ОСНОВЫ РАСЧЁТА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ (Основы расчёта и проектирования гидропневмопривода станочного оборудования), страница 4

Расходы для каждого перехода рабочего цикла определяют путём суммирования расходов навыполнение движений РО, если эти движения выполняются одновременно.Эти расчёты проводят последовательно для всех без исключения переходовцикла, включая рабочие движения, вспомогательные движения механизмови паузы.В общем случае циклограммы расходов в напорной гидролинии имеют видломаных линий (рис. 4.1), отражающих изменение этих параметров от переходак переходу в продолжении цикла работы станка Т ц [11].QpQmaxQminpmaxtpmintРис. 4.1.

Циклограммы расхода и давления в напорной гидролинии.Эти данные являются исходными для выбора схемы насосной установки ипоследующего подбора насоса и приводного электродвигателя.В табл. 4.1. приведены четыре основные схемы насосных установок, их особенности и рекомендации по применению [11].17Типовые схемы насосных установок.Схема1Основныеэлементы2Нерегулируемый насос, переливной илипредохранительный клапанТаблица 4.1Областиприменения34Простота и комГидроприводы спактность насосов,постоянным распостоянный расход ходом масланасоса, поэтому при Гидроприводы сотборе в гидросисмощностью дотему некоторой час- 2 кВт с дроссельти расхода остальным регулированой расход сливает- нием скоростися через клапан, вызывая нагрев маслаДва нерегули- Простота и комГидроприводыруемых насопактность насосов,машин, в котоса, разделииспользуется сочерых допускаетсятельная панель тание насоса малого понижение давле(или три кларасхода и высокого ния в напорнойпана)давления и насосалинии при ускобольшого расхода и ренных перемемалого давления;щениях РО, когданасос большогократковременнодавления подклютребуется большойчается при пониже- расход маслании давления в гидросистемеРегулируемый Более сложныйГидроприводынасос с управ- насос, автоматичемашин, в которыхлением поски изменяющийтребуется обесдавлениюрасход и поддержи- печить постоянвающий в системеное давление в назаданное давлениепорной линии припеременном расходеРегулируемый Сложный насос.ГидроприводыреверсивныйУправление расхомощностью болееили неревердом и направлением 10 кВтсивный насос с подачи при реверседистанционпроводятся дистанным управлеционно, управлениением- электрогидравлическое, гидромеханическое илиручное18ХарактеристикаНа базе этих схем можно разработать большое число их вариантов.

По циклограммам давлений и расходов можно посчитать мощность, потребляемую насосом в каждом переходе цикла, а затем рассчитать эквивалентную мощность:N экв =( N 12 t 1 + N 22 t 2 + ... + N n2 t n ) / t ц ,где N 1 ...N n - мощность, потребляемая насосом в каждом переходе цикла;t 1 t n - время переходов цикла; t ц - суммарное время цикла.По каталогу подбирается электродвигатель из условия, чтобы его номинальная мощность N H была больше или равна эквивалентной N н ≥ N экв , а максимальная мощность электродвигателя была больше максимальной мощности,потребляемой насосом в любом из переходов цикла. Если максимальная мощность не указывается в каталоге, ее приближенно можно посчитать по формуле:N max ≈ N н · M max / M H ,где М mах и М н - максимальный и номинальный крутящие моменты электродвигателя (в каталоге может быть приведено отношение этих моментов).Зная потребляемую мощность в каждом переходе цикла, а также давление(перепад давлений) и расход, которые идут на совершение полезной работы,можно определить среднее количество теплоты, выделяемой в системе в единицу времени:Е=( N1 −p Qp 1 Q1p Q) t 1 + ( N 2 − 2 2 ) t 2 + ...

+ ( N n − n n ) t n606060,tцгде p 1 ...p n - перепад давлений, идущий на преодоление полезной нагрузки;Q 1 …Q n - расход, отбираемый из напорной линии в каждом переходе цикла;pQ/60 - полезная мощность.Чтобы рассеять выделяющуюся теплоту и чтобы при этом нагрев масла относительно окружающего воздуха не превышал допустимой величины, нужноиметь достаточные размеры гидробака для естественного теплообмена или вводить в гидросистему устройства для охлаждения масла (теплообменные устройства, холодильные установки).Объем V масла в гидробаке с естественным теплообменом, который необходим для рассеяния теплоты Е в единицу времени при условии, что температура масла будет не более, чем на ∆Т превышать температуру окружающеговоздуха, можно приближенно определить по формуле:V ≥ ( Е / ∆T )3 .При применении теплообменников требуемый объем масла в баке уменьшается в несколько раз, поскольку основная часть теплоты рассеивается теплообменником.

Технические данные по отводу теплоты теплообменными устройствами приводят в каталогах и их можно использовать при расчетах. По19техническим требованиям к станкам допустимая температура масла в гидросистеме 55°С.В прецизионных станках это требование ужесточается и устанавливаетсядопустимый перегрев относительно окружающего воздуха, который указывается в технических условиях. В зависимости от класса точности и конструкциистанка допустимый перегрев составляет от 0 до 15°С. Когда требуется поддерживать температуру масла на уровне температуры окружающего воздуха илиблизко к ней, для охлаждения масла применяют холодильные установки с системами автоматического контроля и поддержания заданной температуры.Величина требуемого давления р н на выходе из насоса определяется поформуле:p н = p 1 + ∆p н ,(4.1)где ∆р н - суммарные потери давления в линии, соединяющей насос с ГД нарасчётном этапе цикла (см.

п. 7.2).Потери давления ∆р н могут быть определены лишь после разработки конструкции ГП в целом, поэтому предварительно выбор насосной установки производится, приняв р H = 3/2р 1 , а затем выполняется проверочный расчёт.На основании полученных значений Q н , р н , N H и V, из справочника выбираются модели насосной установки и насосов.

Если номенклатура насосов, которыми комплектуются насосные установки, не удовлетворяет требуемым параметрам, подбирается отдельно необходимый насос, и он встраивается в насосную установку.При выборе насосной установки следует, конечно, учитывать способ регулирования скорости.В ПП питание, как правило, осуществляется из заводской сети. Если пневмосеть отсутствует или требуется более высокое давление, следует выбратькомпрессор нужной производительности.1.2.3.4.5.Вопросы для самопроверки по главе 4По каким параметрам выбирается насосная установка?Из каких элементов состоит насосная установка?Как учитывается способ регулирования скорости при выборе насоса?Как определяется объём масла в гидробаке?Какие устройства служат для поддержания требуемой температурырабочей жидкости в гидросистеме?205.

РАСЧЁТ И ВЫБОР ГИДРО- ИЛИ ПНЕВМОАППАРАТУРЫИ ТРУБОПРОВОДОВВыбор аппаратуры производится из справочной литературы [3, 9, 10] по величине максимального расхода в той линии, где установлен аппарат; номинальные значения расхода выбранных моделей гидроаппаратов должны бытьближайшими большими к этим значениям. Номинальное давление аппаратавыбирается по давлению, создаваемому насосом или компрессором (не меньше).

При выборе регулирующих аппаратов предпочтение следует отдавать аппаратам встраиваемого и модульного исполнений, а при выборе направляющейаппаратуры - распределителям типов В и Р, которые отличаются меньшими габаритами и металлоёмкостью.При отсутствии взаимного перемещения аппаратов друг относительно другав качестве трубопроводов следует применять стальные холодно деформированные или медные трубы, причём последние применяются при давлениях до 25МПа. Для монтажа стальных труб при давлении до 12,5 МПа и медных трубпри давлении до 6,3 МПа применяются соединения с развальцовкой, а прибольших давлениях - соединения с шаровым ниппелем [10].Для соединения взаимно перемещающихся относительно друг друга аппаратов применяются рукава высокого давления.Внутренний диаметр линии определяется по формуле:Qd=2,(5.1)π u рекгде Q - максимальный расход жидкости в линии;рость течения жидкости в линии.u рек -рекомендуемая ско-Минимально допустимая толщина стенки δ трубопровода:pdКб ,δ=2σ вргде p - максимальное давление жидкости в трубопроводе; σ вр - предел прочности на растяжение материала трубопровода; К б - коэффициент безопасности;К б = 2...8.

Для участков с плавно изменяющимся давлением рекомендуетсяК б ≥2, при пульсациях и пиках давления К б >6 [10].Значения скорости u рек течения жидкости в линиях зависит от величиныдавления и определяется по рекомендациям СЭВ PC 3644-72.Из гидравлики известно, что с увеличением внутреннего диаметра трубыпотери давления при одном и том же расходе уменьшаются и наоборот. Казалось бы, увеличивать диаметры труб полезно, но при этом увеличиваются размеры и вес элементов трубопровода, усложняется его монтаж.Значит и при выборе размеров трубопровода нужно искать те размеры, прикоторых потери давления находятся в приемлемых пределах.

Если устанавливать эти пределы в виде доли от рабочего давления (относительные потери), то21абсолютные потери давления будут зависеть от принятого уровня рабочегодавления. Поэтому для систем, работающих при высоких рабочих давлениях,можно допустить ′большие потери давления в трубопроводе (абсолютные), значит, можно применять трубы′меньшего размера по диаметру. Наоборот, длягидросистем, работающих при низких давлениях, диаметры труб нужно увеличивать. Толщина стенки увеличивается с увеличением давления.В связи с этим, при расчёте все линии гидросистемы следует разделить натри группы: напорные, сливные и напорно-сливные. К напорным относятся такие линии, которые работают всегда при высоком давлении, к сливным - такие,которые работают всегда при низком давлении, и к напорно-сливным такие, которые на одних этапах цикла работают при высоком давлении, а на других - принизком.