Целью выпускной квалификационной работы является систематизация и закрепление теоретических знаний, полученных за весь курс обучения, а также, произвести патентный обзор и рассчитать необходимые параметры для разработки гидропривода пресса для листовой штамповки.
Гидравлический привод-совокупность устройств, предназначенных для приведения в движение машин и механизмов посредством гидравлической энергии.
Гидропривод представляет собой своего рода «гидравлическую вставку» между приводным двигателем и нагрузкой (машиной или механизмом) и выполняет те же функции, что и механическая передача и т.д.).
Основная функция гидропривода, как и механической передачи, т.е. преобразование механической характеристики приводного двигателя в соответствии с требованиями нагрузки (преобразование вида движения выходного звена двигателя, его параметров, а также регулирование, защита от перегрузок и др.). Другая функция гидропривода -
это передача мощности от приводного двигателя к рабочим органам машины (например, водно-ковшовом экскаваторе —
передача мощности от двигателя внутреннего сгорания к ковшу или к гидродвигателям привода стрелы гидродвигателям поворота башни т.д.).
К основным преимуществам гидропривода относятся:
- возможность универсального преобразования механической характеристики приводного двигателя в соответствии с требованиями нагрузки;
- простота управления и автоматизации;
- простота предохранения приводного двигателя и исполнительных органов машин от перегрузок; например, если усилие на штоке гидроцилиндра становится слишком большим (такое возможно, в частности, когда шток, соединённый с рабочим органом, встречает препятствие на своём пути), то давление в гидросистеме достигает больших значений — тогда срабатывает предохранительный клапан в гидросистеме, и после этого жидкость идёт на слив в бак, и давление уменьшается;
- надёжность эксплуатации;
- широкий диапазон бесступенчатого регулирования скорости выходного звена;
- большая передаваемая мощность на единицу массы привода; в частности, масса гидравлических машин примерно в 10-15 раз меньше массы электрических машин такой же мощности;
- самосмазываемость трущихся поверхностей при применении минеральных и синтетических масел в качестве рабочих жидкостей; нужно отметить, что при техническом обслуживании, например, мобильных строительно-дорожных машин на смазку уходит до 50% всего времени обслуживания машины, поэтому самосмазываемость гидропривода является серьёзным преимуществом;
- возможность получения больших сил и мощностей при малых размерах и весе передаточного механизма;
- простота осуществления различных видов движения — поступательного, вращательного, поворотного;
- возможность частых и быстрых переключений при возвратно -
поступательных и вращательных прямых и реверсивных движениях;
- возможность равномерного распределения усилий при одновременной передаче на несколько приводов;
- упрощённость компоновки основных узлов гидропривода внутри машин и агрегатов, в сравнении с другими видами приводов.
К недостаткам гидропривода относятся:
- утечки рабочей жидкости через уплотнения и зазоры, особенно при высоких значениях давления в гидросистеме, что требует высокой точности изготовления деталей гидрооборудования;
- нагрев рабочей жидкости при работе, что приводит к уменьшению вязкости рабочей жидкости и увеличению утечек, поэтому в ряде случаев необходимо применение специальных охладительных устройств и средств тепловой защиты;
- более низкий КПД чем у сопоставимых механических передач;
- необходимость обеспечения в процессе эксплуатации чистоты рабочей жидкости, поскольку наличие большого количества абразивных частиц в рабочей жидкости приводит к быстрому износу деталей гидрооборудования, увеличению зазоров и утечек через них, и, как следствие, к снижению объёмного КПД;
- необходимость защиты гидросистемы от проникновения в неё воздуха, наличие которого приводит к нестабильной работе гидропривода, большим гидравлическим потерям и нагреву рабочей жидкости;
- пожароопасность в случае применения горючих рабочих жидкостей, что налагает ограничения, например, на применение гидропривода в горячих цехах;
- зависимость вязкости рабочей жидкости, а значит и рабочих параметров гидропривода, от температуры окружающей среды;
- в сравнении с пневмо- и электроприводом — невозможность эффективной передачи гидравлической энергии на большие расстояния вследствие больших потерь напора в гидролиниях на единицу длины.
Для Выполнения поставленных задач по разработке гидропривода пресса усилием 1000кН для листовой штамповки были Выполнены следующие пункты:
1. Обзор патентной литературы. В данном разделе представлены новые конструкции приспособлений для листовой штамповки;
2. Описание работы гидросистемы;
3. Энергетический расчет. Подобраны геометрические размеры гидродвигателей и были предварительно определены потери в гидроаппаратах, т.е. гидравлические КПД;
4. Гидравлический расчет. Рассчитаны гидравлические к.п.д. участков гидросистемы. Расчет показал, что система спроектирована правильно;
5. Тепловой расчет. Расчет показал, что теплообменный аппарат требуется, подобран водяной маслоохладитель;
6. В спецчасти был сделан расчет прочности штока, расчет устойчивости выдвинутого штока, расчет минимальной толщины стенки гильзы цилиндра и расчет винтового соединения для крепления крышек. Все заданные условия выполнены.
