Курсовое проектирование гидравлического привода. Основные положения
Курсовое проектирование гидравлического привода. Основные положения
Назначение курсового проекта
Цели выполнения курсового проекта:
- систематизация и закрепление полученных теоретических знаний и практических умений по дисциплине «Техническое обслуживание, ремонт и эксплуатация гидравлических и пневматических устройств и систем» и других общепрофессиональных и специальных дисциплин;
- углубление теоретических знаний в соответствии с заданной темой;
- формирование умений применять теоретические знания при решении поставленных вопросов;
- формирование умений использовать справочную и нормативную документацию;
- развитие творческой инициативы, самостоятельности, ответственности и организованности;
- подготовка к итоговой государственной аттестации.
Обучающийся должен:
знать:
- основные расчетные зависимости, необходимые для проектирования основных гидравлических и пневматических элементов приводов и привода в целом;
- методы сборки, монтажа, наладки гидравлических и пневматических приводов;
- вопросы технического обслуживания и диагностики гидравлических и пневматических приводов;
- методы и способы ремонта элементов гидравлических и пневматических приводов;
- способы повышения долговечности гидравлических и пневматических приводов;
уметь:
- выбирать рабочую жидкость и гидравлическое оборудование для гидравлических и пневматических приводов;
- рассчитывать основные геометрические параметры элементов приводов;
- проводить энергетический, гидравлический, тепловой расчет гидравлических приводов;
- проводить сборку, монтаж, наладку гидравлических и пневматических приводов;
- правильно эксплуатировать и проводить профилактику, диагностирование и ремонт гидравлических и пневматических приводов;
- использовать методы повышения долговечности гидравлических и пневматических приводов.
Структура курсового проекта
По структуре курсовой проект состоит из пояснительной записки и практической части.
Пояснительная записка включает в себя:
- введение;
- общую часть;
- специальную часть;
- список используемой литературы;
- приложение.
Практическая часть включает в себя чертежи, принципиальную гидравлическую схему, презентацию по выбранной теме.
Объем пояснительной записки должен быть не менее 50 страниц, объем графической части 2 листа.
Этапы курсового проектирования
1. Составление структурной и принципиальной гидравлических схем гидропривода машины (механизма).
2. Составление расчетной части пояснительной записки.
3. Составление текстовой части пояснительной записки.
4. Оформление чертежей, схем и пояснительной записки.
5. Защита курсового проекта в комиссии.
Защита курсового проекта в комиссии
При защите нужно знать и уметь обосновать:
а) назначение и область применения заданной машины;
б) характер и последовательность технологических операций, которые она выполняет;
в) назначение и принцип действия всех гидромашин и гидроаппаратов, входящих в систему гидропривода;
г) их краткие технические характеристики и конструкцию;
д) порядок расчета и выбора гидроцилиндров, гидромоторов и гидроаппаратов и гидравлического расчета гидросистемы;
е) основные формулы гидравлического расчета и для определения размеров и гидравлических параметров насосов, гидроцилиндров и гидромоторов;
ж) условные обозначения всех элементов гидропривода в соответствии с ЕСКД;
з) правила техники безопасности при эксплуатации гидравлического привода.
При оценке курсового проекта учитывается:
а) качество разработанной принципиальной гидросхемы;
б) ее соответствие технологическому процессу, выполняемому заданной машиной;
в) обоснованность применения гидроаппаратов;
г) полнота и качество расчетов;
д) качество выполнения чертежей структурной и принципиальной гидравлической схем и их соответствие требованиям стандартов;
е) качество доклада и ответов на вопросы членов комиссии.
Оформление курсового проекта
1. Оформление чертежей гидравлических схем
Графическими документами курсовой работы являются чертежи структурной и принципиальной гидравлических схем. Они должны выполняться в соответствии со следующими стандартами:
- ГОСТ 2.104 Основные надписи;
- ГОСТ 2.107 Основные требования к рабочим чертежам;
- ГОСТ 2.316 Правила нанесения на чертежах надписей, технических требований и таблиц; 2.702 Схемы. Общие требования к выполнению;
- ГОСТ 2.704 Правила выполнения гидравлических и пневматических схем;
- ГОСТ 2.721 Обозначения условные гpaфические в схемах. Обозначения общего применения;
- ГОСТ 2.780 Обозначения условные графические. Элементы гидравлических и пневматических схем;
- ГОСТ 2.781 Обозначения условные графические. Аппаратура распределительная и регулирующая гидравлическая и пневматическая;
- ГОСТ 2.782 Обозначения условные графические. Насосы и двигатели гидравлические и пневматические;
- ГОСТ 2.874 Обозначения условные графические. Элементы трубопроводов.
На структурной схеме изображают все основные функциональные части гидропривода (гидроаппараты, устройства и функциональные группы) и основные связи между ними. Структурная схема должна давать наиболее наглядное представление о последовательноcти взаимодействия функциональных частей гидропривода.
Принципиальная гидравлическая схема содержит все гидравлические элементы или устройства, необходимые для осуществления и контроля заданных гидравлических параметров и процессов, и все гидравлические связи между ними.
Все функциональные части гидропривода (насосы, гидродвигатели, гидроаппараты) изображаются на структурной схеме основными линиями в виде прямоугольников или условных обозначений, при этом графическое построение должно давать наиболее наглядное представление о последовательности взаимодействия функциональных частей. На линиях взаимосвязи рекомендуется указывать направление потоков рабочей жидкости.
Наименование, типы, обозначения элементов, изображаемых в виде прямоугольников, следует вписывать внутри последних. При большом количестве функциональных частей взамен надписей в прямоугольниках допускается справа от изображения или над ним в направлении сверху вниз и слева направо проставлять порядковые номера, а наименования, типы и обозначения указывать в таблице, помещаемой на поле схемы. Чертеж структурной гидравлической схемы выполняется на формате А4 и подшивается в пояснительную записку.
Принципиальная гидравлическая, схема изображается без масштаба на листе формата А1 или А3 с соблюдением стандарта на условные графические обозначения. Соотношение размеров условных обозначений стандартом не регламентируется и выбирается произвольно в зависимости от размеров гидросхемы и ее насыщенности гидроаппаратами. Все элементы изображаются на принципиальной схеме, как правило, в исходном положении:
а) распределители – в нейтральной позиции;
б) поршни гидроцилиндров перед совершением рабочего хода;
в) пружины – в состоянии предварительного сжатия и т.п.
Каждый гидроаппарат на схеме снабжается буквенно-цифровым обозначением (клапан обратный - КО, дроссель - ДР и т.п.) и порядковым номером. Буквы и цифры в обозначении выполняются шрифтом одного размера. Буквенные обозначения распространенных гидроаппаратов по ГОСТ 2.704-76 приведены в таблице (см. табл. 2.2). При отсутствии необходимых буквенных обозначений в перечне и использовании иных последние должны быть объяснены на поле гидросхемы.
Изображение линий на схеме:
а) напорная, всасывающая и сливная гидравлические линии - основные линии чертежа;
б) гидролинии управления и дренажные – тонкие линии;
в) дренажные - тонкие, пунктиром.
Расстояния между гидролиниями на чертеже не должны быть меньше З мм.
Данные об элементах гидросхемы оформляются в виде таблицы (спецификации) и помещаются на чертеже схемы над основной надписью на расстоянии не менее 12 мм. Спецификация может быть выполнена на формате А4 конце пояснительной записки.
В спецификации указываются: позиция; наименование элемента и обозначение по стандарту (отраслевой нормалью, каталогом); в графе "Примечание" указываются технические характеристики элемента (рабочее давление, усилие на штоке поршня, пропускная способность фильтра и т.п.).
2. Оформление пояснительной записки
Текстовая часть курсовой проекта выполняется в соответствии с требованиями стандарта ГОСТ 2.105-95 «Общие требования к текстовым документам» и локальными нормативными документами колледжа.[8]
Ниже приведены методические указания к последовательности оформления и расчета курсового проекта по теме «Разработка гидравлического привода машины (механизма) и мероприятий по монтажу, наладке и техническому обслуживанию гидропривода машины (механизма)».
2 Курсовой проект по теме «Разработка гидравлического привода машины (механизма) и мероприятий по монтажу, наладке и техническому обслуживанию машины (механизма)»
Введение
Техническое перевооружение промышленности связано с разработкой новых и совершенствованием существующих машин, с повышением их надежности и эффективности.
Гидроприводы применяются в металлургии и энергетике, в металлообработке и производстве изделий из пластмасс, в подъемно-транспортном и деревообрабатывающем оборудовании, в строительстве, производстве сельскохозяйственной техники и автомобилестроении и т. д. Они используются при переработке металлолома, макулатуры и твердых бытовых отходов.
Высокая эффективность, большие технические возможности делают его почти универсальным средством, используемым в различных технологических процессах.
Гидроприводы в промышленном производстве обеспечивают прямолинейное или вращательное движение деталей и узлов, их поднимание или опускание, движение с нагрузкой, поддержание заданной скорости перемещения и ускорение, позиционирование, комбинирование производственных процессов и т. д.
Актуальность темы «Разработка гидравлического привода машины (механизма) и мероприятий по монтажу, наладке и техническому обслуживанию машины (механизма)» заключается в том, что разработки и расчеты, производимые по данной тематике, являются типовыми для всех действующих гидроприводов любой отрасли современного производства.
Цель данной работы заключается:
- в систематизации и закреплении теоретических знаний и практических умений по дисциплине «Техническое обслуживание, ремонт и эксплуатация гидравлических и пневматических устройств и систем» и других общепрофессиональных и специальных дисциплин;
- в углублении теоретических знаний в соответствии с заданной темой;
- в формировании умений использовать справочную и нормативную документацию;
- в подготовке к итоговой государственной аттестации.
Общая часть
1.1 Назначение, устройство и принцип работы машины (механизма)
В этом подразделе раскрыть назначение, устройство, принцип работы машины в условиях производства. По возможности привести техническую характеристику машины и гидропривода.
1.2 Общая характеристика гидропривода машины (механизма)
В этом подразделе представить общую характеристику гидропривода машины по следующему плану:
1. Определение гидравлического привода. [17, 25, 26]
1. Тип базовой машины (станок, стан, транспортное устройство)
2. Тип привода (объемный, гидродинамический).
3. Тип гидросистемы (мобильная, стационарная).
4. Тип исполнения гидропередачи (раздельное, нераздельное).
5. Определение принципиальной гидравлической схемы.
6. Структура гидравлического привода:
г) части;
д) подсистемы;
е) основные устройства;
ж) вспомогательные устройства;
7. Характеристика объемного гидропривода:
з) источник энергии потока рабочей жидкости;
а) вид движения выходного звена гидравлического привода;
б) вид циркуляции рабочей жидкости;
в) возможность регулирования;
г) по давлению (низкого – до 1,6 МПа, среднего давления – от 1,6 до 6,3 МПа; высокого – от 6,3 до 20 МПа; сверхвысокого – более 25 МПа).
8. Способы регулирования скорости движения выходного звена исполнительного механизма, их характеристика.
9. Вид управления (цикловое, следящее, адаптивное, программное).
10. Климатическая зона.
11. Принцип работы гидравлического привода.
12. Преимущества и недостатки гидропривода.
13. Характеристика гидравлических аппаратов, входящих в гидравлические схемы машин.
14. Режим работы гидропривода механизма (в зависимости от числа включений в час)
Специальная часть
Выбор исходных данных
2.1.1 Типовое задание и выбор исходных данных
Разработать принципиальную схему гидропривода поступательного движения, исполнительный орган которого выполняет движение по заданному циклу.
Объемный насос выбирается с постоянной (нерегулируемой) подачей;
Применить дроссельный способ регулирования скорости рабочего хода исполнительного привода.
Выбор номинального значения давления – это ответственный шаг, т.к. от него зависят:
а) габаритные размеры;
б) материалоемкость;
в) стоимость;
г) 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; 4,0; 6,3; 10; 12,5; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250. [6, 25]
При выборе давления надо знать:
а) малые давления увеличивают габаритные размеры и вес, но способствует плавной и устойчивой работе привода;
б) большие давления снижают габаритные размеры и вес, но удорожают привод, уменьшают срок службы гидрооборудования.
Исходные данные рекомендуется оформлять в виде таблицы (см. табл. 2.1).
Таблица 2.1
Вариант задания курсовой работы. Исходные данные
| Вариант | Нагрузка (усилие), Н | Рабочее давление, МПа | Скорость рабочей подачи,  | Длина хода штока (плунжера), мм | Длина трубопровода | ||
| Всасывания, м | Нагнета-ния, м | Слива, м | |||||
2.2 Разработка структурной и принципиальной схемы гидропривода машины (механизма)
При разработке схем машины следует учесть:
1. Тип базовой машины (станок, стан, транспортное устройство)
2. Тип привода (объемный, гидродинамический).
3. Тип гидросистемы (мобильная, стационарная).
4. Использование основных элементов:
а) предохранительный клапан (при расходах более 20 л/мин – с непрямым управлением);
б) датчиков уровня;
в) датчиков температуры;
г) фильтров;
д) радиаторов для охлаждения масла;
е) реле давления;
ж) манометров;
з) обратного клапана в напорной линии;
и) распределителей (с ручным, электромагнитным, электрогидравлическим управлением).
5. Тип исполнения гидропередачи (раздельное, нераздельное).
6. Характеристика объемного гидропривода:
а) источник энергии потока рабочей жидкости;
б) вид движения выходного звена гидравлического привода;
в) характер циркуляции рабочей жидкости (замкнутая, разомкнутая);
г) по давлению;
д) число потоков гидросистемы (одно- двух- или многопоточная).
7. Способ регулирования скорости движения выходного звена исполнительного механизма.
8. Вид управления (цикловое, следящее, адаптивное, программное).
9. Вид управления направляющей гидроаппаратуры (с ручным, механическим, электромагнитным дискретным или пропорциональным электромагнитным управлением).
10. Климатическая зона.
11. Режим работы гидропривода механизма (в зависимости от числа включений в час).
12. Размещение и компоновка элементов гидропривода
а) нанести условные графические обозначения выбранных гидродвигателей;
б) на рабочих гидролиниях нанести направляющие и регулирующие гидроаппараты;
в) объединить линии нагнетания, слива, дренажа;
г) определить места установки клапанов давления, обратных клапанов и других аппаратов;
д) разработка схемы насосной установки;
е) размещение фильтров и других вспомогательных элементов;
ж) по необходимости ввести блокирующие устройства (гидрозамки).
Структурную схему поместить в пояснительную записку, гидравлическую схему выполнить на листе формата А1 или А3.
Расчет трубопроводов
Выбор типа насоса
Для выбора насоса определяются расчетные значения его рабочих параметров: производительность (подача) 
, давление 
, и мощность 
.
1. Определение производительности насоса [6, 16, 25]
Производительность насоса должна превышать расчетный расход в системе на величину утечек 
 , | (2.70) |
где
– производительность (подача) насоса, 
;
– расчетный расход, ;
– величина утечек, .
Величина утечек зависти от степени герметичности элементов системы, вязкости и давления рабочей жидкости. Ориентировочно считают
 , | (2.71) |
где
– расчетный коэффициент утечек (среднее значение), 
;
– расчетное давление (см. раздел 4.4.1), Па.
Определяем и .
2. Определение рабочего давления насоса (давление в напорной магистрали) [6, 16, 25]
 , | (2.72) |
где
– рабочее давление насоса, Па;
– манометрическое давление (в линии нагнетания и слива), Па;
– вакууметрическое давление в линии всасывания, Па.
Определение манометрического давления при операции исполнительного привода «рабочий ход»
 , | (2.73) |
где
– потери давления в линии нагнетания, Па;
– потери давления в линии слива, Па.
Определение вакууметрического давления в линии всасывания насоса
 , | (2.74) |
где
– плотность жидкости, 
;
– ускорение свободного падения, 
;
– геометрическая высота всасывания, или длина всасывающего трубопровода, м; (среднее значение для рекомендуемых типов насосов 
см);
– потери давления в линии всасывания, Па.
По рассчитанным значениям и выбирают по каталогу тип насоса, имеющий следующие параметры [22, 23]:
а) рабочий объем, 
;
б) номинальная подача, л/мин;
в) номинальное давление на выходе, МПа.
3. Определение эффективной мощности насоса [6, 16, 25]
 , | (2.75) |
где
– эффективная мощность насоса, Вт;
– номинальное давление на выходе, Па;
– подача насоса, .
4. Определение мощности приводного электродвигателя к насосу
 , | (2.76) |
где
– мощность приводного электродвигателя, Вт
– эффективная мощность насоса, Вт;
– полный КПД насоса.
5. Определение к.п.д. насоса [6, 16, 25]
 , | (2.77) |
где
– объемный кпд;
– механический кпд;
– гидравлический кпд.
Значения , , указаны в паспорте насоса.
Электробезопасность
В данном подразделе рассмотреть следующие вопросы. [16, 19, 24]
1. Средства индивидуальной защиты.
2. Защитное заземление.
Курсовое проектирование гидравлического привода. Основные положения