Расчет гидропривода

1. Введение

2. Анализ гидравлической схемы

3. Предварительный расчет привода

4. Уточненный расчет

4.1 Расчет гидроцилиндра

4.2 Выбор рабочей жидкости

4.3 Расчет трубопроводов

4.4 Расчет потерь давления

4.5 Построение графика потерь давления

4.6 Расчет дросселя

4.7 Расчет обратного клапана

5. Расчет гидравлической системы на устойчивость

6. Список литературы

1.

Введение

Гидропривод представляет собой эффективное средство автоматизации технологических машин. Применение гидропривода в станках, роботах, процессах позволяет упростить кинематику, снизить металлоемкость, повысить их точность и надежность. С помощью гидропривода осуществляются поступательные, вращательные, поворотные движения исполнительных органов, реализация рабочих перемещений зажима, переключение, выдержка времени, фиксация и т. п.

Применение гидропривода обусловлено его общепризнанными достоинствами, которые могут быть реализованы лишь при правильном проектировании и эксплуатации гидрофицированных машин. Недостатки гидропривода, заключающиеся в утечках, потерях на трение, снижающих КПД и вызывающих разогрев рабочей жидкости, сводятся к минимуму с применением унифицированных, хорошо отработанных узлов, знанием их конструкции, расчета и основ эксплуатации.

2. Анализ гидросхемы Исходные данные: вариант 46

Рис. 1. Гидравлическая схема

Данное гидравлическое устройство может быть использовано в подъемниках с вилочным или другим захватом. Усилие, развиваемое поршнем со штоком, и скорость подъема зависят от нагрузки. Система обеспечивает быстрый подвод захвата под днище поддона с грузом и автоматический переход на медленный подъем груза. Происходит это следующим образом.

Быстрый подъем захвата осущ6ествляется при воздействии гидравлической силы только на кольцевую площадь поршня в полости 3. Цилиндропоршневая группа развивает максимальное усилие, когда жидкость под давлением проникает в полость 2 через клапан 5. Если при подъеме объем выжимаемой жидкости из полости 4 больше объема жидкости, высвобождаемой плунжером 1, то избыток ее отводится через напорный золотник 6 в бак. Если же выжимаемый объем жидкости из полости 4 равен или меньше высвобождаемого плунжером из полости 2, то в эту полость поступает дополнительный объем жидкости из бака через обратный клапан 7.

Рис. 2. Вид цикла Уравнения протекания:

ИП: Б-Н-КП1-Б БП: Б-Н-КО1-Р (а)-Др1-ГЦ (2)

Слив: ГЦ (3)-Р (а)-КРФМО-Б

— КП2;

РП: Б-Н-КО1-Р (а)-Др1-ГЦ (2)

— КП3-ГЦ (1)

— КО3-ГЦ (1)

Слив: ГЦ (3)-Р (а)-КРФ-МО-Б

— КП2;

БО: Б-Н-КО1-Р (б)-Др1-ГЦ (3)

Слив: ГЦ (2)-Др1-Р (б)-КРФМО-Б

— КП2;

3. Предварительный расчет привода Р — расчетная нагрузка;

FИН — сила инерции;

G — вес подвижных узлов;

БП:

РП:

Т.к. Р=10 МН, то р2>р1

МПа

Рис. 3. Расчетная схема

м3/мин = 25 л/мин.

По справочнику выбираем насос БГ12−23АМ ТУ 2−053−1364−78Е с номинальным давлением 12,5 МПа и подачей 25,3 л/мин.

4. Уточненный расчет гидропривода Все расчеты, если не указано иное выполнены по.

4.1 Расчет гидроцилиндра Рабочее давление в цилиндре: МПа.

Площадь поршня гидроцилиндра в полости нагнетания:

м2 = 7800 мм².

Диаметр поршня:

мм.

Гидроцилиндр выбираем по наружному диаметру цилиндра D=100мм и ходу поршня H=200мм.

4.2 Выбор рабочей жидкости Учитывая, что кинематическая вязкость жидкости по заданию н=20 сСТ, выбираем масло ИГНСп-20 ТУ-38−101 798−79.

4.3 Расчет трубопроводов Рекомендуемая скорость потока в трубопроводе при давлении 16 МПа — nМ?4 м/с.

Диаметр трубопровода: мм.

Принимаем 20 мм.

Материал трубопровода — сталь.

Коэффициент безопасности Ку=3,5.

Толщина стенки мм.

4.4 Расчет потерь давления Число Рейнольдса:

Поток — ламинарный.

Потери давления по длине трубопровода: МПа.

Выбор гидроаппаратуры По справочнику в зависимости от номинального давления (p), расхода (Q) и условного прохода (Dy):

Потери давления в гидроаппаратуре [1,2]

Суммарные потери давления в гидроаппаратах — 2,7 МПа.

Потери давления в гидроцилиндре — 12,8 МПа.

4.5 График потерь давления Для рабочей подачи:

Рис. 4. График распределения давления Суммарные потери давления = 2,7+12,8+0,05=15,55МПа < 16МПа — насос выбран правильно.

4.7 Расчет дросселя Поток через дроссельQ=63,5 л/мин.

Внутренний диаметр трубыdтр=20 мм.

Перепад давления на дросселеДра =0,3 МПа.

Давление жидкостиp=16 МПа.

Плотность жидкостис=890 кг/м3.

Коэффициент расхода щелим=0,63.

Расход жидкости через дроссель;

Площадь дроссельного отверстия;

Т.о. диаметр дроссельного отверстия;

мм.

Рис. 5. Расчетная схема дросселя

4.7 Расчет обратного клапана Принимаем условный проход Dy=20мм.

Наружный диаметр уплотняющего пояскаD=Dy+2д=20+2· 0,75=21,5 мм.

Средний диаметрdcp=(D+Dy)/2=(21,5+20)/2=20,75 мм.

Давление после клапанаркл=р0-Дра=16−0,3=15,7МПа.

Высота подъема клапана;

мм.

Жесткость пружиныкН/мм Сила открывающая клапанН.

Сила упругости пружиныF=c· x

Предварительная деформация пружины — мм.

Рис. 6. Расчетная схема обратного клапана

5. Расчет гидравлической схемы на устойчивость Приведенная масса подвешенных частицM=200 кг Давление насосаp=16 МПа Площадь поршняF=7850 мм2

Плотность маслас=890 кг/м3

Начальное открытие щели золотника в нейтральном положении;

д=0,5 мм Половина рабочего объема гидроцилиндраV=1,91· 10−3 м3

Коэффициент расходам=0,68

Ширина рабочей щелиl=0,2 мм.

Коэффициент сжимаемости — в=0,67· 103 1/Па Критерий Михайлова Координаты характеристической кривой Михайлова

Рис. 7. Годограф Михайлова Система не устойчива.

Критерий Найквиста гидропривод давление дроссель

6. Список литературы

1. Свешников В. К., Усов А. А. «Станочные гидроприводы», справочник. Машиностроение, 1988 — 510с.

2. Бондаренко В. Н. «Расчет гидравлического привода технологических машин», учебное пособие. БелГТАСМ, 1998 — 100с.