Расчет гидропривода для контактной дуговой сварки

КонтрольнаяПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Регулировочной (скоростной) характеристикой гидропривода называется зависимость скорости выходного звена гидродвигателя от параметра регулирования, при условии, что полезная нагрузка неизменна. В общем случае характеристики магистральной и вспомогательных гидролиний имеют вид: и получаются в результате сложения характеристик обычно последовательно соединенных гидролиний. Гидропривод — это… Читать ещё >

Расчет гидропривода для контактной дуговой сварки (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

МИНОБРНАУКИ РОССИИ Воткинский филиал Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Высшего профессионального образования

" ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.Т. КАЛАШНИКОВА «

" ВФ ФГБОУ ВПО ИжГТУ имени М.Т. Калашникова"

Кафедра «Технология машиностроения и приборостроения»

Домашнее задание

по дисциплине: «Гидравлика»

Выполнил: студент гр. Б06−721−2з

Шипилова А.М.

Проверил: Репко В.Н.

Воткинск 2015

Введение
Задание
1. Выбор параметров гидродвигателя
2. Потери давления в гидропроводе
3. Предельные значения объемного расхода
4. Выбор рабочей жидкости
5. Расчет внутреннего диаметра трубопровода
6. Выбор гидроаппаратуры
7. Трассировка гидросети
8. Определение характеристик магистральной и вспомогательных гидролиний
8.1 Потери давления в гидролинии
8.2 Характеристики магистральной и вспомогательных гидролиний
9. Определение потребного давления в магистральной линии при «предельном» режиме работы гидропровода
Литература
Приложения

Гидравликой называется прикладная наука, в которой изучаются законы равновесия и движения капельных жидкостей. Знание гидравлики позволяет рассчитывать и проектировать разнообразные гидравлические устройства, сооружения, трубопроводы, гидромашины (насосы) и т. п.

Наибольшее применение в сварочных машинах, в прессовом оборудовании, в транспортных и других машинах нашел гидропривод.

Гидропривод — это совокупность гидромашин, гидроаппаратуры и других устройств, предназначенных для передачи механической энергии и преобразования движения посредством жидкости.

В данной курсовой работе рассчитывается гидропривод для контактной дуговой сварки.

гидропривод дуговая сварка контактная

Задание

Усилие посадки: Т=6000 кгс

Скорость посадки: V_min=5 мм/с

V_max=50 мм/с

Ход поршня гидроцилиндра: Х=25 мм

Длина трубопроводов:

ab=0,5 м

bc=2 м

lh=3м

bf=0,5 м

Количество поворотов на 90⁰: n₉₀⁰=16

Количество поворотов на 60⁰: n₆₀⁰=4

Количество поворотов на 30⁰: n₃₀⁰=8

Произвести расчет гидропривода машины для контактной стыковой сварки.

1. Выбор параметров гидродвигателя

Гидродвигатель выбирается из каталога по заданным значениям Т_max и S_max с соблюдением условий:

где i — передаточное число зубчато-реечной передачи, рычажной системы, полиспаста и т. д.

i=1,

где — эффективная площадь поперечного сечения гидроцилиндра в напорной полости.

Значение предварительно может быть принято равным 0.9.

Выбираем гидроцилиндр (таблица 2 [2]) БГ21−24.

Технические характеристики гидродвигателя сводятся в таблице 1 (приложение 1).

2. Потери давления в гидропроводе

Потери давления в гидроприводе определяются по формулам:

Результаты расчета сводятся в таблице 1 (приложение 1).

3. Предельные значения объемного расхода

Предельные значения объемного расхода гидродвигателя рассчитываются по формулам:

, =1

Результаты расчета сводятся в таблице 1 (приложение 1).

4. Выбор рабочей жидкости

В гидроприводе станков и других машин в качестве рабочих жидкостей используются минеральные масла и синтетические жидкости на кремнийорганической основе (силиконовые). В гидравлических прессах иногда применяется водомасляная эмульсия (10−15% масла).

Выбор температурной жидкости определяется температурными условиями работы, рабочим давлением и требованиям к выходным параметрам гидропривода.

В задании температурные условия гидропривода не оговорены, следовательно, интервал температур 273−323К следует принимать за рабочий, максимальное значение — за температуру рабочей жидкости при установившемся режиме гидропривода.

При такой температуре рекомендуется применять рабочие жидкости со следующими величинами вязкости: при жидкость с кинематическим коэффициентом вязкости .

Из таблицы 23 выбираем масло индустриальное 50. Характеристики рабочей жидкости сводятся в таблице 2 (приложение 2).

5. Расчет внутреннего диаметра трубопровода

В гидролиниях (всасывания, напора, слива) объемные расходы могут отличаться.

Это различие характеризуется коэффициентом в, представляющим собой отношение объемного расхода в гидролинии к объемному расходу гидродвигателя.

Во всех линиях до делителя потока (a, eh, kp,kb) значение объемного расхода.

В остальных линиях .

Принимаем следующие величины допустимых скоростей течения жидкости:

для всасывающей гидролинии ()

для сливной гидролинии (kp, eh, bf)

для напорных гидролиний

Внутренний диаметр трубопровода гидролинии рассчитывается по формуле:

линия всасывания:

линия слива:

линия kb:

остальные линии:

Проверяем на соблюдение ламинарного движения по формуле:

для

Условие ламинарного движения выполняется.

Определяем толщины стенок трубопровода:

где — временное сопротивление разрыву (минимальное).

Для стали 20:

для

Определяем наружный диаметр трубопровода:

, ,

Округляем до стандартных значений:

Определяем внутренний диаметр труб:

Сведения по режиму движения, значения коэффициента в и внутреннего диаметра d трубопровода на отдельных гидролиниях сводятся в таблице 3 (приложение 2).

6. Выбор гидроаппаратуры

По значениям объемного расхода, диаметра d и потери давления подбирается гидроаппаратура с соблюдением условий:

распределитель:

делитель потока:

фильтр:

дроссель:

напорный клапан:

обратный клапан:

Технические характеристики гидроаппаратов сводятся в таблице 4 (приложение 3).

7. Трассировка гидросети

Трассировка гидросети заключается в установлении длин, диаметров, видов и количества местных сопротивлений и т. д. на отдельных гидролиниях, т. е. всех данных, необходимых для проведения гидравлического расчета. Учитываются местные сопротивления: плавные и резкие повороты потока, внезапные сужения и внезапные расширения в местах соединения гидропровода с гидробаком, гидродвигателем и фильтрами.

Линия а: поворотов нет, внезапных расширений и сужений нет.

Сопротивление на входе

Линия kb: поворотов нет, внезапное расширение перед обратным клапаном.

, ,

Внезапное сужение после обратного клапана:

Линия bc: 3 плавных поворота на 60⁰:

где ,

3 плавных поворота на 30⁰:

4 резких поворота на 90⁰:

Внезапное расширение перед делителем потока:

Внезапное сужение после делителя потока:

Внезапное расширение перед распределителем потока:

Внезапное сужение после распределительного потока:

Сопротивление при входе в гидроцилиндр составило

Линия bc: 2 плавных поворота на 30⁰:

2 плавных поворота на 60⁰:

4 резких поворота на 90⁰:

Линия de: 2 плавных поворота на 30⁰:

2 плавных поворота на 60⁰:

3 резких поворота на 90⁰:

2 резких поворота на 90⁰:

Внезапные расширения и сжатия аналогичны линии bc. Сопротивление на выходе гидроцилиндра.

Линия eh: 1 поворот на 90⁰:

Внезапное расширение перед фильтром:

Внезапное сужение после фильтра:

Сопротивление на выходе в бак.

Линия bf: 1 поворот на 60⁰:

Внезапное расширение перед гидродросселем:

Внезапное сужение после гидродросселя:

Сопротивление на выходе .

Линия kp: 1 плавный поворот на 30⁰:

Внезапное расширение перед напорным клапаном:

Внезапное сужение после напорного клапана:

Сопротивление на выходе .

8. Определение характеристик магистральной и вспомогательных гидролиний

Магистральной гидролинией называется часть гидросети, представляющая собой совокупность всасывающей, напорной и сливной гидролинии, по которой рабочая жидкость движется от насоса в гидродвигатель и обратно.

Вспомогательными гидролиниями называются параллельные гидролинии (вне магистральной), служащие обычно для отвода части или всей рабочей жидкости, ими являются линии переливного клапана (при дросселе, включенном последовательно), линия предохранительного клапана (при объемном регулировании; при дросселе, включенном параллельно), линия регулирующего дросселя, включенного параллельно.

В общем случае характеристики магистральной и вспомогательных гидролиний имеют вид: и получаются в результате сложения характеристик обычно последовательно соединенных гидролиний.

8.1 Потери давления в гидролинии

Эти потери могут быть определены по формуле:

где — потери давления на трение по длине гидролинии (путевые потери), определяемые по формуле:

где r = 1 при ламинарном течении:

— суммарные потери давления от местных сопротивлений на гидролинии, определяемые по формуле:

где

— суммарные потери давления в гидроаппаратах, устанавливаемых на рассматриваемой гидролинии:

для гидроаппаратуры, за исключением напорных клапанов, гидродросселей, делителя потока и гидродвигателя:

для напорных (переливных и предохранительных) клапанов:

где — наперед не заданная величина давления предварительного поджатия пружины;

для гидродросселей (регулируемых):

где m = 1 (линейный гидродроссель);

— наперед не заданная величина, являющаяся параметром регулирования;

для делительного потока:

8.2 Характеристики магистральной и вспомогательных гидролиний

Для магистральной линии гидропровода:

Определяем коэффициенты В:

Определяем суммарные потери давления:

, ,

9. Определение потребного давления в магистральной линии при «предельном» режиме работы гидропровода

Под предельным режимом работы гидропровода понимается режим, при котором вся подаваемая насосом жидкость поступает в гидродвигатель.

Это отвечает следующим условиям:

(дроссель закрыт)

(клапан закрыт)

Определяем потери давления на магистральной линии при максимальном значении объемного расхода гидродвигателя:

1. Определение потребной подачи насоса

Потребная подача определяется как сумма объемного расхода через гидродвигатель и утечек в гидроаппаратурах при «предельном» режиме.

Утечки жидкости определяются по формуле:

Потребная подача определяется по формуле: ,

2. Подбор насоса и электродвигателя

По данным потребного давления и потребной подачи из выбираем подходящий гидронасос при соблюдении следующих условий:

для нерегулируемого насоса:

Для выбора электродвигателя необходимо вычислить потребную мощность по формуле:

Затем из каталога выбирается приводной электродвигатель при соблюдении условий:

Технические характеристики гидронасоса и электродвигателя сводятся в таблице 5 (приложение 4).

3. Уточнение параметров " предельного" режима работы гидропривода

Искомые параметры «предельного» режима работы гидропривода определяются по точке пересечения характеристик насоса и магистральной линии .

Характеристика магистральной линии строится по семи точкам, которые рассчитываются с помощью таблицы 6.1 (приложение 4)

В случае нерегулируемого насоса его характеристика строится соединением прямой линией двух точек .

Параметры соответствующие точке пересечения характеристик и должно удовлетворять условиям:, .

4. Построение характеристики вспомогательной линии с напорным гидроклапаном

Приняв равным давлению, соответствующему точке пересечения характеристик и, строится характеристика .

Характеристика строится по семи точкам, которые рассчитываются по формуле с помощью таблицы 6.2 (приложение 4).

Давление, соответствующее точке пересечения характеристик насоса и линии kp и должно удовлетворять условию .

5. Определение параметров гидропривода при его регулировании с заданной максимальной нагрузкой. Регулирование параллельно включенным дросселем

При таком способе регулирования часть расхода отводится из магистральной линии через линии bf с регулирующим дросселем, минуя гидродвигатель.

Так как давление в точке «b» меньше давления, создаваемого насосом на величину потерь давления в линиях a и kb, характеристику насоса и. После этого становится возможным графическое и расчетное определение параметров гидропривода.

Последовательность операций при этом следующая:

1. Устанавливается структура и значения коэффициентов характеристик линий a, kb и часть магистральной линии bcdeh.

где

2. Строим характеристики, ,, результаты расчетов вносим в таблицы 6.3, 7.1, 7.2 (приложение 4).

3. Корректируем характеристику насоса, откорректированная характеристика насоса получается геометрическим построением в результате вычитания из давления насоса потерь давления, при одинаковых значениях расхода.

4. На характеристике задаются режимные точки 1, 2, 3, 4, 5 соответствующие расходам:

где и определяют значения, соответствующие режимным точкам:

, ,, .

5. Определяем расход гидронасоса в режимных точках:

, ,

6. Определяем в режимных точках:

, , ,

7. Определяем объемный расход на линии bf:

, , ,

8. Вычисляем значение параметра регулирования по формуле:

Результаты расчета вносим в таблицу 10 (приложение 4).

9. Строим пучок характеристик по точкам, соответствующим расходам:

при

Результаты расчета вносим в таблицы 7.3, 7.4, 7.5, 7.6, 7.7 (приложение 5).

10. Для каждого значения дополнительно корректируется характеристика линии bf с регулируемым дросселем: дважды откорректированная характеристика насоса получается геометрическим построением в результате вычитания расходов характеристик и при одинаковых значениях давления.

11. Параметры гидропривода, ,, ,, , полученные для режимных точек заносятся в таблицу 11 (приложение 6).

12. Определяем дополнительные параметры:

Результаты заносим в таблицу 11 (приложение 6).

6. Определение параметров гидропривода при его регулировании с меньшей нагрузкой

Характеристика вниз смещается на величину, где j=0, 1, 2, 3 и новые режимные точки определяются как точки пересечения смещенных характеристик с пучком дважды откорректированных характеристик насоса .

7. Построение статистических характеристик

По данным 5 таблиц строятся статические характеристики гидропривода (регулировочная и механическая).

Механической характеристикой гидропривода называется зависимость гидродвигателя от полезной нагрузки при постоянном значении параметра регулирования.

1. Методические указания к курсовой работе по предмету «Гидравлика, гидравлические машины и гидроприводы». Методика расчета.

2. Методические указания к курсовой работе по гидравлике (в таблицах)

Приложения

Приложение 1

Таблица 1

Технические характеристики гидродвигателя


Типоразмер гидроцилиндра	БГ 21−24
Тип штока	Односторонний



	0.785








	23.55
	2.355

	8.22

Приложение 2

Таблица 2


Марка ГОСТ
	При	C⁰
Индустриальное 50 ГОСТ 1707–51			0.058	— 20

Таблица 3


Линия			Режим

a	1.5	27.6		0.5
kb		14.68		0.25
bc
bc^'
de
de^'
eh
bf				0.5
kp				0.25

Приложение 3

Таблица 4

Технические характеристики гидроаппаратуры


Гидроаппаратура	Параметры
	Основные	Дополнительные
Гидро-распреде-литель Р123-АЛ64
				Э
Напорный клапан 25-IMH

Гидро-дроссель ДО-32/20			;
			;
Обратный гидро-клапан 41.5157.0075			;
			;
Фильтр ФМ-3			;
			;
Делитель потока КД-20/200			;
			;

Приложение 4

Таблица 5

Технические характеристики гидронасоса и электродвигателя


Типоразмер гидронасоса	МН-БГ12−23А	Типоразмер электродвигателя	А02−41



	23.4	Коэф. мощн., %


	7.5

Таблица 6.1

Построение характеристик магистральной и вспомогательной линии


	39.25	127.563	215.875	304.188	392.5	563.063
	1540.563	16 272.2			154 056.3	317 039.9
8.22
	0.006	0.018	0.031	0.044	0.056	0.081
	0.003	0.027	0.078	0.156	0.259	0.533
8.22	8.249	8.334	8.445	8.582	8.745	9.135

Таблица 6.2


	39.25	127.563	215.875	304.188	392.5	563.063
	1540.563	16 272.2			154 056.3	317 039.9
9.03
	0.092	0.298	0.505	0.711	0.918	1.317
	0.003	0.027	0.077	0.152	0.253	0.521
9.03	9.059	9.144	9.255	9.392	9.555	9.945

Таблица 6.3


	39.25	127.563	215.875	304.188	392.5	563.063
	1540.563	16 272.2			154 056.3	317 039.9
8.22
	0.005	0.015	0.025	0.035	0.046	0.065
	0.002	0.020	0.058	0.115	0.191	0.392
8.22	8.24	8.325	8.413	8.472	8.548	9.004

Таблица 7.1


39.25	127.563	215.875	304.188	392.5	563.063
1540.563	16 272.2			154 056.3	317 039.9
		0.001	0.001	0.001	0.002
	0.004	0.012	0.024	0.04	0.082
	0.004	0.035	0.056	0.084	0.112

Таблица 7.2


39.25	127.563	215.875	304.188	392.5	563.063
1540.563	16 272.2			154 056.3	317 039.9
0.001	0.003	0.005	0.007	0.009	0.013
0.001	0.007	0.021	0.041	0.068	0.140
0.001	0.007	0.022	0.044	0.072	0.146

Приложение 5

Таблица 7.3.


62.5	125.1	187.5		312.5	375.1
3906.3	15 625.1	35 156.3		97 656.3	140 625.1
0.058	0.116	0.174	0.232	0.290	0.348
0.69	0.279	0.628	0.1 116	0.1 744	0.2 511
1.473	2.946	4.42	5.892	7.365	8.838
1.473	2.951	4.427	5.903	7.371	8.860

Таблица 7.4.


50.745	101.405	152.15	202.895	253.555	304.3
2575.05
0.5 549	0.11 098	0.16 647	0.22 196	0.27 745	0.33 294
0.64	0.254	0.572	0.1 017	0.1 589	0.2 289
1.481	2.962	4.443	5.925	7.406	8.887
1.482	2.9648	4.447	5.933	7.717	8.904

Таблица 7.5.


30.96	61.92	92.88	123.84	154.8
958.52	3834.1	8626.7	15 336.3
0.6 398	0.12 796	0.19 195	0.25 594	0.31 992
0.84	0.338	0.761	0.1 353	0.2 113
1.779	3.559	5.339	7.118	8.889
1.780	3.562	5.346	7.121	8.895

Таблица 7.6.


25.575	51.15	76.73	102.3
654.08	2616.3	5887.5	10 465.3
0.0928	0.15 856	0.23 785	0.31 713
0.297	0.519	0.1 168	0.2 077
2.227	4.454	6.682	8.909
2.2275	4.4526	6.6836	8.915

Таблица 7.7.


7.68	15.375	23.062	30.75
59.097	236.39	531.87	945.56
0.7 149	0.14 298	0.21 448	0.28 598
0.105	0.422	0.949	0.1 689
2.23	4.46	6.69	8.92
2.235	4.468	6.703	7.932

Приложение 6

Таблица 10


Режимные точки
	37.5	35.8	34.4	34.1	30.75
	8.22	8.266	8.276	8.286	8.296
	0.349	0.332	0.319	0.317	0.286
	0.66 975	0.639 388	0.614 384	0.609 026	0.549 195
	8.219	8.266	8.276	8.286	8.296
	2356.89	2482.63	2586.79	2612.71	2900.85

Таблица 11.

Сводная таблица параметров гидропривода при его регулировании с заданной максимальной нагрузкой


При Т = Т_max	Режимные точки (j)

	39.25	127.563	215.875	392.5	563.063

	8.24	8.325	8.413	8.472	8.548
	8.224	8.237	8.255	8.281	8.314
	2356.89	2482.63	2586.76	2612.71	2900.85
	0.0089	0.2 102	0.0318	0.0433	0.0548
	0.323	1.061	1.816	3.325	4.813
	0.575	1.359	2.063	2.815	3.575
	5.62	7.81	8.8	11.81	13.46
	5.058	7.029	7.92	10.629	12.114
	37.5	35.8	34.4	34.1	30.75

Показать весь текст

Заполнить форму текущей работой