Предварительный расчёт гидропривода

Задание: разработать схему и рассчитать привод гидравлического пресса для штамповки дна. F = 2000 кН, v_xx = 0,165 м/с, v_px = 0,0075 м/с, v_в = 0,140 м/с.

Рис.2.2. Принципиальная гидросхема управления прессом с водяным насосным

приводом (а) и диаграмма открытия клапанов (б):

1 – пресс; 2 – наполнительный клапан; 3 – сервопривод клапана; 4 – наполнительный

бак; 5 – автомат разгрузки пресса; 6 – клапан предохранительный; 7 – клапаны

насоса; 8 – насос плунжерный; 9 – привод насоса; 10- коробка клапанная (А, В, С –

клапаны коробки)

1. Предварительно устанавливаем величину рабочего давления в гидроприводе:

Р_Н = 32 МПа,

2. Учитывая, что потери давления могут достигать 10 % от рабочего давления, определяем максимальное давление в гидродвигателях:

МПа

3. Анализируя графики движения, определяем максимальные тяговые усилия:

,

где F – усилие, развиваемое гидродвигателем, Н;

– сила инерции, Н;

– сила трения, Н;

G – вес рабочих органов гидродвигателя, Н.

Силу трения в гидродвигателе можно выразить через механический КПД. В зависимости от перепада давления жидкости, её текучести и типа уплотнения

Принимаем

Тяговое усилие:

кН.

4. Определяем рабочую площадь гидродвигателя:

.

5. Диаметры поршня и штока:

Если при рабочем движении жидкость подаётся со стороны поршня, то

,

где D – диаметр поршня, м;

- диаметр штока, м.

Найденные значения округляем до ближайших из ряда стандартных значений [3].

Принимаем:

Принимаем:

Уточняем рабочую площадь:

6. Определяем подачу питающего гидропривод насоса:

.

7. В соответствии с принципиальной схемой, приступаем к подбору аппаратуры и других узлов гидропривода,по их функциональному назначению и величене условного прохода, отдавая предпочтение унифицированным изделиям, хорошо зарекомендовавшим себя в промышленности; [4, 5]

Гидроцилиндр 1-160х100 ОСТ 2 Г29-1–77

Коробка клапанная В10.5431/В220–50.Н

Гидроклапан давления: БГ54–32–УХЛ4

8. Рассчитываем внутренние диаметры трубопроводов:

,

Скорость масла выражают в зависимости от назначения трубопровода и номинального давления.

Для напорного трубопровода:

при

Принимаем: d= 56 мм

Для сливного .

Принимаем: d= 80 мм

Для всасывающего .

Принимаем: d= 90 мм

Затем для каждого трубопровода вычисляем толщину стенки:

,

где - предел прочности материала трубопровода, Па;

- коэффициент запаса прочности.

Для напорного трубопровода:

Для сливного трубопровода:

Для всасывающего трубопровода:

Выбираем для напорного трубопровода:

для сливного:

для всасывающего:

Уточненный расчёт

Целью данного расчета является определение фактических потерь в гидросистеме и уточнение давления на гидродвигателе.

Потери давления в гидросистеме определяются как сумма потерь на трение в трубопроводах , в местных сопротивлениях и потерь в гидроаппаратуре , т.е. .

Для определения потерь на трение необходимо знать режим движения жидкости в трубопроводе, для чего вычисляют число Рейнольдса

,

где d- внутренний диаметр подобранного стандартного трубопровода, м;

-кинематическая вязкость рабочей жидкости, м²/с.

Для напорного трубопровода:

Для сливного трубопровода:

Для всасывающего трубопровода:

Режим течения ламинарный (Re < 2300),

Потери давления определяем отдельно для напорного, всасывающего и сливного трубопроводов по формуле Пуазейля

,

где l – длина трубопровода, определяемая из конструктивных соображений.

Для напорного трубопровода:

МПа;

Для сливного трубопровода

МПа

Для всасывающего трубопровода

МПа

Затем эти потери складываются.

МПа

Потери давления в местных гидравлических сопротивлениях находим по формуле Вейсбаха также для каждого трубопровода

,

где - сумма коэффициентов местных сопротивлений.

Значение коэффициентов местных сопротивлений находим по справочнику [3,5] в зависимости от их вида.

Для напорного трубопровода:

МПа

Для сливного трубопровода

МПа

Для всасывающего трубопровода

МПа

Затем потери в местных сопротивлениях также складываются.

МПа

Определяем потери в гидроаппаратуре:

,

где Q_ном - номинальный расход, на который рассчитан гидроаппарат, л/мин;

-потери давления в гидроаппарате при номинальном расходе, Па;

Q – фактический расход, л/мин.

Для напорного трубопровода:

Коробка клапанная

МПа

Гидроцилиндр

МПа

Для сливного трубопровода:

Автомат разгрузки пресса:

МПа

МПа

Давление на гидродвигателе:

p_д =p_н – Δp=6 – (0,9 + 0,33 + 0,58)=30,19 МПа.

Найденное давление отличается от полученного в предварительном расчете на

Определяем потребляемую мощность:

кВт

Выбираем электродвигатель .

ЛИТЕРАТУРА

1. Росляков А.И., Резанов К.Р. объемный гидропривод. Основные принципы проектирования: Методические рекомендации по выполнению расчетных заданий. Алт. гос техн. ун-т им.И.И. Ползунова, БТИ, - Бийск Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2004.

2. Гидравлика, гидравлические машины и гидравлические приводы/ Под. ред. Т.М. Башта – М.: Машиностроение, 1982. – 423с.

3. Свешников В.К, Усов А.А. Станочные гидроприводы: Справочник. – М.: Машиностроение, 1988.- 512с.

4. Краткий справочник конструктора-станкостроителя. Изд. 3-е, переработанное и дополненное. Мамет О. П. , «Машиностроение», 1968.

5. Анурьев В.И. Справочник конструктора – машиностроителя: В 3-х т. Т.3. – М.: Машиностроение, 2001. – 598с.