Техническое задание
Наименование, область применения и назначение изделия
Проектирование гидросхемы приводов машины для сварки трением.
Гидросхему приводов целесообразно использовать вавтомобилестроение и инструментальном производстве.
Гидросхема приводов предназначена для автоматизации основныхопераций, выполняемых на машине для сварки трением при использовании элементовгидроавтоматики.
Цели и задачи разработки
Проектирование гидросхемы приводов машины с цельюавтоматизации основных операций, выполняемых на машине для сварки трением прииспользовании элементов гидроавтоматики.
Источники разработки
Разработка ведется на основании изучения состава современногопромышленного оборудования, прогнозирования потребности в оборудовании данногокласса у предприятий и частных фирм.
Технические требования
Состав машины и требования к конструктивному исполнению
Гидросхема должна содержать следующие узлы:
— привод сжатия заготовки;
— привод тормоза;
— привод захватов;
— гидростанция.
Требования к надежности и технике безопасности.
В наиболее ответственных местах должны быть предусмотреныпредохранительные устройства от перегрузок.
Электроаппаратура и электродвигатели должны быть защищены отпопаданий влаги по категории « Правил устройства электроустановок (ПУЭ)»,утвержденных Госэнергонадзором.
Конструкции проектируемых узлов и систем должна исключать ихполомку при нештатных ситуациях.
Требования к технологичности производства и эксплуатации.
Конструкция узлов и систем гидросхемы должна бытьтехнологичной при изготовлении, эксплуатации и ремонте.
Составные части узлов и систем гидросхемы должны бытьдоступны для технологического обслуживания и ремонта.
Требования к метрологическому обеспечению.
Все используемые измерительные устройства и датчики должныбыть отградуированы, и пройти соответствующую аттестацию.
Требования к уровню унификации и стандартизации.
При проектировании гидросхемы приводов необходимо стремитьсяк максимальной унификации и стандартизации проектируемых узлов и систем,деталей и покупных изделий, а также использовать как можно больше стандартныхкрепежных деталей и т.п.
Эстетические и эргономические требования.
Конструкция проектируемых узлов и систем гидросхемы приводови их внешний вид должны соответствовать современным требованиям техническойэстетики.
Установка органов управления и усилия, прикладываемые к нимчеловеком, должны соответствовать эргономическим требованиям.
Специфические требования.
По основным техническим характеристикам итехнико-экономическим показателям проектируемые узлы и системы гидросхемыприводов должны иметь преимущества перед подобными образцами данного классаоборудования и находиться на уровне современных зарубежных образцов.
Требования к основным частям установки, сырью иэксплуатационным материалам.
Выбор дефицитных комплектующих изделий материалов идорогостоящих видов термообработки должен иметь убедительную обоснованность.
Условия эксплуатации, требования к техническому обслуживаниюи ремонту приводов.
Все составляющие гидросхемы приводов должны быть рассчитаныдля работы в закрытых помещениях при температуре -20…+80 С.
Питание насосной станции должно осуществляться от сетипеременного тока напряжением 220В с частотой 50Гц.
Приводы машины периодически должен обслуживать один человек.
Система обслуживания должна включать:
— ежедневное обслуживание;
— еженедельное обслуживание;
-техническое обслуживание после 1000 часов работы;
-техническое обслуживание после 2000 часов работы.
Требование к маркировке и установке.
На видных местах приводов должны быть прикреплены таблички,изготовленные по ГОСТ 12969-67, на которых должны быть указаны:
-наименование привода или его составной части;
-год выпуска.
Маркировка должна быть выполнена краской и трафаретом, либовыгравирована.
Перед упаковкой неокрашенные поверхности должны бытьзаконсервированы.
Требования к транспортированию и хранению.
Упакованные изделия транспортируются в открытых транспортныхсредствах всех видов в соответствии с правилами перевозки грузов на транспортеданного вида.
Условия транспортирования и хранения должны быть соблюдены всоответствии с ГОСТ 15150-69.
Экономические требования.
Срок окупаемости затрат на разработку и освоениепроизводства- не более 3-х лет.
гидроцилиндр насосная привод сварка
Содержание
Введение
Исходныеданные
1. Подборгидроцилиндров
2. Выборнасосной станции
3. Подборрегулирующей аппаратуры
4. Расчеттрубопровода
5. Расчетпотерь
6. Расчетпотерь в приводе сжатия заготовки
7. Расчетрегулировочной и механической характеристик
8. Принципработы гидроцилиндра
Заключение
Списоклитературы
Введение
Применение гидроприводов позволяет упростить кинематикумашин, снизить металлоемкость, повысить точность, надежность и уровеньавтоматизации.
Широкое использование гидроприводов определяется рядом ихсущественных преимуществ перед другими типами приводов и, прежде всего возможностьюполучения больших усилий и мощностей при ограниченных размерах гидродвигателей.Гидроприводы обеспечивают широкий диапазон бесступенчатого регулированияскорости, возможность работы в динамических режимах с требуемым качеством переходныхпроцессов, защиту системы от перегрузки и точный контроль действующих усилий. Спомощью гидроцилиндров удается получить прямолинейное движение безкинематических преобразователей, а также обеспечить определенное соотношениескоростей прямого и обратного ходов.
Гидроприводы имеют и недостатки, которые ограничивают ихиспользование в станкостроение. Это потери на трение и утечки, снижающие КПДгидропривода и вызывающие разогрев рабочей жидкости.
При правильном конструировании, изготовлении и эксплуатациигидроприводов их недостатки могут быть сведены к минимуму. Для этого нужнознать хорошо унифицированные узлы станочного гидропривода, централизованноизготовляемые специализированными заводами, а также типовые узлы специальногоназначения.
Исходные данные:
/>
Привод сжатия заготовки:
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>= 5 см/с
Привод тормоза:/>; />; />.
Привод захватов заготовки:
/>;/>;/>
Последовательность работы:3-1-2-3-1-2
Длина магистрали: 4,5м
1. Подбор гидроцилиндров
Привод сжатия заготовки
/>
/>.
1. Рассчитаем площадь гидроцилиндра F [3, с.381]:
/> (1)
где Pmax –максимальное усилие, Pmax =63000Н;
р – давление в системе МПа; выбирается из ряда стандартныхзначений( 6,3; 10; 12,5; 16; 20; 25; 32;40;50;63).
Принимаем рабочее давление:/>
/>
2. Расчетный диаметр поршня гидроцилиндра/> [3, с.384]:
/> (2)
где F – площадьгидроцилиндра, мм2;
p — постоянная, p=3,14.
/>
Выбираем гидроцилиндр: 1- 50х200 по ОСТ2 Г21-1-73 [2,с.48]:
Позиция в гидросхеме -(1)
/> />
/>
3. Действительная площадь гидроцилиндра /> [3, с.381]:
/> (3)
где D-диаметр поршня, мм;
p — постоянная, p=3,14.
/>/>
4. Рассчитаем расход Q [2, с.382]:
/> (4)
где />-действительнаяплощадь гидроцилиндра,/>;
/>-скорость движения гидроцилиндра,/> .
/>
Привод тормоза.
/>
/>
1. Рассчитаем площадь гидроцилиндра F по формуле (1):
/>
Принимаем рабочее давление:/>
/>
2. Расчетный диаметр поршня гидроцилиндра/> по формуле (2):
/>
Выбираем гидроцилиндр: 1- 30х150 по ОСТ2 Г21-1-73 [2,с.48]:
Позиция в гидросхеме -(2)
/> />
/>
3. Действительная площадь гидроцилиндра /> по формуле (3):
/>
4. Рассчитаем расход Q по формуле (4):
/>
Привод захватов.
/>
/>
1. Рассчитаем площадь гидроцилиндра F по формуле(1):
/>
Принимаем рабочее давление:/>
/>
2. Расчетный диаметр поршня гидроцилиндра/> по формуле (2):
/>
Выбираем гидроцилиндр: 1-70х3600 по ОСТ2 Г21-1-73 [2,с.48]:
Позиция в гидросхеме -(3)
/> />
/>
3. Действительная площадь гидроцилиндра /> по формуле (3):
/>
4. Рассчитаем расход Q по формуле (4):
/>
2. Выбор насосной станции
Выбираем насосную станцию типа 3АМЛ 48-84-УХЛ />4Г49-33 [3, с.38]:3 А М Л Г48-8 4 УХЛ 12Г12-23АМ 4А112МВ6 4Г49-33
3 – исполнение по высоте гидрошкафа;
А – с теплообменником и терморегулятором (исполнение поспособу охлаждения);
М – один агрегат за щитом (исполнение по количеству ирасположению насосных агрегатов);
Л – левое, расположение насосного агрегата;
Г48-8 – обозначение насосной установки;
4 – исполнение по вместимости бака (160л.);
УХЛ – климатическое исполнение по ГОСТ15150-69;
12Г12-23АМ – тип комплектующего насоса;
4А112МВ6– тип электродвигателя;
4Г49-33 – номер насосного агрегата.
3. Подбор регулирующей аппаратуры
1. Дроссель (гидроклапан давления) ДР-12 [2, с.160]: Позицияв гидросхеме — (8)
Диаметр условного прохода 16 мм.
Расход масла-/>/>
Внутренние утечки />Масса 3,5кг.
2. Дроссель с обратным клапаном (регулятор потока) КВМК 16G1.1 [2, с.160]:
Позиция в гидросхеме -(4)
Диаметр условного прохода16 мм.
Расход масла-/>/>
Потеря давления в клапане-0,1 МПа. Масса 1,1 кг.
3. Обратный клапан по ГОСТ 21464-76 [2, с.112]:
Позиция в гидросхеме -(9)
Диаметр условного прохода 10 мм.
Расход масла-/>
Утечки масла при номинальном давлении- 0,08 л/мин. Масса- 1,46мин.
4. Редукционный клапан 20-32-1к-УХЛ 4 [2, с.131]:
Позиция в гидросхеме -(6)
Диаметр условного прохода 20 мм.
Исполнение по номинальному давлению 32 МПа.
Расход масла Q=40л/мин.
Исполнение по присоединению — резьбовое с конической резьбой(1к).
Климатическое исполнение УХЛ, категория размещения 4.
Потеря давления /> Масса4,6 кг.
5. Двухпозиционный гидрораспределитель [2, с.88]
ВЕ 16-573-30/ОФ В220-50 Н.Д
Позиция в гидросхеме -(5)
В — гидрораспределитель золотниковый;
Е — электромагнитное управление;
16- условный диаметр прохода;
573- вид исполнения;
30/- номер конструкции;
ОФ — без пружинного возврата с фиксатором;
В220-50- переменный ток с напряжением 220 В и с частотой 50Гц;
Н- электромагнит с управлением от кнопки;
Д- подвод кабеля сверху к электромагниту.
Расход масла /> Времясрабатывания- 0,02-0,06 с.
Номинальное давление 32 МПА. Потери давления 0,55 МПа.
6. Трехпозиционный гидрораспределитель[2, с.88]
ВЕ 16 -44А-31/ОФ В220-50 Н.Д
Позиция в гидросхеме -(7)
В — гидрораспределитель золотниковый;
Е — электромагнитное управление;
16- условный диаметр прохода;
44А — вид исполнения по гидросхеме;
31/- номер конструкции;
ОФ — без пружинного возврата с фиксатором;
В220-50- переменный ток с напряжением 220 В и с частотой 50Гц;
Н- электромагнит с управлением от кнопки;
Д- подвод кабеля сверху к электромагниту.
Потери давления 0,55 МПа.
Номинальное давление 32 МПА
4. Расчет трубопровода
Принимаем материал труб. Ст. 20.Определение внутреннего диаметратрубопровода
Внутренний диаметр трубопровода [3, с.391]:
/> (5)
/> - регламентированная скорость для напорных магистралейпри р=63 МПа и /> — при р=10 МПа ;
Q- расход жидкости, />.
/> — для привода сжатия заготовки;
/> — для привода тормоза;
/> — для привода захватов.
/> - регламентированная скорость для сливныхмагистралей, р=2,5МПа;
/> — для привода сжатия заготовки;
/> — для привода тормоза;
/> — для привода захватов.Определение минимальной толщины стенок трубы для напорной исливной магистралей [3, с.391]:
/> , (6)
где />;
р- давление в системе, МПа; d- внутренний диаметр трубопровода, мм.
Для напорной магистрали
/> — для привода сжатия заготовки;
/> - для привода тормоза;
/> — для привода захватов.
Для сливной магистрали
/> - для привода сжатия заготовки;
/> — для привода тормоза;
/> — для привода захватов.
Определение наружного диаметра трубы.
/> (7)
где d-внутреннийдиаметр трубопровода, мм;
/>-толщина стенок трубы, мм.
Для напорной магистрали
/>
/>
/>
Для сливной магистрали
/>
/>
/>
Выбираем трубу по ГОСТ 8734-75 [3, с.307351] бесшовная холоднодеформированная прецизионная:
Для напорной магистрали
10 />1- для приводасжатия заготовки;
9 />1- для приводатормоза;
9 />1- для приводазахватов.
Для сливной магистрали
14 />1- для приводасжатия заготовки;
12 />1- для приводатормоза;
14 />1- для приводазахватов.
Выбор масла./> />
Масло минеральное И-30А [3,с.11]:
Определение числа Рейнальдса [3, с.389]:
/> , (8)
где Q-расход жидкости, />;
d-внутренний диаметр трубопровода, мм;
/> — вязкость жидкости, />.
если число Рейнальдса >2300 – поток турбулентный, если
Для напорной магистрали
/> — для привода сжатия заготовки;
/> — для привода тормоза;
/> — для привода захватов.
Для сливной магистрали
/> — для привода сжатия заготовки;
/> — для привода тормоза;
/> — для привода захватов.
Во всех ветвях магистрали поток имеет ламинарный режимтечения жидкости.
5. Расчёт потерь
Так как для всех трубопроводов режим течения ламинарный топотери в трубопроводах считаются по формуле [3, с.389]::
/>
(9)
где /> — вязкостьжидкости, />;
L- длина трубопровода, м;
Q- расход жидкости, />;
d-внутренний диаметр трубопровода, мм./> />
Первый контур- привод сжатиязаготовки:/> />
Второй контур- привод тормоза:/> />
Третийконтур- привод захватов:
/>
6. Расчет потерь в приводе сжатия заготовки
Определимпотери в приводе сжатия заготовки:
/>=32 МПа — давление в приводе сжатия заготовки;
/> (10)
/> (11)
/> (12)
где /> = 0,055 МПа — потери в двухпозиционном гидрораспределителе
/> = 0,055 МПа – потери в трехпозиционномгидрораспределителе
/>= 0,106 МПа – потери в напорной магистрали приводасжатия заготовки.
/>= 0,021 МПа – потери в сливной магистрали приводасжатия заготовки.
/>– суммарные потери в напорной магистрали приводасжатия заготовки.
/>– суммарные потери в сливной магистрали привода сжатиязаготовки.
/> =0,055+0,055+0,106=0,216 МПа
/>=0,055+0,055+0,021=0,131 МПа
/>=32-0,216=31,784 МПа
/>
7. Расчет регулировочной и механической характеристик
Механическая характеристика [1, с.392]:
/>
/>
(13)
где/> — площадьдросселя, />;
p — постоянная, p=3,14;
D- диаметр поршня, м; d-диаметр штока, м;
p-плотность жидкости, />;
/> — потери в приводе сжатия заготовки, МПа;
/>-нагрузка гидроцилиндра, кг;
/>-потери в сливном трубопроводе, МПа.
/>, (14)
/> />
где />-условныйдиаметр прохода дросселя, м.
/>/> />
/> />
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
Рисунок 2 Изменение скорости движения штока гидроцилиндра от площадидросселя
Регулировочная характеристика по формуле (13):
/>/>/>
/> />F, H
V, /> 0,103 10000 0,094 40000 0,06
/>F, H
V, /> 0,0512 10000 0,047 40000 0,03 F, H
V, /> 0,1279 10000 0,116 40000 0,078
/>
Рисунок 3 Изменение скорости от усилия на штоке гидроцилиндра
8. Принцип работы гидроцилиндра [2, с.48]
Гидроцилиндр с односторонним штоком по ОСТ2 Г21-1-73 состоит из следующих деталей: гильзы6, крышек 1 и 9, поршня 4, штока 10, разрезной гайки 2, тормозных втулок 3 и 5,фланцев 7, полуколец 8, втулки 11, передней опоры 12, крышки 14, дросселей 15,обратных клапанов 16 и винтов 17. Уплотнение поршня по диаметру D обеспечивается с помощью чугунныхпоршневых колец, а уплотнение штока по диаметру d- с помощью шевронных уплотнений 13, натяг которыхрегулируется путем изменения толщины пакета прокладок между крышками 4 и 9.Масло в цилиндр подводится через отверстия />;для выпуска воздуха в крышках 1 и 9 предусмотрены отверстия, заглушаемыепробками. В исполнениях с торможением втулки 3 и 5 в конце хода входят всоответствующие расточки крышек 1 и 9, после чего слив масла из рабочей полостивозможен лишь через дроссель 15, регулирующий эффективность торможения. Послереверса движения масло в рабочую полость поступает через клапан 16.
/>Заключение
Проектирование гидросхемы приводов машины проводится с цельюавтоматизации основных операций, выполняемых на машине для сварки трением прииспользовании элементов гидроавтоматики.
В результате проделанной работы была спроектированагидросхема привода машины для сварки трением. Рассчитаны основныехарактеристики и построены графики зависимостей (график изменения скоростидвижения штока гидроцилиндра от площади дросселя и график изменения скоростидвижения штока гидроцилиндра от усилия на штоке гидроцилиндра).
Список литературы
1. БаштаТ.М., Руднев С.С., Некрасов Б.Б. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: — М.:«Машиностроение», 1982.-423с.
2. СвешниковВ.К., Усов А.А. Станочные гидроприводы: Справочник.: — М.: «Машиностроение»,1988.-512с.
3. СвешниковВ.К., Усов А.А. Станочные гидроприводы: Справочник.: — М.: « Машиностроение»,1995.-448с.