Размещено на http://www.allbest.ru/

16

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

НАБЕРЕЖНОЧЕЛНИНСКИЙ ИНСТИТУТ

ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО АВТОНОМНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра «Высокоэнергетические процессы и агрегаты»

Контрольная работа

по дисциплине Теория и проектирование гидро-и пневмоприводов

на тему: «Проектирование типового объемного гидропривода»

Выполнил:

Мирзашарипов А.А.

Проверил:

Болдырев А.В.

Набережные Челны 2017 г

Гидравлическим приводом (гидроприводом) принято называть устройство, приводящее в движение машины и механизмы посредством системы гидроуправления, гидропередачи и прочих вспомогательных устройств. Гидропередача подразумевает устройство, служащее для передачи механической энергии с помощью гидростатического напора жидкости. Составные части гидропередачи - это обычно гидродвигатель и насос, которые соединяются гидролиниями. Гидродвигатель служит для преобразования энергии движения жидкости в механическую энергию вала ведомого. Насос предназначен для тока жидкости в ходе преобразования механической энергии, приложенной к его валу, в гидравлическую энергию движения жидкости.

Гидропередача может быть вращательного или поступательного характера - в зависимости от движения выходного звена. В первом случае применяется гидродвигатель гидроматор, во втором в качестве гидродвигателя выступает гидравлический цилиндр. Беря в пример экскаватор, мы видим, что гидропередачи приводов передвижения и вращения платформы имеют вращательный характер, а повороты рукояти, стрелы и ковша - поступательный характер.

Гидропередача может быть регулируемой - в случае возможности изменения скорости ведомого и ведущего звеньев, и нерегулируемой - если изменение скорости этих составных не предусмотрено. Все определяющие характеристики гидропередачи в условиях рассмотрения всего гидропривода можно перенести и на свойства гидропривода. Помимо этого, по способу управления регулирующим органом, гидропривод может быть электрическим, гидравлическим, ручным и др.

В России утверждены государственные стандарты на определения и термины, применяемые в гидроприводе. Ниже приведены некоторые из таких терминов и определений гидропривода, в частности применимые в гидроприводе экскаватора.

Гидропривод - это привод, составной частью которого является гидравлический механизм, работающий под давлением, и имеющий один или несколько объемных гидродвигателей. К стандартным устройствам гидропривода относятся гидроаппараты, гидромашины, гидролинии, гидроемкость и кондиционеры рабочей среды.

Объемный насос - это насос, рабочая жидкость в котором перемещается посредством периодического изменения объема занимаемой этой жидкостью камеры, сообщающейся с входом и выходом насоса попеременно.

Объемный гидродвигатель - это объемная машина, используемая для получения энергии выходного звена преобразованной из энергии потока рабочей жидкости.

Всасывающая гидролиния - это гидролиния, по которой движется рабочая жидкость, как правило, от гидробака к насосу.

Напорная гидролиния - это гидролиния, по которой рабочая жидкости движется под давлением, как правило, от насоса к гидроаппаратам.

Исполнительная гидролиния - это гидролиния, рабочая жидкость по которой движется между направляющим гидроаппаратом и объемным гидродвигателем, поочередно.

Гидролиния управления - это гидролиния, рабочая жидкость по которой движется к гидроприводным устройствам для их управления.

Имеются следующие основные параметры гидропривода:

Номинальным расходом считаю расход жидкости с определенной вязкостью через устройство при условии установленной потери давления.

Номинальное давление - наибольший показатель давления, при котором гидрооборудование работает в течение установленного ресурса в условиях сохранения параметров в рамках установленных норм.

Максимальное давление - наибольший показатель давления, которое допустимо в работе гидрооборудования (ограничивается настройкой предохранительного устройства).

Работа гидропривода основана на принципе высокого модуля упругости жидкости, имеющей ничтожную сжимаемость, а так же на законе Паскаля, согласно которому любое изменение давления в любой точке покоящейся жидкости и не нарушающее ее равновесия, передается без изменения в другие точки.

Для определения основных силовых и кинематических зависимостей гидропривода, ознакомимся с основой гидропривода - расчетной схемой гидропередачи. Мы имеем соединенные между собой герметичной гидролинией два цилиндра гидропередачи: объемный гидродвигатель и объемный насос. Высокий модуль упругости рабочей жидкости, которая находится в объемном двигателе, объемном насосе, а так же в соединяющей их гидролинии, обеспечивает жесткую связь между гидродвигателем и насосом. Гидродвигатель здесь выступает в качестве преобразователя энергии давления жидкости в механическую энергию, а насос превращает механическую энергию в энергию давления жидкости. Рабочая жидкость устанавливает между объемными машинами геометрическую связь.

Любая потеря мощности в гидроприводе преобразуется в тепловую энергию, которая естественным путем отводится через стенки агрегатов и труб, либо при помощи специальных маслоохладителей. Данная система является обратимой, то есть она справедлива и для варианта, когда вместо насоса будет расположен гидродвигатель и наоборот. Эта обратимость имеет высокое значение для гидропередач с движением вращательного характера, в которых в роли двигателя и насоса применимы агрегаты с одинаковой конструкцией.

Система гидроуправления представляет собой гидравлическую систему, которая обеспечивает управление гидропередачей. Состоит она из функциональных золотниково-клапанных устройств, колонок управления и насосно-аккумуляторной части.

Система гидроуправления необходима для обеспечения:

снижения усилий на ручках управления

ввода автоматических связей работы гидропередачи

легкого подвода управляющего сигнала к агрегату, расположенному в любом месте. радиальный поршневой вал гидропривод

Вспомогательные устройства - это, как правило, агрегаты охлаждения, очистки и емкости рабочей жидкости.

Обзор научно-технической и патентной литературы

Объемные гидравлические моторы (гидромоторы) преобразуют гидравлическую энергию в механическую. Для крановых механизмов используются радиально-поршневые и аксиально-поршневые гидромоторы.

Радиально-поршневые гидромоторы. Такие гидромашины используется на судовых кранах фирм «Hagglunds», «Mcgregor», «Mitsubishi». В технической литературе их называт LSHT гидродвигатели (Low speed -High torque motors) - низкооборотные высокомометнтные двигатели. Они позволяют получать достаточно большие вращающие моменты при малой (порядка 0,5…200 об/мин) частоте вращения, поэтому в приводе можно не использовать механический редуктор.

Радиально-поршневые гидромоторы изготавливают двух типов: радиально-поршневой мотор с кулачковой шайбой и радиально-поршневой мотор с эксцентриковым валом.

Радиально-поршневой мотор с кулачковой шайбой. Принцип действия данных гидромоторов можно проиллюстрировать на примере упрощенной схемы, показанной на рис. 17.11.

Рис. 17.11. Упрощенная схема работы радиально-поршневого гидромотора (схема выполнена в виде развертки)

Через каналы 1 системы управления 2 и управляющие окна 3 масло подается на поршни 4 с закрепленными на них роликами 7. Если рабочая камера 5 соединяется с управляющими окнами 3 напорной линии, то масло начинает действовать на поршни 4 и ролики 7. Давление масла передается через ролики на сопряженную деталь 8 (которая в специальной литературе называется кулачковая шайба, статорное кольцо или копир). Ролик воздействует на кулачковое кольцо 8 с силой давления масла на поршень (, гдеp - давление масла, АП - площадь поршня).

Действуя на наклонную поверхность 8, сила вызывает силу нормальной реакции опоры, направленную перпендикулярно опираемой поверхностирис.17.12. Сила раскладывается на две составляющие вдоль радиуса и касательной к профилю кулачка - , и. Касательная силаперпендикулярная к оси поршня создает вращающий момент в одном цилиндре, который и вращает мотор

,

где - плечо приложения силы относительно оси вращения мотора.

Полный момент мотора за цикл работы равен сумме моментов тангенциальных сил во всех поршнях. Кратность гидромотора определяется числом рабочих ходов на рис. 17.13 показан пятикратный мотор, на рис. 17.14 - шестикратный и на рис. 17.15 - четырехкратный. Чем больше кратность мотора, тем больше его вращающий момент.

Рис. 17.15. Конструкция радиально-поршневого гидромотора с неподвижным кулачковым кольцом:

ведущий вал; 2 - траверса ротор; 3 - кулачковое кольцо (статор, копир); 4 - поршень; 5 - блок цилиндров (вращающийся)

Среднее значение вращающего момента, развиваемого всеми поршнями мотора за цикл

Нм,

где p - давление масла, подаваемого через распределительный клапан (золотник) в гидромотор, МПа (Н/мм2) или bar (10 Н/cм2) 1МПа=10 bar;

-рабочий объем гидромотора (объем, описываемый его поршнями)

л,

-число поршней мотора;

-площадь поршня гидромотора,

,

d - диаметр поршня мотора;

-ход поршня;

-число рабочих ходов.

Радиально-поршневые моторы изготавливают в двух исполнениях :

- с неподвижным распределительным блоком и вращающимся корпусом;

- с неподвижным корпусом и вращающимся распределительным блоком.

В приводах судовых крановых механизмов получила распространение первая схема моторов.

Частота вращения гидромотора в зависимости от подачи насоса и рабочего объема мотора определяется как

об/мин,

где - подача насоса, рассчитываемая по формуле (17.10);

-рабочий объем гидромотора, формула (17.12);

-общий механико-гидравлический к.п.д. привода, .

Как видно из формулы (17.13), если в два раза уменьшить рабочий объем гидромотора , то частота вращения его вращения увеличится в два раза. При этом его вращающий момент (уравнение (17.11)) уменьшится вдвое. Это достигается за счет подключения к работе половины поршней гидромотора. Отмеченный режим работы используется для повышения производительности при подъеме легких грузов или опускании порожнего гака.

Разработка принципиальной гидравлической схемы

Составление циклограмм перемещений выходных звеньев

Заключение

Проведен обзор научно-технической литературы и патентной литературы о регулируемых насосах, об различных применяемых уплотнениях гидроцилиндров.

Произведена разработка гидропривода, подобрана насосная установка.

Произведен энергетический расчет. В ходе которого выбрали тип и размер объемного двигателя. Ориентировочно определили гидравлический КПД гидролиний и аппаратов.

Произведен гидравлический расчет. В ходе которого уточнили гидравлический КПД гидролиний и аппаратов.

Литература

Анурьев В.И. Справочник конструктора - машиностроителя Т.3, 6-е изд. перераб. и доп. М.: Машиностроение 1982. 576с.

Башта С.В., Руденев С.С., Некрасов Б.Б и др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. 2-е изд. перераб. и доп. М.: Машиностроение 1982. 423с.

Белов С.В., Бринза В.Н. Безопасность производственных процессов, Справочник. М.: Машиностроение 1985. 448с. ил.

Бром Л.С., Тарковский Ж.Э. Гидравлический привод агрегатных станков и автоматических линий. М.: Машиностроение 1972. 320с.

Вильнер Я.М., Ковалев Я.Т., Некрасов Б.Б. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам. Минск «Высшая школа» 1976. 416с.

Галеева Р.А., Сунарчин Р.А. Объемные гидромашины. Уфа: изд. Уфимского ордена Ленина авиационного института им. Серго Орджоникидзе 1984. 172с. ил.

Долгов И.И. Организация, планирования и управления производством на машиностроительном предприятии. Методическое указание по выполнению курсовых и дипломных проектов. г.Набережные Челны КамПИ 1995. 51с.

Идельчик И.Е. Справочное пособие по гидравлическим сопротивлениям. Под ред. М.О. Штейнберга 3-е изд. перераб. и доп. М.: Машиностроение 1992. 672с. ил.

Кулин П.П., Лапин В.Л. и др. Безопасность технологических процессов и производства. Охрана труда. Минск. Высшая школа 1999. 318с.

Навродский К.Л. Теория и проектирование гидро и пневмоприводов. М.: Машиностроение 1991. 384с. ил.

Решетов Д.Н. Детали машин 4-е изд. перер. и доп. М.: Машиностроение 1989. 496с.

Свешников В.К., Усов А.А. Станочные гидроприводы. Справочник 2-е изд. перер. и доп. М.: Машиностроение 1988. 512с.

Сочко И.С., Бабук И.М. Организация и планирования машиностроительного производства. Минск Высшая школа 1985. 71с.

Сырицын Т.А. Эксплуатация и надежность гидро- и пневмоприводов. М.: Машиностроение 1990. 248с. ил.

Уплотнения и уплотнительная техника: Справочник / Под ред. А.И. Голубева и Л.А. Кондакова М.: Машиностроение 1986. 464с. ил.

Размещено на Allbest.ru