момент гідромоторів (якщо вони є в схемі), необхідна подача насоса, діаметр умовного проходу (для гідроапаратури). За розрахованими показниками підбираються гідроциліндри, гідромотори, насоси й апаратура, котрі виробляються відповідними підприємствами або плануються для виробництва, як перспективні зразки. Для вибору гідромашин і гідроапаратів необхідно використовувати каталоги, довідники, проспекти відповідних фірм й ін. Частковий перелік літератури наведено у кінці.

Після вибору апаратури проводиться перевірний розрахунок за показниками. Мета розрахунку - перевірити, чи забезпечують вибрані гідромашини та апарати ті показники, які запропоновані в завданні на курсову роботу.

Якщо це необхідно, в схему вносяться зміни, які забезпечать її нормальну роботу.

У висновках подаються всі потрібні пояснення щодо особливості роботи схеми та аналіз проведеної роботи.

1. Вибір робочого тиску

Для верстатів загального призначення звичайно використовують тиск 2.5, 3.5, 4, 6.3 або 10 МПа. Більші значення тиску приймаються при розробленні потужного технологічного обладнання та верстатів спеціального призначення.

Для попереднього розрахунку гідромашин приймаємо величину тиску = 10 МПа, з можливістю відкоригувати її залежно від отриманих результатів.

Величину тиску зливу при попередньому розрахунку приймаємо у межах (0,1...0,2)Р_н, тобто

МПа

Таким чином, розрахунковий перепад тиску складе:

МПа



2. Розрахунок та вибір гідродвигунів

2.1 Розрахунок гідроциліндрів

Розрахунок потрібного діаметра циліндра будемо проводити на прямому ході за формулами, наведеними нижче.

Для поршневого гідроциліндра двохсторонньої дії з двостороннім штоком Гц1 на прямому ході:

,

де - ефективне зусилля на штокові гідроциліндра, Н;

- перепад тиску, Па;

- діаметр гідроциліндра, м;

- діаметр штока, м;

= 0,98 - механічний ККД гідроциліндра.

Якщо врахувати постійну гідроциліндра, то формула прийме вигляд:

,

де - ефективне зусилля на штокові гідроциліндра ГЦ1, Н;

ц = 1,4 - стала гідроциліндра (прийнята умовно).

Розрахунок діаметра гідроциліндра ГЦ1 проводимо за формулою:



Вибираємо з нормального ряду діаметрів згідно ГОСТ 12447 - 80 діаметр D_ГЦ1 = 80 мм.

Для поршневого гідроциліндра двохсторонньої дії з одностороннім штоком ГЦ2:

,

звідки:

де - ефективне зусилля на штокові гідроциліндра ГЦ2, Н;

Вибираємо діаметр D_ГЦ2 = 56 мм.

Діаметри штоків визначимо за формулою:

,

де D_ГЦ - діаметр гідроциліндра,

d_Ш - діаметр штока.

Приймаємо d_Ш1 = 45 мм, d_Ш2 = 32 мм.

2.2 Вибір гідроциліндрів

За результатами розрахунків вибираємо гідроциліндри з розмірами відповідними ГОСТ 12447-80:

для ГЦ1: D_ГЦ1 = 80 мм, d_Ш1 = 45 мм, ц = 1.4;

для ГЦ2: D_ГЦ2 = 56 мм, d_Ш2 = 32 мм, ц = 1.4.



3. Розрахунок витрат робочої рідини

Витрати робочої рідини залежать від розмірів вибраного гідроциліндра та швидкості штока ГЦ, наведеної в завданні.

Формула для розрахунку витрати робочої рідини залежить від типу вибраного ГЦ.

Для поршневого гідроциліндру ГЦ1 із двохстороннім штоком на прямому ході:

.

де - швидкість штока гідроциліндра, м/хв,

Для поршневого гідроциліндру ГЦ2 з одностороннім штоком на прямому ході:

,



4. Розрахунок та вибір насосів і привідного двигуна

4.1 Розрахунок і вибір насосів

У зв'язку з тим, що гідроциліндри працюють почергово приймаємо більші витрати для насоса. Виходячи з цього подача гідронасоса складає:

л/хв,

Вибраємо згідно ТУ2-053-1364-78Е пластинчатий гідронасос БГ12-22М, який має такі характеристики:

- номінальна подача - 19.4 л/хв;

- робочий об'єм - 16 см³;

- тиск:

номінальний - 12.5 МПа;

максимальний - 14 МПа;

- частота обертання:

номінальна - 1500 об/хв;

максимальна - 1800 об/хв;

мінімальна - 1200 об/хв;

- потужність:

номінальна - 5.65 кВт;

холостого ходу - 0.3 кВт;

- ККД при номінальному режимі:

об'ємний - 0.81;

повний - 0.7;

- ресурс - 5000 год;

- маса - 9.5 кг.



4.2 Вибір приводного двигуна

Приводний двигун для гідронасоса підбираємо за потужністю та частотою обертання, яка необхідна для приводу насоса. Враховуючи, що електродвигуни змінного струму по масі на 50% легші та потребують в 4,5 рази менших витрат міді у порівнянні з електродвигунами постійного струму, мають більш високу ступінь захисту.

Вибираємо асинхронний трифазний електродвигун АИР112М4 з такими характеристиками:

- номінальна потужність - 5,5 кВт;

- частота обертання - 1430 об/хв;

- ККД - 0,855;

- номінальний струм - 11,4 А;

- маса - 49 кг.

Так як частота обертання приводного двигуна знаходиться в робочому діапазоні частот обертання гідронасоса то перерахунок подачі гідронасоса не проводимо.

4.3 Вибір об'єму бака

Потрібний об'єм бака рекомендується приблизно визначати за формулюю:

,

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

дм³

Вибираємо об'єм бака 63 дм³.



5. Вибір гідроапаратури

Для вибору гідроапаратури визначаємо діаметр умовного проходу:

,

де - витрата рідини в гідролінї, м/с;

- швидкість рідини в гідролінї, м/с.

Для гідроліній з тиском 10 МПа = 2,7...4,25 м/с, приймаємо = 4 м/с.

,

Вибираємо D_у=12 мм.

Згідно цього вибираємо гідроапаратуру:

Розподільники:

Р1, Р2, Р3, Р4, Р5, Р6 - Р102:

- діаметр умовного проходу - 12 мм;

- номінальна витрата масла - 40 л/хв;

- номінальний тиск - 20 МПа;

- керування - елекрокерування;

Клапани:

Кл1 - клапан тиску, запобіжний, непрямої дії

- діаметр умовного проходу - 12 мм;

- номінальна витрата масла - 32 л/хв;

- тиск настройки - 10 МПа;<...