Загрузка...
Разработка гидросхемы горизонтально-ковочной машины
Содержание
Введение
Задание
. Разработка принципиальной схемы
гидропривода
. Расчет исполнительных механизмов
. Определение длины хода штоков
гидроцилиндров
. Определение давления в
гидросистеме
. Определение диаметров цилиндров
. Выбор рабочей жидкости
. Расчет диаметров условных проходов
трубопроводов и управляющей аппаратуры
. Определение потерь давления при
движении жидкости от насоса к исполнительным органам
Заключение
Литература
Введение
Гидравлический привод (гидропривод)
— совокупность устройств, предназначенных для приведения в движение машин и
механизмов посредством гидравлической
<#"514879.files/image001.gif">
рисунок 1 Схема работы
горизонтально-ковочной машины
Горизонтально-ковочная машина работает следующим
образом. Перед началом работы полуматрицы 1 и 2 разведены. Заготовка
устанавливается между полуматрицами. затем под действием гидроцилиндра 3
полуматрицы 1 и 2 сходятся, пережимая заготовку. после смыкания полуматриц под
действием гидроцилиндра 5 в работу вступает пуансон 4, осаживая заготовку и
придавая ей окончательную форму. затем полуматрица 2 и пуансон 4 возвращаются в
исходное положение. Гидроцилиндры 3 и 5 работают от одного насоса.
1. Разработка принципиальной схемы гидропривода
рисунок 2 — Принципиальная схема
гидропривода
Гидропривод работает следующим
образом. При нагнетании давления от нерегулируемого насоса 1 масло поступает
через гидрораспределитель 2 в верхнюю бесштоковую полость гидроцилиндра 3.
После этого, давление повышается, и срабатывает клапан давления 4 (оснащенный
манометром 9), после чего масло поступает в левую бесштоковую полость
гидроцилиндра 5, в результате пуансон, осаживая заготовку, придает ей
необходимую форму. Затем кулачок 6 нажимает на конечный выключатель 7, и
срабатывает электромагнит распределителя 2, вследствие чего происходит смена
потока жидкости, т. е. масло начинает течь в штоковые полости гидроцилиндров,
которые производят обратный ход. Слив масла из гидроцилиндра 5 происходит за
счет обратного клапана 8. Система также снабжена предохранительным переливным
клапаном 10, который предохраняет ее от повышенного давления. По окончании
обработки изделия происходит переключение распределителя 2, и цикл повторяется.
2. Расчет исполнительных механизмов
Усилие на штоке гидроцилиндра 3: Р3
= 5·104 Н;
Усилие на штоке гидроцилиндра 5: Р3
= 105 Н.
3. Определение длины хода штоков гидроцилиндров
Длина хода штока гидроцилиндра 3: L3
= 0,5 м
Длина хода штока гидроцилиндра 5: L3
= 0,6 м.
. Определение
давления в гидросистеме
Наиболее экономичны в изготовлении цилиндры с
диаметром от 40 до 120 мм. Тогда давление при заданных диаметрах цилиндра (max
и min) определяется соотношением:
Для гидроцилиндра 3:
Для гидроцилиндра 5:
давление, развиваемое насосом, должно быть в
пределах:
предварительно выбирается шестеренный насос с
максимальным давлением насоса 14МПа.
. Определение диаметров цилиндров
Для гидроцилиндров двустороннего действия при
подаче давления в бесштоковую полость диаметр цилиндра рассчитывается по соотношению:
где Р — усилие на штоке гидроцилиндра; р —
давление в камерах гидроцилиндра, p
= 0,8×pн,
pн
— номинальное давление насоса.
гидропривод ковочный шток цилиндр
р = 0,8×12,5·106
= 10 МПа.
Из нормального ряда выбираем 
. Выбор рабочей жидкости
Скорость движения жидкости по трубопроводу
выбираем 5,5 м/с. При давлении в гидросистеме до 200 кГс/см2 кинематическая
вязкость масла составляет 40÷60 сст.
выбираем масло индустриальное ИГП-49 ТУ 38-101413-97 с кинематической вязкостью
47÷51
сСт
при температуре 50˚С.
Расход жидкости определяется по максимальному
расходу жидкости в гидроцилиндрах:
где D
— диаметр поршня, L — длина
рабочего хода, 
— время
срабатывания. Расход жидкости для гидроцилиндра 3:
Расход жидкости для гидроцилиндра 5:
Расход для гидроцилиндра 5
шестеренный нерегулируемый насос БГ12-22М с номинальной подачей 
.
. Расчет диаметров условных проходов
трубопроводов и управляющей аппаратуры
диаметр условного прохода
трубопровода
По нормальному ряду принимаем dT
= 10 мм.
Толщина стенки с учётом возможного отклонения
диаметра и толщины стенки вычисляют по выражению
р — максимальное давление жидкости, кГ/см²;
d — наружный диаметр
трубы, см;
m=0,3 — отклонение
по диаметру трубопровода, мм;
[σр]
— допустимое напряжение материала трубопровода при растяжении (по окружности),
которое обычно выбирается равным 30…35% временного сопротивления материала
трубопровода, т. е. [σp]
= 0,32 ×
σp
n=0,9 — коэффициент,
учитывающий отклонение по толщине стенки трубопровода.
Выбирается ближайшая большая по толщине стенки
труба по ГОСТ 8734-75: 14×2.
По диаметру условного прохода и давлению
определяются конкретные марки управляющей и предохранительной аппаратуры.
Согласно схеме гидропривода, используются следующие виды гидроаппаратуры:
) гидрораспределитель 2 выбираем золотникового
типа с электроуправлением, диаметром условного прохода 10 мм, исполнение 574Д,
электромеханический, ток переменный, напряжение 220В, частота 50H. Согласно
схеме (стр.129 [1]) выбирается гидрораспределитель: ВЕ10.574Д/ОФВ220-50H;
) клапан давления 4 выбираем исполнение Г54-3 с
условным проходом 10 мм, давлением 0,3…14 МПа: БГ54-32М;
) обратный клапан 8 выбираем исполнение Г51-2 с
условным проходом 10 мм, давлением 0,35…20 МПа: ПГ51-22;
) клапан давления 10 выбираем исполнение Г66-1 с
условным проходом 10 мм, давлением 0,3…14 МПа, с резьбовым соединением без
электрического управления обратного клапана: БГ66-12.
. Определение потерь давления при движении
жидкости от насоса к исполнительным органам
потери давления при движении жидкости от насоса
до гидроцилиндра определяются соотношением
где 
—
местные потери, 
— потери давления
от трения при движении жидкости по трубопроводу.
Для определения потерь давления на трение
определим режим течения жидкости по трубопроводу, а для этого рассчитаем число
Рейнольдса:
Режим течения жидкости согласно определенному
числу Ренольдса — ламинарный. потери давления при ламинарном режиме течения
жидкости определяются по формуле:
где L
и d — длина и диаметр
внутреннего сечения рассматриваемого трубопровода;
ρ — плотность жидкости,
кг/м³;
Q — расход жидкости
в трубопроводе, м³/с;
f — сечение
трубопровода, м.
далее определяются местные потери давления при
движении жидкости через гидрораспределитель 2 по номограмме (стр. 109 [1])
Δp2=0,05МПа.
Тогда потери давления при питании гидроцилиндра
3:
потери давления при питании гидроцилиндра 5:
Δpм=0,26МПа
— потери давления на трение при движении жидкости по трубопроводу;
Δpтр=0,05МПа
— местные потери давления при движении жидкости через гидрораспределитель 2;
Δpкд
= 0,15МПа — местные потери давления жидкости при движении ее через клапан
давления 4 (с. 157 [1]).
Тогда
Таким образом, давление в гидроцилиндре 3 и 5
равно:
давление гидроцилиндра больше, чем давление,
принятое при расчете гидроцилиндра.
Заключение
В данной работе была разработана принципиальная
схема гидропривода горизонтально-ковочной машины, выбраны и рассчитаны
исполнительные механизмы, элементы гидропривода, а так же управляющие и
предохранительные элементы.
после расчета давления с учётом потерь,
получилось, что давление в цилиндрах больше чем начально-выбранное давление.
Следовательно, схема разработана и рассчитана верно.
Литература
1. Чиненова Т.П., Чиненов С.Г.
Расчет гидроприводов: Учебное пособие.−Челябинск: ЮУрГУ,1997.
2. Свешников В.К., Усов А.А.
Станочные гидроприводы: Справочник.−М.:Машиностроение,1982.
. Башта Т.М. Гидропривод и
гидропневмоавтоматика. М., «Машиностроение», 1972, 320 с.