Разлік аб’емнага гідраулічнага прывада

Разлік аб’емнага гідраулічнага прывада

Міністэрства адукацыі Рэспублікі Беларусь

БЕЛАРУСКІ ДЗЯРЖАЎНЫ ТЭХНАЛАГІЧНЫ УНІВЕРСІТЭТ

Кафедра энергазберажэння, гідраўлікі і цеплатэхнікі

КУРСАВАЯ РАБОТА

НА ТЭМУ

РАЗЛІК АБ'ЕМНАГА ГІДРАЎЛІЧНАГА ПРЫВОДА

Выканаў студэнт

3 курса

факультэта ТТЛП

спецыяльнасці МОЛК-6

Iвасюта В.В.

Праверыў: Пятровіч А.В.

МІНСК 2004

РЭФЕРАТ

Курсавая работа на тэму “ Разлік аб'емнага гідраулічнага прывада” складаецца з 39 лістоу машынапіснага тэксту, якая змяшчае 36 лістоу разлікова - поясняльнай запіскі, 3 ліста графічнага матэрыялу : схема ушчыльнення поршня і штока, схема масленага бака, прынцыповая схема гідрапрывада, графічная характарыстыка гідрапрывада, помпа, напорны залатнік.

Гідрапрывод, разлік, гідрацыліндр, ушчыльненне, апаратура, трубапровад,помпа,характарыстыкаметалаёмкасц,шток,гідраулічная апаратура, характарыстыка помпы, плошча, скорасць, дросель, ККДз,вад касць,энергія.

Курсавая работа на тэму “ Разлік аб'емнага гідраулічнага прывада” змяшчае разлік асноуых параметрау гідрацыліндрау. Уякім па зададзеным карысным намаганні задаюцца суадносінамі дыяметрау поршня і штока, знаходзяць плошчу, таушчыню сценкі і накрывак ,вядуць разлік гідрацыліндрау на трываласць. Знаходзяць сілы трэння пры ушчыльненні гумавымі кольцамі і шауронавымі манжэтамі. Вызначаюць агульнае ККДз гідрацыліндра.

УВОДЗІНЫ

Гідраўлічныя прыводы вельмі шырока выкарыстоўваюцца для ажыццяўлення руху рабочых органаў разнастайных машын (будаўнічых, дарожных, пад'ёмна транспартных, сельскагаспадарчых, лясных і іншых), у станкабудаванні, авіяцыі, кавальска-прэсавым і іншым механічным абсталяванні.

Шырокае яго распаўсюджанне вызначаецца значнымі перавагамі пры параўнанні з іншымі прыводамі: магчымасць атрымліваць вялікія сілы і круцячыя моманты пры адносна малых памерах гідрарухавіка: плаўнасць перамяшчэння і бесступеньчатае рэгуляванне скорасці ў вялікім дыяпазоне скарасцей; малая інэрцыйнасць; прастата ажыццяўлення прамалінейных зваротна-па-ступальных рухаў і аўтаматычнага кіравання рабочымі органамі; простая засцярога ад перагрузкі і высокая эксплуатацыйная надзейнасць.

Высокія кампановачныя ўласцівасці гідраўлічных сістэм, якія заснаваны на канструкцыйнай незалежнасці знаходжання асобных агрэгатаў, дазваляюць ствараць машыны, якія маюць высокую прадукцыйнасць, надзейнасць і малую матэрыялаёмістасць.

Аб'ёмны гідрапрывод складаецца ў асноўным з помпы аб'ёмнага дзеяння, выканаўчага гідрарухавіка, агрэгатаў размеркавання вадкасці і кіравання засцярогі сістэмы ад перагрузак, ачысткі вадкасці, трубаправодаў. Некаторыя сістэмы ўключаюць дапаможныя гідраагрэгаты: зваротныя клапаны, гідраўлічныя замкі, дзялільнікі патоку і іншыя.

Асновай помпавага аб'емнага гідрапрывада з'яуляецца помпа аб'емнага дзеяння, якая стварае энергію ціску рабочай вадкасці.

Гэта энергія пераутвараецца у механічную работу з дапамогай аб'емнага гідрарухавіка, часцей за усе гідрацыліндра. На практыцы у гідрапрывадах прымяняюцца пераважна шасцярончатыя ці пластінчатыя помпыю.

У якасці сілавога выканаучага гідраагрэгата(гідрарухавіка) прымяняюць поршневыя гідрацыліндры з аднабаковым, двухбаковымі штокамі ці з дыферэнцыяльным поршнем.

Для кіравання выканаучымі гідрарухавікамі прымяняюць кранавыя ці залатніковыя размеркавальнікі.Кіраванне імі можа быць ручным, электрамагнітным, гідраулічным ці электрагідраулічным. Спосаб кіравання залежыць ад велічыні ціску у гідраулічнай сістэме, а таксама тыпу кіравання непасрэднага ці дыстанцыйнага.Калі у прывадзе некалькі гідрацыліндрау і патрэбна забяспечыць іх паслядоуную работу, тады прымяняюць напорныя залатнікі, адін з якіх настройваецца на меншы ціск,а другі - на большы. Калі патрэбна забяспечыць сінхронню работу гідрацыліндрау, тады прымяняюць механічныя сінхранізатары,аб'емнага ці дросельныя дзельнікі патоку.

Пры неабходнасці рэгулявання скорасці руху выканаучых механізмау (штокау, гідрацыліндрау) у схему гідрапрывада уключаюць дроселі ці рэгулятары патоку.

Для прадухілення ад высокіх ціскау, якія могуць узнікаць у гідрасістэме, неабходна уключыць засцерогальны клапан, які часцей за усе ставяць па лініі помпа - размеркавальнік, у бакавым адгалінаванні трубапровада. Калі потрэбна панізіць ціск на якім - небудзь участку сістэмы (у тым выпадку, калі ад адной помпы працуюць два гідрацыліндра пры розных цісках ) прымяняюць рэдукцыйны клапан.

Пры праетаванні аб'емнага гідрапрывада неабходна прымяняць серыйную гідраапаратуру і другое абсталяванне, якое выпускаецца нашай прамысловасцю.

У адпаведнасці з заданнем і схемай гідрапрывода ў курсавой рабоце вырашаны наступныя задачы: вызначаны асноўныя памеры гідрацыліндра, выбрана рабочая вадкасць для гідрапрывода, падабрана ўся гідраўлічная апаратура, якая прыведзены на схеме для праектавання, разлічана трубаправодная сістэма гідрапрывода, страты ціску ў ей і зроблены папярэдні выбар помпы, зроблены аналіз існуючых спосабаў рэгулявання скорасці руху выхаднога звяна гідрацыліндра, складзена прынцыпіяльная гідраўлічная схема гідрапрывода ў адпаведнасці з абазначэннем гідраўлічнай апаратуры згодна з ЕСКД, разлічана і пабудавана рэгуліровачная характарыстыка гідрапрывода і зроблены канчатковы выбар помпы, разлічаны цеплавы рэжым работы гідрапрывода і вызначана металаемістасць.

1. Разлік гідрацыліндраў (ГЦ)

Гідраўлічныя рухавікі прызначаны для пераутварэння энергіі ціску патоку рабочай вадкасці ў механічную энергію руху выхаднога звяна (штока гідрацыліндра).

1.1 Разлік асноўных параметраў ГЦ

Асноўнымі параметрамі гідрацыліндраў з'яўляюцца ўнутраны дыяметр цыліндра (дыяметр поршня) D, дыяметр штока d, рабочы ціск, ход поршня L.

Дыяметр поршня вызначаюць па формуле:

P=p?S (1.1)

дзе Р - зададзенае карыснае намаганне, Н;

р - папярэдне прыняты ціск у ГЦ, Па;

S - Эфектыўная (рабочая) плошча поршня пры рабочым ходзе (калі пераадольваецца зададзенае намаганне), м2.

Папярэдні ціск прымаецца з рада намінальных ціскаў па ДАСТ 12445 80: 1,6;2,5; 4,0; 6,3; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0; 25,0; 32,0; 40,0; 50,0; 63,0 МПа. Пры выбары ціску ўлічваюць велічыню пераадольваемага намагання. Пры Р1 = 9 кН прымаем р1=2.5

МПа..Р1=Р2,зн р1=р2

Велічыня эфектыўнай плошчы S залежыць ад канструкцыі ГЦ і вызначаецца па адпаведных формулах: для ГЦ з аднабаковым штокам пры падачы рабочай вадкасці ў поршневую поласць:

S=? D2/4 (т.ш. у нашым выпадку ГЦ з аднабаковымі штокамі). (1.2)

Спачатку вылічваем плошчу s, а потым знаходзім значэнні D і d. Для разліку дыяметрау зададзім адносіны у залежнасці ад ціску: пры р<5 Мпа d/D=0.5;

S1=Р1/р1=9000/250000000=0.0036м

D2 = (4*S)/?. (1.3)

D1=м.

d1=D1*0, 5=0.034 м;

S2=Р2/р2=0.0036м.

D2 =м.

d2=D2*0.5=0.034м.

Знойдзеныя з формул дыяметры D і d акругляюць да бліжэйшага стандартнага па ДАСТ 12447-8О.

Прымаем D1=D2 =65 мм ; d1=32 мм, d2=32мм;

3 умовы захавання падоўжнай устойлівасці штока суадносіны паміж ходам поршня L і яго дыяметрам D не павінны быць болей за 10, г.зн. (L/D)<=10:

L/D=105/65=1.6<10

3 улікам прынятых стандартных дыяметраў D1, D2 і d1, d2 сапраўдны рабочы ціск р:

S1 =S2= (3.14*0.065)/4=3.32*10-3 м2

рс=P1/S1=9*103/3.32*10-3=2.7 МПа; (1.4)

1.2 Разлік гідрацыліндраў на трываласць

Разлікамі на трываласць вызначаюць таўшчыню сценак ГЦ, таўшчыню накрывак (галовак) ГЦ, дыяметр шпілек ці балтоў для мацавання накрывак.

Па нормах Дзяржтэхнадзора пры разліку ГЦ на трываласць абмяжоўваюцца ўлікам толькі сіл ад ціску вадкасці без уліку знешніх сіл.

Корпус ГЦ вырабляецца з розных матэрыялаў, але часцей за ўсё са стальных труб ці паковак. Пры ціску рабочай вадкасці да 20 МПа прымяняюць стальныя трубы, пры ціску звыш 20 МПа -каваныя стальныя трубы. Штокі і поршні ГЦ вырабляюць са стальных паковак.

У залежнасці ад суадносін паміж вонкавьм дыяметрам Dв і ўнутраным D цыліндры дзеляцца на таўстасценныя і танкасценныя. Калі (Dв/D)<=1,2, ён адносіцца да танкасценных, калі (Dв/D)>1,2 - да таўстасценных.

Таўшчыню сценкі ? танкасценнага ТЦ вызначаюць па формуле:

? =PуD/(2,3[?]- Pу) (1.5)

дзе Ру - умоуны ціск, роўны (1,2-1,3)Р ;

[?] - дапушчальнае напружанне расцягвання.

?1 =Pу1D1/(2,3[?]- Pу1)=3.375*106 *0.065/(2.3*90*106-3.375*106=1.1 мм;

?2=РУ2D2/(2.3[?]-РУ2)= 3.375*106 *0.065/(2.3*90*106-3.375*106=1.1 мм;

Да вызначаных па формуле (1.3) таўшчынь сценак ГЦ неабходна дабавіць прыпуск у (0,5-1)мм, які неабходны на апрацоўку ўнутранай паверхні цыліндра. З улікам гытага маем:

?1 =2 мм; ?2=2 мм;

Вызначым вонкавыя дыяметры:

Dв1=D1+2?1=65+2*2=69 мм; (1.6)

Dв2=D2+2?2=65+2*2=69 мм; (1.7)

Dв1/D1=1.06< =1.2- цыліндр танкасценны.

Dв2/D2=1.06< =1.2-цыліндр танкасценны.

Накрыўкі ГЦ звычайна бываюць плоскімі ці сферычнылі. Плоскую накрыўку разлічваюць як плоскую круглую пласціну, замацаваную па контуры і нагружаную раўнамерна размеркаванай нагрузкай. Таўшчыня такой накрыўкі вызначаецца па формуле:

?накрыўкі=0,433D; (1.8)

?накр1=0,433*65=5.5 мм;

?накр2=0.433*65=5.5 мм;

Таўшчыня накрыўкі павінна быць не менш за двайную таўшчыню сценкі цыліндра.

Пры замацаванні накрывак (галовак) цыліндраў балтамі ці шпількамі дыяметр апошніх вызначаецца з умовы іх трываласці на разрыў. Пры гэтым для ГЦ штурхаючага дзеяння:

dб1=D1=65=3.9мм; (1.9)

dб2=D2=65=3.9мм (1.10)

дзе 1.2- каэфіцыент, які ўлічвае нераўнамернасць папярэдняй зацяжкі балтоў ці шпілек; n - колькасць балтоў ці шпілек; [?p] - дапушчальнае напружанне разрыву(для сталі [?p]= (ІЗ0-150) МПа).

1.3 Ушчыльненне поршня і штока

Для прадухілення перацечак (а таксама страт) рабочай вадкасці, якая знаходзіцца ў ГЦ пад ціскам, праз зазоры ў стыку двух нерухомых ці рухомых цвёрдых паверхняў (штока, поршня, гільзы цыліндра, накіравальнай для штока) неабходна прадугледзець ушчыльненні. Эканамічнасць і надзейнасць работы гідрапрывода залежыць ад абгрунтаванага выбару тыпу і матэрыялу ўшчыльняльных прыстасаванняў.

Для ўшчыльнення поршня часцей за ўсё ўжываюць металічныя кольцы, адно з самых простых і даўгавечных ушчыльненняў. Матэрыялам для кольцаў служыць шэры чыгун ці бронза. Стыкі кольцаў бываюць прамымі (пры р < 5 МПа), касымі (пры р=5-20 МПа) і ступеньчатымі (р > 20 МПа).

Форма папярочнага сячэння кольцаў - прамавугольная. Ступень герметычнасці залежыць ад колькасці кольцаў, якая прымаецца ў залежнасці ад рабочага ціску і дыяметра поршня. Пры D=65 мм і ціску Р?10МПа nкольцаў=3, а шырыня кольцаў b=4 мм. Адлегласць паміж кольцамі на герметычнасць ушчыльнення не ўплывае.

Сілу трэння металічных кольцаў пры ўшчыльненні вызначаюць па формуле:

Ртр=?Db(npk+pc)fk (1.11)

дзе рк - кантактны ціск кальца, які прымаецца роўньм 0,1-0,2 МПа;

рс- сапраўдны ціск у гідрацыліндры; fk - каэфіцыент трэння , роўны 0,07 пры скорасці больш за 0,1 м/с і 0,15 пры скорасці менш за 0,1 м/с. Па дадзеных і разлічаных задання маем:

Ртр1,2=3,14*0.065*0.004*(3*0,15*106+2.7*106)6*0,15=385.7 Н

Дзеля ўшчыльнення штока прымаем манжэты U-падобнага профілю. Герметызацыя забяспечваецца кантактнай паверхняй манжэты ў выніку яе дэфармацыі пры мантажы і ад дзеяння ціску вадкасці. Такія манжэты вырабляюцца са скуры, спецыяльных сартоў гумы, паліхлорвінілавага пластыфікату. Асноўныя размеры манжэт прыведзены ў дадатку 9. Для дадзеных штокаў шырыня манжэт b прымецца роўнай 7мм.

Сіла трэння пры ўшчыльненні з дапамогай манжэт U -падобнага профілю вызначаецца па формуле:

Ртр=?db(pk+pc)f (1.12)

дзе рс- сапраўдны ціск рабочай вадкасці ў гідрацыліндры;

рк = (2-5) МПа - кантактны ціск, які ўзнікае пры мантажы ўшчыльнення;

f=0,1-0,13 - каэфіцыент трэння.

Ртр1,2=3,14*0.032*0.007*(2.7*106+3*106)*0,11=441 Н

Ніжэй прыведзена схема ўшчыльнення.

Мал.1

1.4 Вызначэнне агульнага ККДз гідрацыліндра

Агульны ККДз гідрацыліндра вызначаецца па формуле

?ц=?а?г?м (1.13)

дзе ?ц - аб'емны ККДз, велічыня якога залежць ад тыпу ушчыльнення поршня (пры ўшчыльненні металічнымі кольцамі ?а =0,98-0,99); ?г - гідраўлічны ККДз, прымаем роўны 1 (таму што скорасці руху вадкасці ў гідрацыліндрах вельмі малыя); ?м - механічны ККДз, які улічвае страты намагання на пераадоленне сіл трэння пры ўшчыльненні поршня і штока.

Велічыня механічнага ККДз вызначаецца па формуле

?м=Р/Раг (1.14)

дзе Р - зададзенае карыснае намаганне; Раг - агульнае намаганне, якое вызначаецца па залежнасці:

Раг=Р+Ртр.п+Ртр.ш. (1.15)

дзе Ртр.п - сіла трэння пры ўшчыльненні поршня; Ртр.ш - сіла трэння пры ўшчыльненні штока.

Раг1,2=9000+385.7+441=9827 кН

?М1,2=9000/9827=0.92

?ц1,2=0.98*1*0.92=0.9.

3 улікам знойдзенай велічыні механічнага ККДз неабходна вызначыцьрабочы ціск у цыліндры, якім неабходна карыстацца пры далейшых разліках:

Рц=Раг/S=Рс/?м (1.16)

Рц1,2=9827/0,00332=3 МПа

дзе s- рабочая плошча роуная - 0.00332 м2.

2. ВЫБАР РАБОЧАЙ ВАДКАСТI

У гідрапрыводзе рабочая вадкасць з'яўляецца энерганосьбітам, дзякуючы якому ўстанаўліваецца сувязь паміж помпай і гідрарухавіком (гідрацыліндрам). Акрамя гэтага рабочая вадкасць забяспечвае ахалоджванне пары трэння і адвод ад іх цяпла, а таксама змазку рухомых злементаў гідрапрывода. У час работы гідрапрывода на паверхнях, якія труцца паміж сабой, ствараецца плёнка вадкасці, якая выключае магчымасць прамога кантакту слізготнай пары. Таму рабочая вадкасць павінна валодаць добрай змазваючай здольнасцю, не павінна змяняць свой хімічны састаў пры эксплуатацыі, быць механічна чыстай, валодаць аптымальнай вязкасцю, якая забяспечвае малыя ўцечкі і страты ціску на пераадольванне гідраўлічных супраціўленняў.

У гідрапрыводах прымяняюць рабочыя вадкасці на нафтавай аснове, вадамасленыя эмульсіі, сумесі і сінтэтычныя вадкасці. Выбар тыпу рабочай вадкасці вызначаецца дыяпазонам рабочых тэмператур, ціскам у гідрасістэме, скарасцямі руху выхадных звенняў гідрарухавікоў, канструкцыйнымі матэрыяламі і матэрыя-ламі ўшчыльненняў, асаблівасцямі, эксплуатацыі (на адкрытым па-ветры ці ў закрытым памяшканні, умовамі захавання машын у час перарываў у рабоце, магчымасцю абваднення і засмечвання рабо-чай вадкасці і г.д.).

Асноўным крытэрыем, які вызначае магчымасць прымянення вадкасці, з'яўляецца адпаведнасць вязкасці рабочаму ціску і тэмпературы эксплуатацыі гідрапрывода. Пры завышэнні значэння вязкасці павялічваюцца страты ціску; калі вязкасць недастатковая - павялічваюцца страты і перацечкі рабочай вадкасці.

З табліцы выбіраем масла I-20 з вязкасцю пры t=50С =20мм/с ,шчыльнасцю =890 кг/м, тэмпература застывання - 20С, тэмпературай успышкі 170С.

У адпаведнасці з зададзенай тэмпературай эксплуатацыі (t=50°С) рабочай вадкасці вызначаюць яе кінематычную вязкасць па формуле:

?= ?50*е-?(t-t0) (2.1)

дзе ? - паказчык ступені, які залежыць ад вадкасці (для маслаў ?= 0,025-0,035);

t - зададзеная тэмпература эксплуатацыі рабочай вадкасці ў °С.

Па дадзеных разлічваем:

?=45*е-0,033*(50-50)=45 мм2/с

Шчыльнасць вадкасці пры зададзенай тэмпературы вызначаецца па формуле:

?t =?0/(1+?*(t-t0)) (2.2)

дзе р0- значэнне шчыльнасці пры t=50°С; ? - каэфіцыент тэмпературнага пашырэння вадкасці ( у сярэднім для мінеральных масел прымаецца 0,0007 (1/°С)).

?t=890/(1+0,0007*(50-50))=890 кг/м3

3 ПАДБОР ГIДРАУЛIЧНАЙ АПАРАТУРЫ

Гідраўлічная апаратура прызначана ў аб'ёмным гідрапрыводзе для змянення параметраў патоку рабочай вадкасці (ціску, расходу, напрамку руху вадкасці) ці для падтрымання іх зададзеных параметраў. Большая частка гідраапаратуры нармалізавана, што дазваляе пры праектаванні выбіраць неабходныя гідраапараты, а не праектаваць іх.

Выбар ўсей гідраапаратуры (згодна са схемай гідрапрывода) праводзіцца па рабочым ціску цыліндра рц (вызначаны раней) і максімальнаму значэнню расходу вадкасці ў гідрацыліндры, які вызначаецца па залежнасці:

Qц=Vp*S/?a (3.1)

дзе Vр - скорасць рабочага ходу поршня гідрацыліндра; S- рабочая плошча поршня; ?а - аб'ёмны К.К.Д. гідрацыліндра, які прымаецца ў залежнасці ,ад прынятага тыпу ўшчыльнення поршня.

Qц1=Qц2=0,094*3.32*10-3 /0,98 = 1.19*10-4 м3/c

Згодна з задачай пры агульным кіраванні двума гідрацыліндрамі і паслядоунай іх работы разліковы расход будзе роўны максімальнаму расходу аднаго з гідрацыліндраў:

Qц=Qц1+Qц2=2.38*10-4м3/c (3.2)

Выбар гідраапаратаў робім з дапамогай тэхнічных характырыстак [2].

З дапамогай размеркавальнай апаратуры магчыма змяняць напрамак руху рабочай, вадкасці на розных участках гідрасістэмы, а гэта значыць забяспечваць рабочы і халасты (зваротны) ход поршня гідрацыліндра. Выбіраем залатніковы размеркавальнік з ручным кіраваннем Г74-22.

Тэхнічная характарыстыка

Расход, л/с 0.3

Ціск, МПа 20

Страты ціску, МПа 0.15

Страты вадкасці, см3/с 1.67

Вага, кг 7

Умоунае абазначэнне размеркавальнага устройства прыведзена на малюнку

Мал. 2

Напорны залатнік прызначаны для забеспячэння у гідрасістэме неабходнага ціску . Прымаем напорны залатнік БГ54-22.

Тэхнічная характарыстыка

Расход, л/с 0.3

Ціск, МПа 5

Страты ціску, МПа 0,4

Вага, кг 1.6

Умоунае абазначэнне напорнага залатніка прыведзена на малюнку

Мал. 3

Дроселі прызначаны для рэгулявання скорасці руху выхаднога звяна гідрацыліндра. Выбіраем дросель Г77-32:

Страницы: 1, 2



Реклама
В соцсетях
рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать