сема пневмопривод Ж7
.docСОДЕРЖАНИЕ
Введение 3
Исходные данные 4
Расчет и выбор элементов и параметров гидросистемы 5
Заключение 7
Список используемой литературы 8
Введение
В современных автоматах, автоматических линиях и промышленных роботах в качестве силового привода исполнительных механизмов применяется объёмный гидропривод. Под объёмным гидроприводом понимается в общем случае гидропневмосистема, предназначенная для приведения в движение механизмов и машин, в состав которых входит объёмный гидропневмодвигатель. Всякий гидропривод состоит из источника расхода жидкости, которым в большинстве случаев служит насос, гидродвигателя, возвратно-поступательного или вращательного движения, агрегатов управления, гидравлических линий связи и других гидроаппаратов. Объёмный гидродвигатель с прямолинейным возвратно-поступательным перемещением называется гидроцилиндром.
В объёмных гидроприводах основным видом энергии является энергия давления, которая легко может быть преобразована в механическую работу с помощью гидродвигателей. Зная основные законы гидростатики и гидродинамики, структурного построения объёмного гидропривода поступательного и вращательного движения, способы регулирования скорости гидродвигателя и давления жидкости можно создавать машины-автоматы различного технологического оборудования автоматизированного производства.
Конструктивная простота, высокая надёжность, бесступенчатое регулирование, плавность хода и высокие динамические свойства гидропривода позволяют применять его при автоматизации процессов в машиностроении.
Исходные данные
Необходимо составить принципиальную схему гидропривода, обеспечивающего последовательное выполнение операций по циклу: зажим детали, быстрый подвод инструментальной головки, рабочая подача, реверс, быстрый отвод, разжим детали. Управление автоматическое с путевым контролем. Предусмотреть возможность остановки привода в исходном положении путем разгрузки системы от давления. В схеме использовать стандартную гидроаппаратуру.
Компоновка гидросхемы:
-
Распределитель – реверсивный золотник с гидроуправлением;
-
Регулятор скорости рабочего хода – регулятор потока;
-
Место установки регулятора на входе;
-
Место установки фильтра на линии нагнетания.
Данные для расчета:
-
Усилие зажима 10000 Н;
-
Расчетная нагрузка 8000 Н;
-
Расчетное давление 2,0 МПа;
-
Скорость быстрого подвода 3,0 м/мин;
-
Скорость рабочей подачи 0,5 м/мин;
-
Длина трубопровода:
Подвод 3,5 м;
Слив 3,0 м.
7. Тип пневмоэлементов – УСЭППА.
Расчет и выбор элементов и параметров гидросистемы
1 По заданным расчетной нагрузке Р и давлению р с учетом механического
к.п.д. ηмех определяем диаметр поршня D исполнительного привода
D = √4P/ π p ηмех = √4*8*103/ 3,14*2*106*0,85 = 0,0773 (м)
Выбираем диаметр по ГОСТ 12447 – 80. Окончательно D = 80 мм..
2 Определяем минимальное необходимое давление pmin в рабочей полости
привода
pmin = 4P/ π D2 ηмех =4* 8*103/ 3,14*(0,08)2*0,85 = 1,88 Мпа
3 Выбираем диаметр штока d ; d=( 0,4 – 0,5) D = 32 – 40 (мм).
Выбираем ближайшее нормальное значение. d = 40 мм.
Выбираем гидроцилиндр 1–80–40–500.
-
По заданной скорости быстрого подвода Vбп определяем расход Qmax на линии нагнетания
Qmax = π D2 * Vбп /4 = 3,14*(0,08) 2 *3/ 4 = 0,015 м3/мин= 15 л/мин.
5 По расходу Qmax с учетом возможных утечек выбираем производительность насоса и его типоразмер
Насос шестеренный Г11– 22 (Qнас = 18 л/ мин; ηнас = 0,56 ).
6 По производительности насоса Qнас выбираем гидроклапан давления
( напорный золотник)
Г54 –22 (Δp = 0,15 МПа).
7 По расходу Q max выбираем:
1) реверсивный гидрораспределитель – ВХ10–24 с гидравлическим
управлением; Qном = 80 л/мин; Δp = 0,003 МПа
2) распределитель – ВХ10–12 Qном = 20 л/мин; Δp=0,2 МПа
3) обратный клапан – Г51–22 Δp=0,2 МПа
8 По расходу Q max и допустимой скорости жидкости Vдоп определяем диаметр
трубопровода dТ1 на линии подвода
dТ1 = √ 4 Q max / π Vдоп =√ 4*1,5*10-2/ 3,14*3,5*60 = 0,01035(м)
Принимаем Vдоп = 3,5 м/с (при p = 2 МПа). Найденный диаметр округляем до
ближайшего нормального значения (ГОСТ 16516-80), окончательно dТ1 = 10 мм.
9 Определяем расход на линии слива Q сл max при быстром подводе
Qсл max=π(D2 - d2)*Vбп /4=3,14*((0,08)2 – (0,04)2)*3 /4=0,011 м3/мин= 11 л/мин.
10 По расходу Qmax выбираем фильтр – Ф7М
сменный; Δp = 0,2 МПа.
По расходу Qсл max и допустимой скорости определяется диаметр сливного
трубопровода
dT2 = √ 4 Q сл max / π Vдоп сл=√ 4*1,1*10-2/ 3,14*2*60 = 0,012 (м)
Принимаем Vдоп сл = 2 м/с. Найденный диаметр округляем до ближайшего нормального значения (ГОСТ 16516–80), окончательно dТ2 = 12 мм
11 Определяем расходы жидкости при рабочем ходе
1) линия подвода:
Qрп = π D2 * V рп /4 = 3,14*(0,08)2 *0,5/ 4 = 0,0025 м3/мин= 2,5 л/мин
2) линия слива:
Qслрп= π(D2 - d2)* Vрп /4=3,14*((0,08)2 – (0,04)2)*0,5/4=0,001884 м3/мин=1,9л/мин.
12 В зависимости от места установки (на входе) по одному из расходов (Q рп) выбираем регулятор потока
Г 55–2 (Q max =20л/мин; Δp = 0,25 МПа).
13 Определяем действительные скорости жидкости в трубопроводах при рабочем ходе привода
-
линия подвода:
V 1 = 4 Qрп / (π dT12 *60) = 4*0,0025/(3,14*(0,01) 2 *60) = 0,53 м/с
-
линия слива:
V 2 = 4 Qсл рп / (π dT22*60) = 4*0,0019/(3,14*(0,012) 2 *60) = 0,28 м/с.
14 Определяем режим движения жидкости в трубопроводах
-
линия подвода:
Re = dT1V 1 / ν = (1 см* 0,53*102 см/с)/ (30*10-2 см2/с) = 176,6
176,6 < 2300 – режим ламинарный
-
линия слива:
Re = dT2V 2 / ν = (1,2 см* 0,28*102 см/с)/ (30*10-2 см2/с) = 112
112 < 2300 – режим ламинарный,
где ν- кинематическая вязкость масла равная 30 сСт.
15 Определяем потери на трение по длине трубопровода
-
линия подвода:
Δp1 =0,8 ( ν Qрп l/ dT14 ) = 0,44 МПа
-
линия слива:
Δp2=0,8 ( ν Qслрп l/ dT24 ) = 0,14 МПа
16 Определяем суммарные потери
-
линия подвода:
Δp = 0,793 МПа
-
линия слива:
Δp = 1,04 МПа
17 Определяем рабочее давление, на которое должен быть настроен гидроклапан давления
p = pmin+ Δpсл + Δpподв = 3,67 МПа
18 Определяем мощность приводного двигателя насоса
N = p* Qнас /η = 18,35 КВт
19 Выбираем остальную гидроаппаратуру:
гидроцилиндр (зажим, разжим) – 1–90–40–710
гидрораспределитель (гидроуправление) – ВХ10
Заключение
В работе была разработана принципиальная схеме гидропривода, обеспечивающего последовательное выполнение операций по заданному циклу.
Принципиальная схема гидропривода построена на стандартной гидроаппаратуре, которая была выбрана в соответствии с расчетом параметров гидросистемы.
В работе была также разработана принципиальная схема пневматической системы управления гидроприводом. Схема построена на элементах УСЭППА.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
-
Багаднович Л. Б. Гидравлические приводы: Учеб. пособ. Для вузов, - Киев: Вища школа, 1980. – 232 с.
-
Свешников В. К., Усов А. А. Станочные гидроприводы: Справочник, М.: Машиностроение, 1982. – 464 с.