ОСНОВЫ РАСЧЁТА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ (Основы расчёта и проектирования гидропневмопривода станочного оборудования), страница 5

При расчёте диаметров напорно-сливных труб следует значения рекомендуемой скорости течения жидкости принимать такие же, как для сливных, апри расчёте толщины стенки исходить из максимального давления насоса.Для сливных и напорно-сливных линий гидропривода обычно принимаютu рек = 2 м/c, для всасывающих линий - 1,6 м/с, для напорных (в зависимости отдавления) -2...10 м/с. Скорость течения воздуха в пневмоприводе обычно принимается равной 10... 12 м/с.При рассмотрении общих характеристик аппаратуры упоминалось понятиеусловного прохода.

Для элементов трубопроводов условный проход примерносоответствуют внутреннему диаметру труб, резиновых рукавов (гибких шлангов), а также диаметрам каналов в панелях и гидроблоках.При выборе типоразмеров труб следует одновременно выбрать и типоразмеры трубопроводных соединений, причём должно соблюдаться соответствиемежду размерами труб и соединений.На основании расчетных значений d и σ для различных линий гидросистемы выбираются стандартные трубы или рукава, у которых внутренний диаметри толщина стенки (d ст и σ ст ) являютсяравнымиилиближайшими′большими к расчётным значениям. Так как dст≥d, следует произвести проверочный расчет толщины стенки трубы.Для идентификации расчётных линий следует на принципиальной схемецифрами отметить характерные сечения (пересечения линий, входы и выходыаппаратов).

Обозначение линий и участков состоит из двух цифр - номеровкрайних сечений на принципиальной схеме, соединённых тире, например, ”3-9”.1.2.3.4.5.6.Вопросы для самопроверки по главе 5По каким параметрам выбираются гидроаппараты?По каким параметрам выбираются трубопроводы?По какому параметру выбирается рекомендуемая скорость теченияжидкости в трубопроводе?От каких параметров зависит толщина стенки трубопровода?Какие виды соединений труб применяются в гидроприводах?Как осуществляется выбор способа управления распределителями?226.

РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ ГИДРОИ ПНЕВМОПРИВОДОВДля уменьшения количества труб и их соединений, улучшения эстетического вида привода и облегчения ремонта целесообразно гидро- и пневмоаппаратуру компоновать в виде блоков или панелей. Состав входящих в них аппаратовопределяется по конструктивным соображениям.При проектировании блока управления необходимо обеспечить компактность и технологичность конструкции, удобство сборки, а также возможностьустановки его на оборудовании. Диаметры отверстий в корпусе должны соответствовать внутренним диаметрам трубопроводов и присоединительных отверстий в аппаратах, а толщина перемычек между отверстиями не должна бытьменьше 3...5 мм. Из технологических соображений целесообразно по возможности избегать отверстий, оси которых неперпендикулярны плоскостям корпуса, а также эксцентрично расположенных отверстий.При разработке конструкции привода следует учесть способ монтажа (илиисполнение) аппаратов.

Применяют четыре способа: резьбовой (трубный), стыковой, модульный и встраиваемый.В корпусах аппаратов резьбового монтажа выполнены конические резьбовые отверстия (резьба Бриггса по ГОСТ 6111-52) для подвода и отводажидкости. В эти отверстия заворачивается штуцеры, к которым с помощьюсоответствующего соединения присоединяются трубы. При резьбовом монтаже гидропривод представляет собой комбинацию гидроприводов, труб и ихсоединений. Достоинствам такого способа монтажа является низкая стоимость и мобильность (сокращение сроков освоения), так как не требуетсяпроектирование и изготовление специальных корпусов и плит. Вместе с темпри резьбовом монтаже увеличивается число соединений труб, что затрудняет герметизацию системы. Усложняется демонтаж гидроаппаратов в случаеих ремонта или замены, ухудшается эстетический вид оборудования. Учитывая это, данный способ нашел применение в основном лишь для изготовления и сборки опытно-экспериментальных образцов привода, а также в техслучаях, когда не выпускаются серийно аппараты других исполнений (например, фильтры).Аппараты стыкового монтажа имеют одну установочную плоскость, накоторую выходят все отверстия для подвода и отвода жидкости.

Этой плоскостью аппарат устанавливается на грань корпуса или плиты и закрепляетсяна ней винтами. В соответствующих координатах в корпусе выполняются отверстия, с помощью которых аппараты соединяются между собой по необходимой схеме. Для обеспечения герметичности соединений в корпусах аппаратов выполнены цековки, куда устанавливаются уплотнительные резиновые кольца, а плоскость грани должна быть качественно обработана (шеро-23ховатость поверхности в зависимости от давления должна находиться науровне R a 0,4…1,6).При стыковом монтаже резко сокращается число соединений, облегчаетсязамена аппаратов, улучшается эстетический вид привода.

Недостатком такогоспособа по сравнению с резьбовым монтажом является необходимость проектирования и изготовления достаточно сложных корпусов, что приводит к увеличению сроков освоения привода и его стоимости.Аппараты модульного монтажа имеют уже две параллельные плоскости,на которые выходят все отверстия для подвода и отвода жидкости.

Так какколичество отверстий, их координаты и диаметры на обеих плоскостях одинаковы и унифицированы с некоторыми аппаратами стыкового исполнения,модульные аппараты можно монтировать друг на друга без промежуточныхплит в виде пакета, замыкаемого с одной стороны плитой, а с другой – аппаратом стыкового монтажа. Все аппараты, входящие в блок управления, стягиваются шпильками. Подвод и отвод жидкости к блоку осуществляется через плиту.Обладая основными достоинствами, характерными для стыкового монтажа,модульные аппараты одновременно позволяют упростить конструкцию иуменьшить количество специальных плит, а также уменьшить габаритные размеры и массу привода. Вместе с тем, сами модульные аппараты отличаютсябольшой сложностью и имеют высокую стоимость.

Кроме того, усложнена замена аппаратов.Все рассмотренные выше способы монтажа имеют общий недостаток, заключающийся в том, что они имеют достаточно громоздкий (по сравнению с ихвнутренними рабочими элементами) и массивный корпус, что в некоторой степени снижает преимущества гидропривода, обусловленные его большой удельной силой. Относительно большие размеры корпусов вызваны недостаточнойпрочностью материалов, из которых они состоят.Аппараты встраиваемого исполнения не имеет своего индивидуальногокорпуса, для них общим корпусом является корпус блока управления.

В этомкорпусе выполняются специальные гнезда, в которых устанавливаются аппараты, а закрепляются они с помощью соответствующих фланцев и винтов. Применение встраиваемых аппаратов позволяет резко уменьшить габаритные размеры и массу привода.Их недостатком является большая сложность и, как следствие, трудоемкость и высокая стоимость проектирования и изготовления корпусов блоковуправления.Из приведенного анализа видно, что каждый способ монтажа имеет своидостоинства, недостатки и область применения, поэтому выбор способа долженв каждом конкретном случае производиться на основе технико-экономическогообоснования.24На основе компоновки выполняется сборочный чертёж гидроблока управления, на котором проставляются габаритные, присоединительные и установочные размеры.На основании сборочного чертежа блока управления выполняются рабочиечертежи корпусов и плит.Далее разрабатывается общий вид гидро- или пневмопривода.Прежде всего на листе тонкими линиями вычерчиваются в масштабе проекции (минимум две) станка или робота.

Далее определяются места расположения двигателя, насосной установки, блока управления, тормозных устройств,других аппаратов. Затем они соединяются между собой, с насосом, гидро- илипневмодвигателем трубопроводами или рукавами.Конструкция привода должна обеспечить минимальную длину и простейшую форму трубопроводов и одновременно - удобство обслуживания, не загромождать рабочее пространство станка; большую часть гидроаппаратов следует монтировать на щите насосной установки. Исключение, как правило, составляют только тормозные устройства с управлением по пути, которые должны располагаться вблизи рабочего органа.Вопросы для самопроверки по главе 61.

Назовите способы монтажа гидроаппаратов.2. В чём заключаются преимущества и недостатки каждого способамонтажа?3. Какой способ монтажа обеспечивает минимальные габаритные размеры и массу привода?4. Какой способ монтажа обеспечивает наименьшие сроки освоениягидропривода?7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ ДАВЛЕНИЯ В ПРИВОДЕРасчёт потерь давления необходим для проверки правильности выбора насоса. Кроме того, уровень потерь давления в значительной степени характеризует качество спроектированного привода.Большие потери давления свидетельствуют о том, что либо неправильнопроизведен выбор аппаратов или размеров труб, либо усложнена конструкцияблоков управления и конфигурации трубопроводов.

Если потери давленияочень малы, значит размеры аппаратов и трубопроводов необоснованно завышены.При расчёте привода отдельно определяются потери давления в аппаратах итрубопроводах.257.1. Определение потерь давления в гидроаппаратахЗависимость потерь давления (∆p га ) в гидроаппаратах от расхода жидкости(Q), проходящей через него, имеет вид, приведённый на рис.

7.1.Рис. 7.1. Зависимость потерь давления в гидроаппаратахот расхода жидкости: 1 - эмпирическая зависимость;2 - аппроксимирующая зависимость.Эта зависимость (1) получается экспериментально (эмпирически).Её с достаточной точностью можно аппроксимировать полиномом 2-ой степени (кривая 2) [13]:∆p Га = ∆р о +AQ+BQ 2,(7.1)где ∆р о - перепад давления открывания или настройки аппарата;А и В - коэффициенты аппроксимации экспериментальной зависимости потерь давления в аппарате от расхода жидкости через него;Q - расход жидкости через гидроаппарат.При определении потерь давления в гидроаппаратах целесообразно их разделить на аппараты, в которых во время установившегося движения РО проходные сечения рабочих отверстий не меняются, и аппараты, в которых запирающий элемент постоянно нагружен пружиной, действующей в сторону перекрытия рабочих отверстий.К первой группе относятся распределители, дроссели, фильтры, теплообменники; в них ∆р о = 0.Ко второй группе аппаратов относят гидроклапаны давления, обратные клапаны и др.

Потери давления в таких аппаратах складываются из давления дляпреодоления силы пружины и дополнительного перепада давлений для проходафактического расхода масла в каждом переходе цикла.26Величина ∆р о для обратных клапанов приводится в справочниках, а дляклапанов давления выбирается при расчёте ГД и насосной установки. Коэффициенты А и В определяются по формулам [13]:А = (∆p ном - ∆р о ) / 2Q ном ; В = (∆p ном - ∆р о ) / 2Q 2 ном ,- номинальный расход аппарата; ∆p ном - потери давления в аппаратегде Q номпри номинальном расходе.Величина ∆p ном для многих стандартных гидроаппаратов указывается всправочниках в таблице основных параметров.

В справочнике также приводятся графики с масштабной сеткой экспериментальных зависимостей потерь давления от расхода жидкости, по которым можно определить ∆p ном по известному значению Q ном . На основании полученных значений А и В определяютсяпотери давления ∆p га в гидроаппаратах, установленных в проектируемом ГП,на всех этапах цикла по формуле:∆p Га = ∆p о +AQ э + BQ э 2,где Q э - расход жидкости в аппарате на данном этапе цикла.