25285 (686783)
Текст из файла
Министерство образования РФ
Дисциплина: Гидропневмопривод
Курсовая работа
Тема: Проектирование гидропривода к сверлильному станку для выполнения автоматического цикла движений
Содержание
-
Определение основных параметров исполнительных гидродвигателей и выбор их типоразмеров
-
Выбор исполнительного гидродвигателя для обеспечения вертикальной подачи сверлильной головки.
-
Выбор исполнительного гидродвигателя для обеспечения поворота стола на котором установлена деталь.
-
Выбор исполнительного гидродвигателя для обеспечения фиксации стола.
-
Проектирование принципиальной гидравлической схемы.
-
Выбор схемы установки дросселя.
-
Определение количества дросселей и регуляторов расхода.
-
Выбор схем разветвления потоков и определение общего вида гидросхемы.
Определение основных параметров гидросистемы и выбор оборудования.
-
Расчет подачи масла в исполнительные гидродвигатели.
-
Расчет сил трения.
-
Расчет давлений в гидросистеме.
-
Выбор гидроаппаратов и определение потерь давлений.
-
Определение основных параметров исполнительных гидродвигателей и выбор их типоразмеров
В качестве исполнительных гидродвигателей (ГД) могут быть использованы: гидроцилиндры (Ц), гидромоторы (М), и поворотные гидравлические двигатели (Д).
Количество выбранных ГД равно числу движений, указанных в задании на курсовое проектирование.
В курсовой работе требуется обеспечить три различных движения:
-
Вертикальная подача сверлильной головки (ВСГ)
-
Поворот стола на котором установлена деталь (ПС)
-
Фиксация стола (Ф)
-
. Выбор исполнительного гидродвигателя для обеспечения вертикальной подачи сверлильной головки
В качестве исполнительного ГД для обеспечения данного типа движения предпочтительными являются гидроцилиндры. Но по заданию требуется обеспечить значительную длину перемещения рабочего органа (1550 мм.). При таких перемещениях длина хода Ц определяет зону неустойчивого движения. Поэтому в качестве исполнительного двигателя выбираем гидромотор.
Крутящий момент на валу:
Нм
где: К1=1.2 – коэффициент запаса по нагрузке;
R – технологическая нагрузка, Н;
d2=30÷35 – средний диаметр ходового винта, мм;
λ – угол подъема резьбы ходового винта;
ρ – угол трения.
R=Rmпчgsin()=16000+360*sin 90º=19531,6 Н.
Минимальная частота вращения ходового винта:
об/мин
Максимальная частота вращения ходового винта:
об/мин
Сопоставляя рассчитанные величины с паспортными данными выбираем гидромотор типа Г15-23Н со следующими характеристиками:
-
Рабочий объем: V=40 см3
-
Номинальный расход масла: Q=38.4 л/мин
-
Номинальный крутящий момент на валу: Мном=33.3 Н·м
-
Номинальное давление на входе мотора: Рном=6.3 Мпа
-
Номинальная частота вращения вала: nном=960 об/мин
-
Максимальная частота вращения вала: nmax=1800 об/мин
-
Минимальная частота вращения вала: nmin=20 об/мин
Из-за того, что минимальная частота вращения ходового винта значительно меньше минимальной частоты вращения вала гидромотора, возникает необходимость применения понижающего редуктора. Вал гидромотора через муфту соединяется с редуктором, выходной вал которого напрямую соединяется с ходовым винтом.
Расчетное передаточное число редуктора определяется по формуле:
Это передаточное число округляется в большую сторону до значения из стандартного ряда. Принимаем u=6,3
Гидромотор и редуктор подобраны верно если выполняются следующие условия:
1.2. Выбор исполнительного гидродвигателя для обеспечения поворота стола на котором установлена деталь
В тех случаях, когда рабочий орган станка (в нашем случае это стол) совершает поворот сначала в одну сторону а затем в противоположную, целесообразно использовать поворотные гидродвигатели (Д).
Исходными данными для их выбора являются:
-
Н·м – крутящий момент, необходимый для обеспечения поворотного движения;
-
c-1 – максимальная угловая скорость вращения;
-
- максимальный угол поворота.
Выбираем поворотный гидродвигатель ДПГ63 имеющий следующие характеристики:
-
Рабочий объем на угол поворота 270º: V=200 см3
-
Расход масла при максимальной скорости поворота: Q=6.3 л/мин
-
Номинальный крутящий момент: Мном=630 Н·м
-
Номинальное давление нагнетания: Рном=16 Мпа
-
Максимальное давление нагнетания: Рmax=20 Мпа
-
Максимальная угловая скорость поворота: ωДmax=3.14c-1
1.3. Выбор исполнительного гидродвигателя для обеспечения фиксации стола
Для фиксации стола будем использовать гидроцилиндр. Для этого необходимо определить расчетный диаметр поршня:
мм
Округляем расчетный диаметр до стандартного значения: Dp=63 мм.
Проверяем выполнение следующего условия:
л/мин
По заданию необходимо обеспечить ход 9 мм. Выбираем стандартное значение хода S=10 мм.
Выбираем гидроцилиндр со следующими характеристиками:
-
- диаметр цилиндра;
-
- диаметр штока;
-
- ход поршня.
-
Проектирование принципиальной гидравлической схемы
Перед составлением схемы необходимо выбрать способ регулирования скорости выходных звеньев гидродвигателей. В курсовой работе используется дроссельный способ управления, заключающийся в создании гидравлического сопротивления потоку жидкости, путем изменения проходного сечения.
Схема проектируется на основе имеющихся циклограмм движения рабочих органов станка.
2.1. Выбор схемы установки дросселя
В данном случае целесообразно использовать схемы установки дросселя на входе гидродвигателя. Такая схема позволяет обеспечить более высокий к. п. д.
2.2. Определение количества дросселей и регуляторов расхода
Количество дросселей и регуляторов расхода выбирается отдельно для каждого гидродвигателя, по циклограммам движения рабочих органов станка. Для быстрых перемещений используются дроссели, а для рабочих подач – регуляторы расхода.
2.2.1.Для движения L1 (гидромотор):
Рабочий орган станка совершает движение по следующему циклу: стоп (С)→быстро вперед (БВ) →рабочая подача со скоростью 1 (РП1) →быстро назад (БН)→стоп (С) → рабочая подача со скоростью 2 (РП2) → быстро назад (БН)→стоп в течении времени между циклами (ВМЦ).
Объединяем движения по группам. Первой группе соответствуют быстрые перемещения – БВ и БН, второй группе – рабочая подача РП. По таблице 2.1 [1, с.21] находим необходимое количество дросселей и регуляторов расхода для каждой из групп:
-
Первая группа: необходимое количество дросселей – 1
-
Вторая группа: необходимое количество регуляторов расхода – 1
Таким образом, общее количество аппаратов:
-
Дроссели……………………………………………….1 шт.;
-
Регуляторы расхода…………………………………...1 шт.
2.2.2.Для движения L2 (поворотный гидродвигатель):
Рабочий орган станка совершает движение по следующему циклу: стоп (С)→быстро вперед (БВ) →стоп (С) →быстро назад (БН)→стоп (С).
Объединяем движения по группам. Первой группе соответствуют быстрые перемещения – БВ и БН. По таблице 2.1 [1, с.21] находим необходимое количество дросселей и регуляторов расхода для каждой из групп:
-
Первая группа: необходимое количество дросселей – 1
Таким образом, общее количество аппаратов:
-
Дроссели……………………………………………….1 шт.
2.2.3.Для движения L3 (односторонний гидроцилиндр с пружинным возвратом):
Рабочий орган станка совершает движение по следующему циклу: отжим (О)→стоп (С)→зажим (З)→стоп (С)→ отжим (О)→стоп (С)→зажим (З)→стоп (С).
Объединяем движения по группам. Первой группе соответствуют движения – О и З. По таблице 2.1 [1, с.21] находим необходимое количество дросселей и регуляторов расхода для каждой из групп:
-
Первая группа: необходимое количество дросселей – 2
Таким образом, общее количество аппаратов:
-
Дроссели……………………………………………….2 шт.
Итак, в гидравлической схеме понадобится:
-
Дроссели……………………………………………….4 шт.;
-
Регуляторы расхода………………………………….1 шт.
-
Выбор схем разветвления потоков и определение общего вида гидросхемы
Принцип работы гидропривода, собранного по составленной гидравлической схеме достаточно прост: масло проходит через определенный настроенный дросселирующий аппарат и поступает в напорную полость соответствующего гидродвигателя. В это же время масло из сливной полости вытесняется и поступает на слив, в масляный бак.
Различные участки циклограммы показывают, что масло, в течении цикла, должно направляться по различным трубопроводам, проходить через различные дросселирующие аппараты и поступать к гидродвигателю. Таким образом, гидравлическая схема строится на основе разветвления потоков. Этот принцип позволяет достигнуть инвариантности направления потоков.
2.3.1. Для движения L1 (гидромотор):
Необходимое количество дросселирующих аппаратов уже определено ранее: дросселей – 1 шт., регуляторов расхода – 1 шт.
Покажем путь масла от напорной линии (поз. 1) до сливной (поз. 8) для каждого из участков циклограммы.
Участок 1, 2, 3 (С – стоп): масло к гидромотору не поступает.
Участок 4 (БВ – быстро вперед): 1 – Р1 – 4 – ДР – 3 – РП (через КО) – 2 – Р1 – 5 – Р2 – 6 – М – 7 – Р2 – 8.
Участок 5 (РП – рабочая подача): 1 – Р1 – 2 – РП – 3 – ДР (через КО) – 4 – Р1 – 5 – Р2 – 6 – М – 7 – Р2 – 8.
Участок 6 (БН – быстро назад): 1 – Р1 – 4 – ДР – 3 – РП (через КО) – 2 – Р1 – 5 – Р2 – 7 – М – 6 – Р2 – 8.
Участок 7,8 (С – стоп): масло к гидромотору не поступает.
Участок 9 (РП – рабочая подача): 1 – Р1 – 2 – РП – 3 – ДР (через КО) – 4 – Р1 – 5 – Р2 – 6 – М – 7 – Р2 – 8.
Участок 10 (БН – быстро назад): 1 – Р1 – 4 – ДР – 3 – РП (через КО) – 2 – Р1 – 5 – Р2 – 7 – М – 6 – Р2 – 8.
Участок 11 (ВМЦ – время между циклами): масло к гидромотору не поступает.
Рис. 1. Принципиальная гидравлическая схема привода рабочего органа станка для осуществления вертикальной подачи сверлильной головки.
2.3.2. Для движения L2 (поворотный гидродвигатель):
Необходимое количество дросселирующих аппаратов уже определено ранее: дросселей – 1 шт.
Покажем путь масла от напорной линии (поз. 1) до сливной (поз. 5) для каждого из участков циклограммы.
Участок 1 (С – стоп): масло к гидродвигателю не поступает.
Участок 2 (БВ – быстро вперед): 1 – ДР – 2 – Р – 3 – Д – 4 – Р – 5.
Участок 3, 4, 5, 6 (С – стоп): масло к гидродвигателю не поступает.
Характеристики
Тип файла документ
Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.
Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.
Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.