Основные функции рабочей жидкости в гидравлических системах. Выбор рабочей жидкости. Расчет гидравлического цилиндра, расхода жидкости при перемещениях рабочих органов. Способы обеспечения нормальной работы гидропривода, тепловой расчет гидросистемы.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Курсовая работа

По предмету "Гидравлика и гидропневмопривод"

Содержание

• 1. Введение
• 2. Выбор рабочей жидкости
• 3. Расчет гидравлического цилиндра
• 4. Расчет расхода жидкости при перемещениях рабочих органов
• 5. Расчет подачи насоса и его выбор
• 6. Расчет трубопроводов и их выбор
• 7. Выбор гидроаппаратуры
• 8. Расчет потерь давления в гидросистеме
• 9. Тепловой расчет гидросистемы
• Заключение
• Список использованной литературы

1. Введение

В силовых столах агрегатных станков и автоматических линий, а также в других гидрофицированных механизмах обычно реализуется следующий цикл движения рабочего органа: исходное положение "Стоп", при котором производится установка и закрепление заготовки, и снятие обработанной детали, быстрый подвод заготовки к зоне обработки, одна или две рабочих подачи, быстрый или медленный отвод в исходное положение.

Рис. 1 - Принципиальная гидравлическая схема привода

Для схемы № 1 описание работы будет иметь следующий вид:

Исходное положение "Стоп"

Б-1-Ф-2-Н-3-4-КД-5-Б

|

6-7-Р2 (ср) - 10-Р3 (л) - 11-14-Б

|

10-Р3 (ср)

Быстрый подвод (вправо)

Б-1-Ф-2-Н-3-6-7-Р2 (л) - 8-Ц/Ц-9-Р2 (л) - 10-Р3 (л) - 11-14-Б

| |

| 15-Р1 (л) - 16-Р2/Р2-17-Р1 (л) - 18-Б

|

4-КД (з)

Рабочая подача (вправо)

Б-1-Ф-2-Н-3-6-7-Р2 (л) - 8-Ц/Ц-9-Р2 (л) - 10-Р3 (пр) - 12-РП-13-14-Б

| |

| 15-Р1 (л) - 16-Р2/Р2-17-Р1 (л) - 18-Б

|

4-КД-5-Б

Быстрый отвод (влево)

Б-1-Ф-2-Н-3-6-7-Р2 (пр) - 9-Ц/Ц-8-Р2 (пр) - 10-Р3 (л) - 11-14-Б

| |

| 15-Р1 (пр) - 17-Р2/Р2-16-Р1 (пр) - 18-Б

|

4-КД (з)

Исходное положение "Стоп"

см. п.1.

2. Выбор рабочей жидкости

В гидравлических системах рабочая жидкость выполняет несколько функций:

служит для передачи энергии от насоса к гидродвигателю;

смазывает поверхность трения внутри гидравлических агрегатов и аппаратов;

предотвращает коррозию;

способствует отводу тепла от источников его выделения;

Основным параметром, по которому производится выбор рабочей жидкости, является ее вязкость. При завышении вязкости увеличиваются потери давления, и увеличивается нагрев системы. Если же вязкость недостаточна, увеличиваются утечки жидкости из полостей высокого давления, уменьшается объемный КПД системы, усложняется уплотнение стыков и подвижных соединений.

В станочных гидроприводах и приводах промышленных роботов при температуре 50°С рекомендуются к применению рабочие жидкости со следующей кинематической вязкостью:

при давлении до 7 МПа

при давлении 7-20 МПа

В качестве рабочей жидкости по [1] с.12-13 таб.1.1, выбираем ИГП-30

ТУ38 101413-78, кинематической вязкостью и плотностью 885кг/м³.

3. Расчет гидравлического цилиндра

В процессе работы рабочие органы станка, перемещаемые цилиндром, преодолевают силы резания (P_z и P_y), силы трения и веса, а при переходных режимах (разгоне и торможении) - инерционные нагрузки (не учитывают).

Для определения расчетной нагрузки на штоке цилиндра составим уравнение равновесия всех внешних сил.

Рис. 2 - Расчетная схема цилиндра горизонтального исполнения

При горизонтальном исполнении элементы цикла "Быстрый подвод", "Рабочая подача" осуществляется движением рабочего органа вправо, а элемент "Быстрый отвод" - движением влево.

Уравнение равновесия:

(Н)

(Н)

где Т - сила трения, Н;

M₁ и M₂ - массы заготовки и стола, кг;

g - ускорение свободного падения, м/с²;

f - коэффициент трения в направляющих стола, (f = 0,05-0,08).

(Н)

(Н)

Для определения диаметра цилиндра составим уравнение равновесия поршня, то есть расчетного усилия на штоке и сил, действующих внутри цилиндра. Уравнение равновесия при подключении поршневой полости к напорной линии и штоковой полости к сливной линии будет выглядеть так:

где и - площади поршневой и штоковой полостей цилиндра, мм²;

D и d - диаметры поршня и штока, мм;

p₁ и p_{2 -} давление в напорной и сливной линии, МПа;

k_{t -} коэффициент, учитывающий трение в уплотнениях цилиндра.

Диаметр цилиндра определяем по формуле:

где с - отношение d к D;

где v₁ и v₄ - скорости подвода и отвода, м/с.

Давление p₁ и p₂ выбираем из ряда номинальных давлений по ГОСТ 12445-80, p₁=6.3 МПа и p₂=0.5 МПа.

(мм)

Диаметр штока гидроцилиндра определяем по формуле:

(мм)

(мм)

Расчетные значения диаметров цилиндра D и штока d округляем до ближайшего значения по ГОСТ 12447-80, принимаем D = 63 мм, d = 40 мм.

4. Расчет расхода жидкости при перемещениях рабочих органов

Расчет расхода жидкости выполняем для тех элементов цикла, которые предусматривают перемещение рабочих органов станка или промышленного робота с заданными скоростями, т.е. быстрый подвод, все рабочие подачи и быстрый отвод. В общем случае расход жидкости определяем по формуле:

(л/мин),

где v - скорость перемещения, м/с;

F - площадь полости цилиндра, соединенная с напорной линией для

осуществления этого перемещения, мм². Если напорная линия соединена с поршневой полостью, то

мм^2,если со штоковой, то

мм²

Расход жидкости для быстрого подвода со скоростью :

(л/мин)

Расход жидкости для рабочей подачи со скоростью :

(л/мин)

Расход жидкости для быстрого отвода со скоростью :

(л/мин)

5. Расчет подачи насоса и его выбор

Расчетную подачу определяем по следующей формуле:

, (л/мин)

где - максимальный расход жидкости из рассчитанных для элементов цикла, л/мин;

- расход жидкости через переливной клапан, л/мин;

- суммарные утечки в гидроаппаратуре;

, (л/мин)

- объемный КПД насоса.

Утечки определяем для каждого аппарата по пути движения рабочей жидкости, значение утечек принимаем по [1] табл.1. с.10-11:

(л/мин)

Выбор насоса производим по расчетной подаче Q = 111.3 л/мин и принятому давлению р₁ = 6,3 МПа, принимаем по [1] таб. Б1 с.43 - регулируемый насос 2Г12-55АМ:

Параметры выбранного насоса:

Рабочий объём, см3	80
Номинальная подача, л/мин	108