Особенности гидравлических приводов

Размещено на http://www.allbest.ru/

1.Анализ принципиальной схемы гидропривода

гидравлический привод магистраль

Гидравлический привод эффективно применять тогда, когда требуется создать автономное энергообеспечение машин и механизмов, быстродействующее и точное управление скоростью или положением рабочих органов машины, возвратно - поступательное или поворотное движение переменной величины.

Гидроприводы широко применяются в металлообрабатывающих станках, машинах для производства химических волокон, транспортных машинах, сварочных аппаратах, промышленных роботах и других машинах и механизмах.

Для анализа работы гидропривода необходимо знать его принципиальную схему, условия работы, марку рабочей жидкости и нагрузку. Режим работы гидропривода характеризуется видом нагрузки и циклограммой рабочих движений машины.

2.Функциональные циклограммы и гидрокинематические цепи

Проанализируем работу гидравлической схемы, обеспечивающей возвратно - поступательное движение штока цилиндра с помощью функциональной циклограммы.

Таблица

Из первой строки циклограммы следует, что золотники управления находятся в следующих позициях: золотник управления Р1 - в левой (Л) и золотник управления Р2 также в левой (Л). В таком случае жидкость от насоса через распределитель Р1 будет поступать на слив.

Быстрое движение штока цилиндра вправо, как это следует из второй строки циклограммы, происходит после того, как будут смещены золотники Р1 (рабочая позиция левая - Л) и Р2 (рабочая позиция правая - П). Рабочая жидкость поступит в левую полость цилиндра Ц1 и вызовет быстрое перемещение его штока вправо.

Быстрое движение штока цилиндра влево, как это следует из третьей строки циклограммы, происходит после того, как будет смещен золотник Р2 (рабочая позиция правая - П) и Р1 также в правой - П.

Медленное движение штока цилиндра влево (номер состояния ІУ), как это следует из четвёртой строки циклограммы, происходит после того, как переместится золотник Р1 (рабочая позиция правая - П), а Р2-в левую позицию Л. В этом случае жидкость на слив будет поступать через дроссель ДР1.

Запишем для рассматриваемой схемы гидрокинематические цепи движения жидкости:

1. Исходное положение - разгрузка насоса:

2. Быстрое движение штока цилиндра вправо:

3. Быстрое движение штока цилиндра влево:

4. Медленное движение штока цилиндра влево:

3.Выбор данных для расчёта гидропривода

Для данного варианта при R = 16 кН (1600 кгс) выбираем: , , диаметр цилиндра . Исходя из конструктивных соображений между длиной хода штока цилиндра и диаметром цилиндра [3, с.63], а также требований ГОСТ 12447 - 80 принимаем диаметр цилиндра , диаметр штока . Окончательно выбираем одноштоковый цилиндр на номинальное давление (ОСТ 2Г21 - 1 - 73).

Расшифровка цилиндра как в [3, с.68] (ОСТ 2Г24 - 1 - 73):

1 - 10050*500

1 - способ торможения (без торможения);

100 - диаметр поршня, мм;

50 - диаметр штока, мм;

500- величина хода поршня, мм.

Скорость перемещения штока цилиндра при нагрузке R зависит от расхода рабочей жидкости Q. Но так как расход жидкости неизвестен, а скорость перемещения задана , тогда .

Кинематическая вязкость рабочей жидкости, т.е. масла Турбинное 22, при заданной температуре находится по формуле: .

,,; ,

, ,

.

По данным расчёта строим график зависимости вязкости рабочей жидкости от температуры.

График

Скорость движения рабочей жидкости в трубопроводах определяют из [5, табл.17, с.27] на основании опыта эксплуатации и проектирования гидроприводов. Принимаем: в сливной магистрали , во всасывающей - , в нагнетающей -.

Для и выбираем ширину манжеты поршня , штока - ; ; коэффициент трения , количество манжет поршня , количество манжет штока .

4.Алгоритм расчёта гидропривода с гидроцилиндром

4.1 Потери давления в сливной магистрали

Вид регулирования - дроссельный.

,

где - суммарная длина сливного трубопровода.

Расход жидкости из штоковой полости:

.

Диаметр сливного трубопровода:

.

Из номинального ряда выбираем большее ближайшее значение (по ГОСТ 9567 - 75).

Число Рейнольдса: , поскольку , то коэффициент гидравлического трения

.

Потери давления на распределителе: . Из нормализованного ряда распределителей типа Г72 - 1 и Г72 - 2 выбираем (до ближайшего большего значения) и . Предварительно принимаем распределитель Г72 - 14: , .

Тогда

Потери давления на фильтре . Из нормализованного ряда для напорных фильтров типа Ф7М с электровизуальным индикатором выбираем (до ближайшего большего значения) и . Предварительно принимаем фильтр : , .

Тогда .

Потери давления на дросселе: , где - плотность рабочей жидкости; - коэффициент расхода через дроссель; - площадь проходного сечения дросселя. Подставив значения в формулу находим:

.

Таким образом, потери давления в сливной магистрали:

.

4.2 Давление в напорной полости цилиндра

.

4.3 Потери давления в напорной магистрали

где - суммарная длина напорного трубопровода.

Расход жидкости в поршневой полости цилиндра:

.

Диаметр напорного трубопровода:

.

Из номинального ряда выбираем значение (по ГОСТ 9567 - 75), магистрали.

Число Рейнольдса: , поскольку , то коэффициент гидравлического трения

Потери давления на распределителе: . Из нормализованного ряда распределителей типа Г72 - 1 и Г72 - 2 выбираем (до ближайшего большего значения) и . Окончательно принимаем распределитель Г72 - 16: , .

Тогда .

Таким образом, потери давления в напорной магистрали:

.

4.4 Давление жидкости на выходе из насоса

.

Подача насоса

. Выбираем насос типа Г12 - 25 АМ: , , полный (эффективный) КПД .

Полезная мощность насоса

.

Потребная мощность насоса.

.

Эффективная мощность гидродвигателя.

.

4.9. Полный КПД гидропривода с дроссельным регулированием.

.

Вид регулирования - объёмный.

Потери давления в сливной магистрали.

.

Давление в напорной полости цилиндра.

.

Потери давления в напорной магистрали.

.

Давление жидкости на выходе из насоса.

.

. Подача насоса.

Из нормализованного ряда выбираем регулируемый аксиально - поршневой насос с подачей (до ближайшего большего значения) и полный (эффективный) КПД. Выбираем насос типа НАР 71/200: , .

Полезная мощность насоса.

.

Потребная мощность насоса.

.

Эффективная мощность гидродвигателя.

.

. Полный КПД гидропривода с дроссельным регулированием.

.

Выводы

Схема объёмного регулирования более экономична, так как КПД гидропривода с объёмным регулированием значительно больше, чем КПД гидропривода с дроссельным регулированием (0,560,35); соответственно потребная мощность меньше (5,158,18).

Список литературы

1.Гидравлическое и пневматическое оборудование. Сер.5. обзорная информация / ВНИИТЭМР. - 1985. - Вып.2. - 49 с.

2.Бажин И.И. Система автоматизированного проектирования элементов гидропривода // Вестник машиностроения. - 1982. - № 2. - с. 39 - 41.

3.Свешникова В.К., Усов А.А. Станочные гидроприводы: справочник. - М.: Машиностроение, 1982. - 462 с.

4.Богданович Л.Б. Гидравлические приводы. - К.: Выща школа, 1980. - 230 с.

5.Абрамов Е.Н., Колесниченко К.А., Маслов В.Т. Элементы гидропривода. - К.: Техника, 1977. - 317 с.

6.Чупраков Ю.И. Гидропривод и средства гидроавтоматики. - М.: Машиностроение, 1979. - 230 с.

7.Федорец В.А. и др. Гидроприводы и гидропневмоавтоматика станков. - К.: Выща школа, 1987. - 375 с.

8.Башта Т.М. Машиностроительная гидравлика. - М.: Машиностроение, 1974. - 631 с.

9.Башта Т.М. Объёмные насосы и гидравлические двигатели гидросистем. - М.: Машиностроение, 1974. - 810 с.

10.Башта Т.М. и др. Гидравлика, гидравлические машины и гидравлические приводы. - М.: Машиностроение, 1982. - 422 с.

11.Свешникова В.К., Усов А.А. Станочные гидроприводы: справочник. - М.: Машиностроение, 1988. - 510 с.

Размещено на Allbest.ru