Помощь студентам в учебе
Проектирование гидравлического привода гиперпресса
|
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРИВОДА ГИПЕРПРЕССА 11
1.1 Общие сведения 11
1.2 Гидросистема Гиперпресса 12
1.3 Обоснование проекта установки 14
1.4 Определение основных геометрических параметров исполнительных
механизмов 14
1.5 Построение диаграмм 17
1.5.1 Диаграммы скоростей движения штоков 17
1.5.2 Диаграммы потребления расходов исполнительными механизмами 18
1.5.3 Диаграммы давления в полостях исполнительных механизмов 20
1.6 Гидравлические расчеты и подбор аппаратуры 22
1.6.1 Условные проходы 22
1.6.2 Подбор гидроаппаратуры 23
1.6.3 Выбор рабочей жидкости 26
1.6.4 Характеристика выбранной рабочей жидкости 29
1.6.5 Расчет потерь давления в гидросистеме 30
1.7 Подбор насосов 38
1.7.1 Подбор предохранительных клапанов 39
1.7.2 Подбор электродвигателя 39
1.8 Тепловой расчет системы 40
2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГИДРОЦИЛИНДРА 42
2.1 Выбор материала гидроцилиндра 42
2.2 Определение толщины стенки гидроцилиндра 43
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 44
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 45
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРИВОДА ГИПЕРПРЕССА 11
1.1 Общие сведения 11
1.2 Гидросистема Гиперпресса 12
1.3 Обоснование проекта установки 14
1.4 Определение основных геометрических параметров исполнительных
механизмов 14
1.5 Построение диаграмм 17
1.5.1 Диаграммы скоростей движения штоков 17
1.5.2 Диаграммы потребления расходов исполнительными механизмами 18
1.5.3 Диаграммы давления в полостях исполнительных механизмов 20
1.6 Гидравлические расчеты и подбор аппаратуры 22
1.6.1 Условные проходы 22
1.6.2 Подбор гидроаппаратуры 23
1.6.3 Выбор рабочей жидкости 26
1.6.4 Характеристика выбранной рабочей жидкости 29
1.6.5 Расчет потерь давления в гидросистеме 30
1.7 Подбор насосов 38
1.7.1 Подбор предохранительных клапанов 39
1.7.2 Подбор электродвигателя 39
1.8 Тепловой расчет системы 40
2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГИДРОЦИЛИНДРА 42
2.1 Выбор материала гидроцилиндра 42
2.2 Определение толщины стенки гидроцилиндра 43
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 44
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 45
Приводы 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. В зависимости от применяемого приводного двигателя различают электро-, гидро- , и пневмоприводы. Каждый из этих приводов имеет свои достоинства и недостатки. Поэтому при выборе оборудования с тем или иным видом привода можно ориентироваться на их потребительские характеристики, представленные в таблице 1.1. Трудно назвать отрасль современной промышленности, где бы ни применялся гидропривод. Высокая эффективность, большие технические возможности делают его почти универсальным средством, используемым в различных технологических процессах.
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.
Исходные данные:
• Усилие на штоках ГЦ:
ГЦ 1,3 - 1000 кН
ГЦ 2 - 30 кН
• Рабочее давление:
ГЦ 1,3 - 220 бар => 22 МПа
ГЦ 2 - 40 бар => 4 МПа
К основным преимуществам гидропривода относятся:
• высокие усилия и большую передаваемую мощность на единицу массы привода;
• широкий диапазон бесступенчатого регулирования скорости выходного звена;
Лист
7
Изм. Лист № докум. Подпись Дата
• точность позиционирования деталей;
• простоту управления и автоматизации;
• простоту предохранения приводного двигателя и исполнительных органов машин от перегрузок;
• надежную смазку трущихся поверхностей при применении минеральных масел в качестве рабочих жидкостей.
А к недостаткам:
• утечки рабочей жидкости через уплотнения и зазоры, особенно при высоких значениях давления;
• нагрев рабочей жидкости, что в ряде случаев требует применения специальных охладительных устройств и средств тепловой защиты;
• необходимость обеспечения в процессе эксплуатации чистоты рабочей жидкости и защиты от проникновения в нее воздуха;
• пожароопасность - в случае применения горючей рабочей жидкости.
• повышение рабочих параметров систем (давление, расход и др.);
• расширение номенклатуры гидрооборудования, применяемого в машинах; • появление систем с дистанционным и радио управлением;
• повышенные требования к чистоте рабочей жидкости;
• установка элементов контроля параметров системы (температура и уровень рабочей жидкости);
• расширение диапазонов условных проходов соединительной арматуры;
• широкое применение гидрооборудования импортного производства;
• применение в качестве уплотнений фторсиликоновой резины.
Широкое применение гидропривода в прессах вызвано его существенными преимуществами перед электрическим и другими типами приводов. Прежде всего, это большая энергоемкость. Когда исполнительный орган машины с гидроприводом совершает возвратно-поступательное движение, не требуется передаточных механизмов (например, редукторов). Гидропривод зачастую
является главным и единственным приводом механизмов многих прессов.
Агрегаты установлены в единые технологические линии, в которых гидропривод объединен в сложные разветвленные и, вместе с тем, взаимосвязанные гидромеханические системы в масштабе всего цеха.
Скорость гидропривода можно регулировать бесступенчато и в широких пределах, относительно просто решаются задачи торможения исполнительного органа и защиты машины от перегрузок.
Особенности применения гидроприводов:
• большие величины технологических нагрузок и подвижных масс механизмов в сочетании с их высоким быстродействием, что требует высоких давлений и расходов рабочей жидкости;
• большие габариты и массы деталей оборудования, что усложняет условия технического обслуживания и ремонта гидроприводов.
• сложные условия работы гидроприводов снижают их безотказность, требуют усовершенствования ремонтного производства. Для этого необходима, в первую очередь, высокая квалификация и личная ответственность обслуживающего персонала;
• обеспечение нормальной бесперебойной работы действующего оборудования может быть достигнуто только при условии надлежащей организации и тщательного ведения надзора и ухода за ним при эксплуатации, а также своевременного и качественного проведения его ремонтов;
Гидропривод машин - это совокупность источника энергии и устройства для ее преобразования и передачи посредством жидкости к рабочему органу машины. Энергия к гидроприводу поступает от внешнего источника (электродвигателя, двигателя внутреннего сгорания и др.), который приводит насос. Управление потоком жидкости осуществляется распределительной и управляющей аппаратурой.
Основные элементы гидропривода (насос, распределительная аппаратура) и ее рабочее тело - жидкость в трубопроводах, работают как единое целое.
Насос предназначен для всасывания жидкости из бака (жидкость в баке в большинстве случаев находится под атмосферным давлением) и подачи ее под
давлением в систему напорных трубопроводов гидросистемы. Он приводится в движение электродвигателем или двигателем внутреннего сгорания. Насосы могут иметь постоянную и переменную производительность (расход жидкости) при постоянной частоте вращения вала приводного двигателя.
Предохранительные клапаны служат для того, чтобы давление в системе не превышало заданное. При достижении в гидросистеме определенной величины давления жидкости, которое преодолевает заданное усилие пружины, закрывающей клапан, он открывается, и поток жидкости от насоса направляется на слив в бак. Таким образом, предохранительные клапаны предохраняют систему от перегрузки, не допуская повышения давления в системе выше максимального заданного уровня.
Распределители - это гидравлические аппараты, предназначенные для управления направлением движения потока жидкости от насоса к потребителю и от потребителя на слив в бак.
Потребитель - это устройство, предназначенное для преобразования энергии жидкости в механическую работу. Потребителями могут быть гидромоторы, передающие ведущему механизма вращательное движение; гидроцилиндры для сообщения ведущему звену механизма прямолинейного движения.
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.
Исходные данные:
• Усилие на штоках ГЦ:
ГЦ 1,3 - 1000 кН
ГЦ 2 - 30 кН
• Рабочее давление:
ГЦ 1,3 - 220 бар => 22 МПа
ГЦ 2 - 40 бар => 4 МПа
К основным преимуществам гидропривода относятся:
• высокие усилия и большую передаваемую мощность на единицу массы привода;
• широкий диапазон бесступенчатого регулирования скорости выходного звена;
Лист
7
Изм. Лист № докум. Подпись Дата
• точность позиционирования деталей;
• простоту управления и автоматизации;
• простоту предохранения приводного двигателя и исполнительных органов машин от перегрузок;
• надежную смазку трущихся поверхностей при применении минеральных масел в качестве рабочих жидкостей.
А к недостаткам:
• утечки рабочей жидкости через уплотнения и зазоры, особенно при высоких значениях давления;
• нагрев рабочей жидкости, что в ряде случаев требует применения специальных охладительных устройств и средств тепловой защиты;
• необходимость обеспечения в процессе эксплуатации чистоты рабочей жидкости и защиты от проникновения в нее воздуха;
• пожароопасность - в случае применения горючей рабочей жидкости.
• повышение рабочих параметров систем (давление, расход и др.);
• расширение номенклатуры гидрооборудования, применяемого в машинах; • появление систем с дистанционным и радио управлением;
• повышенные требования к чистоте рабочей жидкости;
• установка элементов контроля параметров системы (температура и уровень рабочей жидкости);
• расширение диапазонов условных проходов соединительной арматуры;
• широкое применение гидрооборудования импортного производства;
• применение в качестве уплотнений фторсиликоновой резины.
Широкое применение гидропривода в прессах вызвано его существенными преимуществами перед электрическим и другими типами приводов. Прежде всего, это большая энергоемкость. Когда исполнительный орган машины с гидроприводом совершает возвратно-поступательное движение, не требуется передаточных механизмов (например, редукторов). Гидропривод зачастую
является главным и единственным приводом механизмов многих прессов.
Агрегаты установлены в единые технологические линии, в которых гидропривод объединен в сложные разветвленные и, вместе с тем, взаимосвязанные гидромеханические системы в масштабе всего цеха.
Скорость гидропривода можно регулировать бесступенчато и в широких пределах, относительно просто решаются задачи торможения исполнительного органа и защиты машины от перегрузок.
Особенности применения гидроприводов:
• большие величины технологических нагрузок и подвижных масс механизмов в сочетании с их высоким быстродействием, что требует высоких давлений и расходов рабочей жидкости;
• большие габариты и массы деталей оборудования, что усложняет условия технического обслуживания и ремонта гидроприводов.
• сложные условия работы гидроприводов снижают их безотказность, требуют усовершенствования ремонтного производства. Для этого необходима, в первую очередь, высокая квалификация и личная ответственность обслуживающего персонала;
• обеспечение нормальной бесперебойной работы действующего оборудования может быть достигнуто только при условии надлежащей организации и тщательного ведения надзора и ухода за ним при эксплуатации, а также своевременного и качественного проведения его ремонтов;
Гидропривод машин - это совокупность источника энергии и устройства для ее преобразования и передачи посредством жидкости к рабочему органу машины. Энергия к гидроприводу поступает от внешнего источника (электродвигателя, двигателя внутреннего сгорания и др.), который приводит насос. Управление потоком жидкости осуществляется распределительной и управляющей аппаратурой.
Основные элементы гидропривода (насос, распределительная аппаратура) и ее рабочее тело - жидкость в трубопроводах, работают как единое целое.
Насос предназначен для всасывания жидкости из бака (жидкость в баке в большинстве случаев находится под атмосферным давлением) и подачи ее под
давлением в систему напорных трубопроводов гидросистемы. Он приводится в движение электродвигателем или двигателем внутреннего сгорания. Насосы могут иметь постоянную и переменную производительность (расход жидкости) при постоянной частоте вращения вала приводного двигателя.
Предохранительные клапаны служат для того, чтобы давление в системе не превышало заданное. При достижении в гидросистеме определенной величины давления жидкости, которое преодолевает заданное усилие пружины, закрывающей клапан, он открывается, и поток жидкости от насоса направляется на слив в бак. Таким образом, предохранительные клапаны предохраняют систему от перегрузки, не допуская повышения давления в системе выше максимального заданного уровня.
Распределители - это гидравлические аппараты, предназначенные для управления направлением движения потока жидкости от насоса к потребителю и от потребителя на слив в бак.
Потребитель - это устройство, предназначенное для преобразования энергии жидкости в механическую работу. Потребителями могут быть гидромоторы, передающие ведущему механизма вращательное движение; гидроцилиндры для сообщения ведущему звену механизма прямолинейного движения.
В своей выпускной квалификационной работе мною рассчитан гидравлический привод гиперпресса для производства мелкоштучной бетонной продукции, а именно: был проведен расчет и подбор аппаратуры, такой как распределители, дроссели с обратными клапанами, фильтры всасывающие и сливные, манометр, реле давления, предохранительные клапаны, насосы. Проведен тепловой расчет системы, оценены потери давления от источника питания до исполнительных механизмов, рассчитана потребная мощность приводного двигателя насоса и выбран серийно выпускаемый электродвигатель. Так же в своей работе самостоятельно спроектировал гидравлический цилиндр для подвода пуансона.