Очистной комбайн (стр. 1 из 3)

Курсовой проект

"Очистной комбайн"

Задание:

∑Р₁=65 кН,

Р₂=35 Кн,

S₁=450 мм,

S₂=350 мм,

Т₁=13 сек,

Т₂=8 сек,

Т ⁰С=+15

L_н=4 м,

L_сл=2,5 м,

Н_вс=0,2 м,

Е=

кН·м.

Схема №1.

Введение

Под гидроприводом понимают совокупность устройств (в число которых входит один или несколько объемных гидродвигателей), предназначенную для приведения в движение механизмов и машин посредством рабочей жидкости под давлением. В качестве рабочей жидкости в станочных гидроприводах используется минеральное масло.

Широкое применение гидроприводов в станкостроении определяется рядом их существенных преимуществ перед другими типами приводов и, прежде всего возможностью получения больших усилий и мощностей при ограниченных размерах гидродвигателей. Гидроприводы обеспечивают широкий диапазон бесступенчатого регулирования скорости, возможность работ в динамических режимах с требуемым качеством переходных процессов, защиту системы от перегрузки и точный контроль действующих усилий.

К основным преимуществам гидропривода следует отнести также высокое значение коэффициента полезного действия, повышенную жесткость и долговечность.

Гидроприводы имеют и недостатки, которые ограничивают их использование в станкостроении. Это потери на трение и утечки, снижающие коэффициент полезного действия гидропривода и вызывающие разогрев рабочей жидкости. Внутренние утечки через зазоры подвижных элементов в допустимых пределах полезны, поскольку улучшают условия смазывания и теплоотвода, в то время как наружные утечки приводят к повышенному расходу масла, загрязнению гидросистемы и рабочего места. Необходимость применения фильтров тонкой очистки для обеспечения надежности гидроприводов повышает стоимость последних и усложняет техническое обслуживание.

Наиболее эффективно применение гидропривода в станках с возвратно-поступательным движением рабочего органа, в высокоавтоматизированных многоцелевых станках и т.п. Гидроприводы используются в механизмах подач, смены инструмента, зажима, копировальных суппортах, уравновешивания и т.д.

1. Выбор рабочей жидкости

Учитывая климатические условия работы очистного комбайна (+15⁰С) выбираем минеральное масло Индустриальное 20 с плотностью 881–901 кг/м³, вязкостью при 50⁰С 17–23 сСт, температурой вспышки 170⁰С, температурой застывания -20⁰С.

2. Определение основных параметров гидросистемы

1. Устанавливаем расчетное усилие в цилиндре с учетом потерь давления и снижения производительности насоса

где К_з.у. – коэффициент запаса по условию, К_з.у.=1,15–1,25;

Р – усилие на штоке гидроцилиндра, необходимое для привода в движение исполнительного механизма.

кН

кН

2. По полученной расчетной назгрузке Р_р и давлению р_ном=10 (для гидроцилиндров с усилием на штоке 30–60 кН), с учетом механического КПД гидроцилиндра η_мц= 0,87–0,97 определяем диаметр поршня исполнительного механизма.

м; м.

Полученное D округляем до ближайшего стандартного в соответствии с ГОСТ 6540–64 принимаем

=100 мм, D₂=100 мм и одновременно находим d_шт.

3. Устанавливаем диаметр штока из условия прочности

где n_з=2,0 коэффициент запаса прочности;

E=2·10⁶ МПа – модуль упругости материала штока;

S – ход поршня, м.

м

м

Округляем диаметр штока до стандартного значения и принимаем диаметр штока 25 мм и 25 мм

5. Вычисляем отношение φ поршня к штоковой площади поршня

6. Определяем среднюю рабочую скорость поршня в гидроцилиндре при движении в сторону штоковой полости

где T – время двойного хода поршня при рабочем и обратном ходе,

включая паузу;

∆t=0,1с – длительность срабатывания распределителя.

м/с м/с

Расчетная скорость поршня при рабочем ходе с учетом запаздывания вследствие утечек между поршнем и цилиндрической поверхностью гидроцилиндра равна

где k_v=1,1–1,2 – коэффициент, учитывающий утечки в гидроцилиндре.

м/с; м/с

7. Необходимая подача насоса в гидроцилиндр

где n_ц-число гидроцилиндров, в которые насос одновременно подает масло;

η_обн-объемный КПД насоса, средние его значения принимаем в соответствии с рабочим давлением и типом насоса;

η_ц= объемный КПД гидроцилиндра, η_ц=0,99–1,0 при резиновых манжетах на поршне;

η_зол= 0,96–0,98 – объемный КПД золотника.

м³/с,

м³/с

м³/с=132 л/мин

По величине Q_н и p выбираем по технической характеристике шестеренный насос типа НШ‑140 с Q=154 л/мин и р_ном=10 МПа.

8. Определяем расход гидроцилиндров во время рабочего хода:

м³/с

Выбираем реверсивный золотник типа Г74–24 с Q=70 л/мин и р=20 МПа, обратный клапан 2БГ52–14 с Q=5–70 л/мин и р=5–20 МПа и фильтр ФП‑7 с тонкостью фильтрации 25 Q=100 л/мин, р=20 МПа,

9. Определяем диаметр всасывающего трубопровода к насосу, м:

,

где V_вс – средняя скорость масла во всасывающем трубопроводе, V_вс=0,8–1,2 м/с в трубопроводах диаметром до 25 мм и 1.2–1.5 м/с при диаметрах свыше 25 мм.

Q_н-количество жидкости,

м

Диаметр нагнетательного трубопровода, м, принимая V_наг=3 м/с:

м

Подсчитываем толщину стенки трубы:

,

где [σ] – допускаемое напряжение в материале труб, [σ] =(0,3–0,5)σ_в, σ_в – предел прочности труб на разрыв: сталь 20–40 кН/см²;

Определим толщину стенки всасывающей трубы, м:

м

В соответствии со стандартными диаметрами труб по ГОСТ 8732–58 d_вс=50 мм, d_наг=24 мм, определяем истинные средние скорости течения рабочей жидкости в них по формуле, м/с:

м/с

м/с

На основании схемы разводки трубопроводов производим подсчет

потерь напора на прямых участках и местных сопротивлениях, раздельно для всасывающей, нагнетательной и сливной магистралей. Для чего предварительно устанавливаем число Рейнольдса для каждой из них, которое характеризует режим движения жидкости. Число Рейнольдса на линиях подвода и слива рабочей жидкости определяем по формуле:

где V_i – средняя скорость соответственно в линии подвода или слива;

d_i – внутренний диаметр труб подвода или слива.

Определим число Рейнольдса для подводящего трубопровода:

Определим число Рейнольдса для нагнетательного трубопровода:

Режима течения жидкости ламинарный Re <2300, коэффициент сопротивления λ подсчитывается для круглых труб по формуле

.