Наземцев А.С., Рыбальченко Д.Е. - Гидравлические и пневматические системы. ч.2 Гидравлические приводы и системы. Основы (1053469), страница 52
Текст из файла (страница 52)
Размещение и компоновка элементов гидропривода. Требования (если они прописаны в ТЗ) к компоновке элементов привода позволяют произвести выбор гидроаппаратуры того ипи иного исполнения, способ его монтажа, а также проанализировать варианты размещения гидрооборудования. Составление принципиальной гидравлической схемы целесообразно начинать от исполнительных механизмов, т.е. нанести условные графические обозначения выбранных гидродвигателей, затем нв их рабочих гидролиниях — направляющие и регулирующие гидроаппараты в соответствии с режимом работы и другими конкретными требованиями к работе каждого двигателя, После этого объединить линии нагнетания, слива и дренажа отдельных участков схемы; при необходимости определить места установки клапанов давления, обратных клапанов и других гидроаппаратов.
Последним этапом является разработка гидросхемы насосной установки, размещение фильтров и других вспомогательных элементов. Составленную гидравлическую схему необходимо проанализировать на безаварийность работы„т.е. оценить поведение рабочих органов при возможных нарушениях в работе гидроаппаратов. При необходимости в схему следует ввести дополнительные блокирующие устройства, например гидрозамки, исключающие возможность возникновения аварийных ситуаций.
Таким образом, на стадии составления принципиальной гидравличеоюй схемы гидропривода определяется состав его элементов, конкретные типоразмеры которых далее уточняются в процессе расчета гидропривода. 211 1 1. Основы проектирования гидроприводов 11.2. Предварительный расчет гидроприводов Целью предварительного расчета является определение основных параметров мдропривода: номинального давления (ГОСТ 12445-80) и номинального расхода рабочей жидкости (ГОСТ 13825 — 80), а также типоразмеров гидрооборудования. Если при предварительной оценке выясняется невозможность выполнения условий ТЗ, то выбранные расчетные данные корректируются. Предварительный расчет включает в себя расчет и выбор насосов, гидродвигателей, направлякхцей и регулирующей аппаратуры, трубопроводов и других элементов, а также расчет потерь давления в гидросистеме, КПД привода, тепловой расчет привода.
Расчет геометрических размеров и последующий выбор исполнительных механизмов и гидроаппаратов из номенклатуры серийно выпускаемого оборудования осуществляется после того, как сделан выбор номинального давления. 1 1.2.1. Выбор номинального давления Выбор номинального значения давления р „является ответственным шагом, так как от него зависят габаритные размеры. материалоемкость, стоимость и надежность работы гидропривода. Номинальное давление (МПа) в гидросистемах назначают в соответствии с нормальным рядом давлений по ГОСТ 12445-80: 0,1; 0,16; 0,25; 0,4; 0,63; 1,0; 1,6; 2,5; 4; 6,3; 10; 12,5; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250*. При выборе номинального давления следует руководствоваться следующими соображениями: малые давления приводят к возрастанию габаритных размеров и веса, но способствуют плавной и устойчивой работе привода; большие давления, снижая габаритные размеры и вес, приводят к удорожанию привода, уменьшают срок службы гидрооборудования.
Номинальное давление обычно выбирают на основании существующих рекомендаций и статистических данных, полученных при практическом использовании оборудования конкретного типа (табл. 11.1) таблица 11. 1 Станочные гидроприводы подразделяют на гидроприводы низкого (до 1,6 МПа), среднего (1,6...6 3 МПа) и высокого (6,3...20 МПа) давлений. Первые применяются главным образом в станках для чистовой обработки (шлифовальных.
хонинговальных, расточных), в которых нагрузки незначительны и требуется низкий уровень колебаний давления. Приводы среднего давления мощностью до 20 кВт нашли наиболее широкое применение благодаря своему преимуществу — возможности использования достаточно простых и недорогих плвстинчатых и шестеренных насосов. Приводы высокого давления на базе поршневых насосов используют главным образом в мощных протяжных и строгапьных станках для получения большой выходной мощности при ограниченных размерах мдродвигателей. 11.2.2. Выбор рабочей жидкости Выбор рабочих жидкостей для гидросистем определяется с учетом режима работы гидропривода, диапазона рабочих температур, давления в гидросистеме, скорости движения исполнительных механиэ- * Жирным шриФтом выделены рекомендуемые значения.
212 11.2. Предварительный расчет гидропривадов мов, а также рекомендаций заводов-изготовителей. Диапазон рекомендуемых рабочих температур по вязкостным характеристикам рабочих жидкостей. Верхний температурный предел для выбранной рабочей жидкости определяется допустимым увеличением утечек и снижением обьемного КПД, а также прочностью пленки рабочей жидкости. Нижний температурный предел зависит от работоспособности насоса, характеризующейся пределом прокачиваемости жидкости насосом, особенно на всасывании. Рабочую жидкость также выбирают с учетом типа насоса.
Максимальные и минимальные значения вязкости рабочих жидкостей в зависимости от типа насоса приведены в табл. 11.2. Таблица 11.2 Рабочее давление в гидросистеме и скорость движения исполнительного механизма также являются важными показателями, определяющими выбор рабочей жидкости.
Утечки жидкости повышаются при увеличении давления, следовательно, лучше применять рабочую жидкость с повышенной вязкостью. Но при атом будут увеличиваться гидравлические потери, и снижаться КПД гидропривода. Аналогичное влияние оказывает на рабочую жидкость скорость движения исполнительных механизмов.
В настоящее время нет научно обоснованных рекомендаций по выбору рабочих жидкостей в зависимости от давления и скорости движения исполнительного механизма, однако отмечается стремление при больших давлениях применять рабочую жидкость повышенной, а при низких давлениях — пониженной вязкости.
11.2.3. Выбор насоса При расчете гидроприводов за основной параметр часто удобно принимать мощность. Полезная мощность, кВт, привода определяется по следующим формулам: в на штоке гидроцилиндра 1Ъ 1 000 в на валу гидромотора Мл 9 552,5 где г — требуемое усилие на выходном звене, Н; и — скорость перемещения выходного звена, м/с; М вЂ” крутящий момент на валу, Н.м; и — частота вращения вала гидродвигателя, мин-". При предварительном расчете потери давления по длине и на местных сопротивлениях, а также силы трения в исполнительных механизмах учитываются козффициентом запаса по усилию К „= 1,1 — 1,2, а утечки рабочей жидкости — козффициентом запаса по скорости Кк, = 1,1 — 1,3.
Меньшие значения принимаются для приводов, работающих в легком и среднем режимах, а больше — в тяжелых и весьма тяжелых режимах работы. 213 11. Основы проектирования гидроприводов Режим работы гидропривода определяется в зависимости ст коэффициентов использования номинального давления и продолжительности работы под нагрузкой, а также числа включений в час (табл. 11.3).
Таблица 11.3 Мощность насосной установки определяется соотношением /Ун Тгэуйзс(~ц/Уц +~м/Ум)~ где гч и г, — число одновременно работающих гидроцилиндров и гидромоторов. По рассчитанной мощности насосной установки определяют расход жидкости в гидроприводе Если один насос не может обеспечить необходимую подачу, то рекомендуется установить два однотипных насоса с подачей каждого Д /2, или подобрать два однотипных насоса с различной подачей с тем, чтобы один из них подключать только в периоды совместной работы нескольких исполнительных механизмов. Тип насоса выбирается с учетом режимов работы гидропривода: для легкого и среднего режимов рекомендуется применять шестеренные и пластинчатые насосы, а для тяжелых — аксиально-поршневые. Конкретный типоразмер насоса выбирается по расчетному значению его рабочего объема, которое определяется по формуле К =103- ив "монро где )е — рабочий объем, смз; 0„— расход жидкости в гидроприводе, л/мин; и — номинальное число оборотов вала насоса, сб/мин; и„— обьемный КПД насоса.
В предварительном расчете значения общего п„и объемного и, КПД различных типов насосов могут быть приняты в пределах, указанных в табл. 11.4. Таблица 11А 214 1 1.2. Предварительный расчет гидроприводов После определения рр из каталогов выбирается насос, имеющий ближайший ббльший рабочий объем и рассчитывается его действительная подача: В пРомышленных каталогах технические хаРактеРистики насосов, в том числе и значение Чгн Указывают при номинальном давлении Р . Если насос работает в режимах, отличающихся от номинального, подачу насоса определяют по формуле 0нон и Р— — -0-чм ~ — 1 Чо(ном) ном Роом 1 Мощность, кВт, необходимую для привода насоса, рассчитывают по формуле Л~„= —, 0.Р 60Ч„' где Он — подача насоса, л/мин; Р— давление, развиваемое насосом, МПа; Чн — общий КПД насоса. 11.2.4. Определение основных геометрических параметров исполнительных механизмов Основными геометрическими параметрами исполнительных механизмов являются: в для гидроцилиндров — диаметр поршня о, диаметр штока с( и ход з выходного звена; в дпя гидромоторов — рабочий объем Р'.
Расчет гидроцилиндров. Расчет производится на основе заданных величин; в Рабочее давление Ро,ь' в полезная нагрузка на гидроцилиндр Г,о; в рабочий ход г выходного звена; в скорость выходного звена при прямом щ и обратном сз ходе, или время прямого г„и обратного г~ хода. Под рабочим давлением Рооз понимают действительное давление в приводе, достаточное для преодоления исполнительными механизмами действующих на них нагрузок.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
