Методичка к ДЗ (Шитиков А.А. - Методические указания к выполнению домашнего задания по курсу "Гидропривод КШМ")

Московский государственный технический университет им. Н.Э. БауманаА.С. Езжев, А.А. ШитиковРасчет гидропривода КШММетодические указания к выполнению домашнего задания по курсу«Гидропривод КШМ»Москва 2017 г.ОГЛАВЛЕНИЕВВЕДЕНИЕ ......................................................................................................................

3ВАРИАНТЫ ДОМАШНЕГО ЗАДАНИЯ, ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ. ........................ 4ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ И ОФОРМЛЕНИЕ ДОМАШНЕГО ЗАДАНИЯ.......... 8Требования к оформлению ............................................................................................. 9УКАЗАНИЯ К СОСТАВЛЕНИЮ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ СХЕМЫ, ЦИКЛОВОЙДИАГРАММЫ И ПОСТРОЕНИЮ ГРАФИКОВ. ..................................................... 10ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ МЕХАНИЗМОВ ................ 12РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ТИПОВ ПРИВОДОВ ............................................................ 13Насосный привод постоянной подачи ........................................................................

13Насосный двухступенчатый привод............................................................................ 14Насосный привод с регулируемой подачей Q=f(p).................................................... 16Насосно-маховичный привод ....................................................................................... 18Насосный привод с ускорительными цилиндрами .................................................... 20Насосный привод с системой наполнения .................................................................. 21Комбинированный насосно-аккумуляторный привод прессов ................................

21ЛИТЕРАТУРА ............................................................................................................... 26Приложение А. Решение обыкновенных дифференциальных уравнений и ихсистем в программном комплексе Mathcad ................................................................ 27Использование solve-блока........................................................................................... 27Функции-решатели ........................................................................................................ 292ВВЕДЕНИЕДомашнее задание «Расчет гидропривода кузнечно-штамповочных машин»выполняется студентами в соответствии с программой курса «Гидроприводкузнечно-штамповочных машин».Цель домашнего задания – закрепление и углубление знаний, полученныхстудентами при изучении лекционного материала, а также приобретение навыковсамостоятельной работы по составлению гидравлических схем и расчетугидроприводов кузнечно-штамповочных машин (КШМ).Содержание задания охватывает узловые вопросы теоретической частикурса:− составление гидравлических схем и цикловых диаграмм,− расчет размеров исполнительных механизмов машин и скоростей движенияее рабочих органов на различных периодах цикла,− выбор насосов и гидроаппаратуры,− определение общей длительности цикла и производительности машины,установочной мощности привода и др.Для выполнения домашнего задания от студентов требуется знание нетолько общих вопросов проектирования гидропривода, но и специфики расчетоввсех типов гидроприводов для различных кузнечно-штамповочных машин ивыполняемых на них технологических процессов.Варианты задания составлены с учетом того, чтобы каждый студентвыполнял свой вариант домашнего задания, отличающийся от всех другихвариантов.3ВАРИАНТЫ ДОМАШНЕГО ЗАДАНИЯ, ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ.В таблице 1 на перекрестии строк и столбцов приведены номера вариантовдомашнего задания.

Вариант домашнего задания назначается преподавателем.Таблица 1. Варианты домашнего заданияТип оборудованияШтампо-Тип гидроприводаКовочныйПресс дляПресс дляпресспластмассвыдавливания111192621220-31321-414222751523-61624-71725-8---9---1018-28вочныйпрессНасосный, постоянной подачи ссистемой наполненияНасосный, двухступенчатыйНасосный, двухступенчатый ссистемой наполненияНасосный, с ускорительнымицилиндрамиНасосный, двухступенчатый сускорительными цилиндрамиНасосный, с регулируемой подачейНасосный, с регулируемой подачей исистемой наполненияНасосно-маховичный с системойнаполненияНасосно-маховичный сускорительными цилиндрамиКомбинированный насосноаккумуляторный с баком наполненияДополнительно,втаблице2приведеныкузнечнопрессового оборудования.4основныехарактеристикиТаблица 2.

Основные характеристики оборудованияТип оборудованияНоми-Максималь-Ход дефор-ВремяВремянальнаяный ходмированиядеформиро-цикласилаSmax, ммSД , ммванияTц, сРн , МНtД, сШтамповочный пресс4,0320204-Ковочный пресс6,346040820Пресс для пластмасс1,0400155-Пресс для выдавливания2,54501001025Примечание: время деформирования tД дано для насосных приводов, время цикла Tц дано дляаккумуляторных приводовНапример:Вариант №11: требуется выполнить расчет насосного привода постояннойподачи с системой наполнения для ковочного пресса с техническимихарактеристиками Рн =6,3 МН, Smax = 460 мм, SД = 60 мм, tД = 6 с.Вариант №28: требуется выполнить расчет комбинированного насосноаккумуляторного привода с баком наполнения для пресса для выдавливания стехническими характеристиками Рн =2,5 МН, Smax = 450 мм, SД = 100 мм, Tц = 25 с.Каждый из типов КШМ предназначен для выполнения определенноготехнологическогопроцесса, который характеризуетсясоответствующимсиловым графиком в координатах «сила-перемещение».

Ниже приведенысхематизированныесиловыеграфикитехнологическихсоответствующие определенным типам оборудования.5операций,Таблица 3. Характеристики технологических операцийОсадкаPP0PДmaxPД (S ) = P0 + k ⋅ SP− P0k = ДmaxSДP0 = 0,4 ⋅ PДmaxSДSШтамповка P01 + k1 ⋅ S , 0 ≤ S < S1PД ( S ) =  P02 + k 2 ⋅ ( S − S1 ), S1 ≤ S < S 2P01 = 0,2 ⋅ PДmaxS1 = 0,8 ⋅ S ДP02 = 0,3 ⋅ PДmaxPPДmaxk1 =k2 =SSДSS10,000,050,120,500,720,851,00SДВыдавливаниеPДmaxPSДPДmax − P02S Д − S1При выполнении численныхрасчетов можно использоватьсплайн-интерполяцию по точкам:P02P02P02 − P01S1PД (S ) = PДmax = constS6PPДmax0,000,150,210,270,300,451,00Прессование пластмассPPДmaxPД (S ) = k ⋅ Sk=SДPДmaxSSДКроме вышеприведенных исходных данных, некоторыми характеристикамигидропривода можно задаваться в пределах рекомендуемых значений:Сила возвратного хода пресса Рв = (0,1… 0,2) РнСила выталкивателя Рвыт = (0,05 … 0,1) РнСила тяжести подвижных частей пресса G = 0,1РнПлотность рабочей жидкости ρ = 900 кг/м3Длины трубопроводов:− линии наполнительный бак – рабочий цилиндр lн = (1 – 2) м− линии аккумулятор – рабочий цилиндр или насос-рабочий цилиндрlр = (10…15) м− линии возвратный цилиндр – сливной бак lT = (6 – 8) мРекомендуемые максимальные скорости течения жидкости в гидролиниях:− напорной Vжp = (5…7) м/с− сливной VжT = 2 м/с− наполнительной Vжнап = (2…3) м/cКоэффициенты местных сопротивлений в гидролиниях ξi = (5…20)Скорости ползуна пресса для насосных приводов (рекомендуемые):− на ходе приближения и возвратном ходе – (80…150) мм/с− на ходе деформирования – (5…10) мм/с7ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ И ОФОРМЛЕНИЕ ДОМАШНЕГО ЗАДАНИЯДомашнее задание следует выполнять в следующей последовательности:1.

Сформулировать задание с указанием номера варианта и относящихся кнему исходных данных.2. Вычертить в масштабе силовой график технологической операции суказаниемшкалпокоординатнымосям,определитьработудеформирования.3. Составить гидравлическую схему и цикловую диаграмму работы КШМ.4. Определитьгеометрическиеразмерыисполнительныхмеханизмов(гидроцилиндров) и обозначить на гидросхеме.5.

Определить характеристики насосов (давление, подача, установочнаямощность) и обозначить на гидросхеме.6. При необходимости составить расчетные схемы для гидродинамическогорасчета.7. Определить скорости движения рабочих частей пресса на всех периодахцикла.8. Определить время движения рабочих частей на всех периодах цикла, общеевремя цикла и производительность пресса.9. Построить графики рабочего, силового и скоростного режимов работыКШМ.8ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮДомашнее задание должно быть выполнено на листах формата А4, иметьтитульный лист, содержание, соответствующее вышеперечисленным разделам(см. п.п.1-9) и быть сброшюровано.Используемая терминология не должна противоречить ГОСТ 17752.Если расчетная часть выполняется рукописно или с использованиемтекстового редактора, для каждой используемой формулы должны бытьприведены объяснения входящих в нее величин, их численные значения дляподстановки и указания, откуда эти численные значения получены.При использовании для выполнения расчетов среды Mathcad, обязательнопредоставление программы вычислений в электронном виде (при этом такжетребуется расшифровка обозначений используемых переменных).9УКАЗАНИЯ К СОСТАВЛЕНИЮ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ СХЕМЫ, ЦИКЛОВОЙДИАГРАММЫ И ПОСТРОЕНИЮ ГРАФИКОВ.Гидравлическая схема пресса должна соответствовать заданному типугидропривода и обеспечивать выполнение полного цикла его работы спараметрами, предусмотренными заданием, а изображение гидроцилиндров,насосов и гидроаппаратуры должны соответствовать ГОСТ 2.781 или ISO 1219-1.Присоставлениигидросхемынеобходимоиспользоватьматериалылекционного курса, изложенные в разделе «Типовые фрагменты гидравлическихсхем».

В частности, в зависимости от заданного типа привода необходимоприменять такие типовые фрагменты, как:− «защита насоса от перегрузки»,− «соединение насосов разных характеристик»,− «регулирование противодавления возвратных цилиндров и их защитаот мультипликации давления»,− «обеспечение выдержки под давлением»,− «повышение скорости с помощью ускорительных цилиндров»,− «питаниепилотовраспределителейсэлектрогидравлическимуправлением»,− «подключение аккумулятора» и др.На гидросхеме должны быть показаны и обозначены все управляющиеаппараты, обеспечивающие контроль, блокировку и автоматизацию работы КШМ(манометры, электроконтактные манометры, конечные выключатели, реледавления).Для прессов силой до 4 МН можно применять гидроцилиндры поршневоготипа, свыше 4 МН – плунжерного типа.Направляющие гидрораспределители с расходами более (80…100) л/минследует применять с электрогидравлическим управлением.10При составлении гидросхемы, кроме основного рабочего цилиндра,необходимо предусмотреть гидроцилиндр выталкивателя или вспомогательныйгидроцилиндр механизации (съема, подачи инструмента, отделения прессостаткаи т.п.)Цикловая диаграмма должна отражать последовательность и длительностьвсех периодов движения и пауз исполнительных механизмов машины в течениеполного цикла работы КШМ, содержать диаграмму включения электромагнитов,а также указания электрических аппаратов, подающих команды на начало и конецкаждого периода цикла.Ниже показан образец оформления цикловой диаграммы.Таблица 4.