Методичні вказівки до виконання обов\

Методичні вказівки до виконання обов'язкового домашнього завдання з дисципліни




Скачати 124.96 Kb.
НазваМетодичні вказівки до виконання обов'язкового домашнього завдання з дисципліни
Дата25.05.2013
Розмір124.96 Kb.
ТипМетодичні вказівки

Міністерство освіти і науки України

Сумський державний університет


2760 МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання обов'язкового домашнього завдання з дисципліни

«Гідро-і пневмопривід автоматичних ліній і комплексів»

для студентів спеціальності

7.090209 “Гідравлічні і пневматичні машини”

усіх форм навчання


Суми

Видавництво СумДУ

2009

Методичні вказівки до виконання обов'язкового домашнього завдання з дисципліни «Гідро-і пневмопривід автоматичних ліній і комплексів» / Укладач В.В.Дубінський. - Суми: Вид-во СумДУ, 2009. – 15с.


Кафедра прикладної гідроаеромеханіки


ЗМІСТ

С.

1 Загальні методичні вкаазівки……………………………… 4

2 Вихідні дані до роботи …………….…………....………..... 4

3 Розрахунок і вибір параметрів гідрообладнання….…..….. 5

4 Гідравлічний розрахунок системи привода…….………… 9

5 Вибір параметрів насоса і гідроклапана тиску…………… 12

6 Розрахунок потужності і ККД гідропривода……………... 12

Список літератури…………………………………………… .14

^ 1 ЗАГАЛЬНІ МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ


Метою виконання обов'язкового домашнього завдання є набуття студентами практичних навичок при розв'язанні конкретних інженерних завдань на прикладі розрахунку гідроприводу, поглиблення й закріплення знань, отриманих на лекційних і практичних заняттях.

ОДЗ містить розрахунок і вибір таких параметрів: гідроциліндра, розподільника, дроселя, фільтра й гідроклапана; гідравлічний розрахунок системи привода; вибір параметрів насоса; розрахунок потужності і ККД гідропривода.

ОДЗ оформляють у вигляді розрахунково-пояснювальної записки на білих аркушах формату 297x210 мм. На титульному аркуші зазначають назву навчального закладу і кафедри, на якій вивчається ця дисципліна, П.І.П/б. студента, групу, номер варіанта, П.І.П/б. викладача, рік виконання роботи.

У записці наводять умови завдання, принципову схему гідроприводу, всі необхідні розрахунки з короткими поясненнями й посиланнями на використовувану літературу. Розрахунки рекомендується проводити у Міжнародній системі одиниць.

Необхідний довідковий матеріал частково наведений у методичних вказівках, відсутні дані вибираються з рекомендованної літератури.


^ 2 ВИХІДНІ ДАНІ ДО РОБОТИ


Принципова схема об'ємного гідропривода поступального руху подана на рисунку 1. Робоча рідина з бака Б подається насосом Н у робочу порожнину гідроциліндра ГЦ через розподільник Р. Шток гідроциліндра навантажений силою F. Надлишок рідини, що нагнітається насосом, зливається в бак Б через гідроклапан КЗ. Для регулювання швидкості робочого органа встановлений дросель ДР. Відпрацьована рідина зі штокової порожнини гідроциліндра ГЦ через дросель ДР і фільтр Ф зливається у бак Б.

За заданими у таблиці 1 вихідними даними і обраним робочим тиском визначити розміри гідроциліндра і підібрати розподільник, дросель, гідроклапан, фільтр. Зробити розрахунок втрат тиску в магістралях привода. Вибрати насос. Розрахувати потужність і ККД гідропривода. Еквівалентну шорсткість гідроліній взяти ΔЕ = 0,06 мм. Місцеві опори в гідросистемі, крім гідроапаратів, взяти в плавних поворотах гідроліній і в штуцерних з'єднаннях. Коефіцієнт опору в плавному повороті ξПОВ = 0,40, коефіцієнт опору одного штуцера ξШТ = 0,60. Механічний ККД гідроциліндра ηМ.Ц = 0,90.

Довжину напірної лінії визначити за формулою

lН = 1,5 + 0,1·,

де - номер варіанта, який видає викладач.

Довжина зливної лінії дорівнює lЗЛ = 1,15·lН.

Довжина всмоктувальної лінії lВСМ = 0,2·lН.


Таблиця 1 - Вихідні дані

вар.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

F, кН

80

63

50

80

70

75

63

70

80

100

V, м/хв

4,0

6,0

3,2

2,5

3,0

4,5

5,0

2,8

3,6

4,5


Продовження таблиці 1

вар.

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

F, кН

125

110

90

80

75

63

100

125

110

80

V, м/хв

3,6

4,8

5,2

2,8

6,0

4,0

5,0

4,5

3,6

6,0



^ 3 РОЗРАХУНОК І ВИБІР ПАРАМЕТРІВ ГІДРООБЛАДНАННЯ


У даному розділі рекомендується виконати:

1 Вибір робочого тиску.

2 Вибір робочої рідини.

3 Розрахунок розмірів гідроциліндра.

4 Розрахунок подачі насоса.

5 Вибір гідророзподільника, дроселя, фільтра.




Рисунок 1 - Принципова схема гідропривода


3.1 Робочий тиск, МПа, вибирається з ряду нормативних значень, встановлених ДСТУ 12445-80, [2]: 0,63; 1,0; 1,6; 2,5; 6,3; 10; 16; 20; 25; 32.

Для умов роботи заданого гідропривода найбільш прийнятними є значення від 2,5 до 10 Мпа.


3.2 Робоча рідина вибирається залежно від температурних умов, режиму роботи гідропривода і його робочого тиску.

Нормальна температура робочої рідини становить 50 - 60°С. При такій температурі і тиску 2,5 - 10 МПа рекомендується застосовувати робочі рідини з кінематичною в'язкістю ν = 9 - 50·10-6 м2/с.

Робочу рідину вибирають із таблиці 2 [3, 4].


Таблиця 2 - Характеристики робочих рідин

Марка робочої рідини (масло)

Густина, кг/м3

Кінематична в'язкість,

10-6 м2

Індустріальне 20

885

17-23

Індустріальне 30

890

23-33

Індустріальне 50

910

47-55

АМГ-10

850

10

Турбінне 57

920

55-59

Трансформаторне

890

9,6


3.3 Робимо розрахунок розмірів гідроциліндра. Діаметр поршня гідроциліндра D (м) визначають за обраним тиском і заданим навантаженням зі співвідношення

, (3.1)

де ^ F - зусилля на штоці, Н;

р - робочий тиск, МПа;

ηМ.Ц - механічний ККД гідроциліндра.


Отримане значення діаметра поршня округляють за ДСТУ 12447-80 відповідно до нормативного ряду розмірів діаметрів [2].

Рекомендовані діаметри поршня D (мм): 10; 12; 16; 20; 25; 32; 36; 40; 45; 50; 56; 63; 70; 80; 90; 100; 110; 125; 140; 160; 180; 200; 220; 250; 280; 320.


Діаметр штока визначають зі співвідношень, що рекомендуються:

р ≤ 1,5 Мпа; d/D = 0,3 - 0,35;

1,5 < р < 5 Мпа; d/D = 0,5;

5 ≤ р ≤ 10 Мпа; d/D = 0,7.

Значення діаметра штока округляють до нормативного відповідно до ряду розмірів діаметрів [2].

Рекомендовані діаметри штока d (мм): 4; 5; 6; 8; 10; 12; 14; 16; 18; 20; 22; 25; 28; 32; 36; 40; 45; 50; 56; 63; 70; 80; 90; 100; 110; 125; 140; 160; 180; 200.


3.4 Витрати рідини QНОМ 3/с), які надходять в гідроциліндр, знаходять із виразу

, (3.2)

де VП - швидкість руху поршня, м/с;

SП - площа поршня, м2 (SП = πD2/4).


Необхідна подача насоса буде дорівнювати

, (3.3)

де k = 1,01 - 1,15 - коефіцієнт запасу.


Для всмоктувальної і напірної гідроліній Q = QH. Для зливної гідролінії витрати визначають із виразу

, (3.4)

де SП = πD2 /4 - площа поршня;

SШТ = πd2 /4 - площа штока.


3.5 Тип і марку гідророзподільника вибирають за номінальним тиском р і подачею насоса QH [2, с. 78, табл. 4.4].


3.6 Типорозмір дроселя вибирають за номінальним тиском p і подачею насоса QH [2, с. 146, табл. 5.13].


3.7 Фільтр і його типорозмір вибирають за витратами робочої рідини у зливній гідролінії QЗЛ і необхідною для даного гідропривода тонкістю фільтрації. Тонкість фільтрації визначається залежно від типу привода [2, с. 296, табл. 8.2]. Фільтр вибирають [2, с. 300, табл. 8.6].

Примітка. При виборі гідроапарата (розподільника, дроселя, фільтра) зазначити його марку, величину номінальних витрат QНОМ і табличне значення втрат тиску ΔрНОМ.


^ 4 ГІДРАВЛІЧНИЙ РОЗРАХУНОК СИСТЕМИ ПРИВОДА


У даному розділі необхідно виконати:

1 Гідравлічний розрахунок всмоктувальної, напірної і зливної магістралей.

2 Визначення гідравлічних втрат у системі привода.


4.1 Гідравлічний розрахунок трубопроводів полягає у визначенні їх діаметрів. Розрахунок проводиться по ділянках, виділених у гідравлічній схемі (ОА - всмоктувальна; АВ - напірна; СД - зливна). Діаметри трубопроводів визначають виходячи із забезпечення припустимої швидкості течії V (м/с) рідини, яка повинна перебувати у таких межах [1]:

всмоктувальні гідролінії 0,5 - 1,5;

зливні гідролінії 1,4 - 2,0;

напірні гідролінії 3,0 - 5,0.


З урахуванням припустимих швидкостей і відомих витратах визначають діаметри трубопроводів d(м):

, (4.1)

де Q - витрати рідини на даній ділянці гідромережі, м3/с.


Отримані діаметри округляють до значень, рекомендованих ДСТУ 6540-68. Рекомендовані умовні діаметри проходів трубопроводів (мм): 3; 4; 5; 6; 8; 10; 12; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250.


Після вибору стандартних діаметрів трубопроводів визначають фактичні швидкості у гідролініях.

Фактична швидкість при робочій подачі у всмоктувальній гідролінії

. (4.2)

Фактична швидкість у напірній гідролінії
. (4.3)

Фактична швидкість у зливній гідролінії

. (4.4.)


4.2 Втрати тиску в гідросистемі визначають на всмоктувальній, напірній і зливній гідролініях. Величина втрат на кожній ділянці визначається за формулою

Δр = ∑ΔрТР +∑ΔрМ , (4.5)

де ∑ΔрТР - втрати на тертя по довжині трубопроводу;

ΔрМ - втрати в місцевих опорах, а також втрати в гідроапаратах.


Втрати тиску ΔрТР (Па) на тертя по довжині трубопроводу обчислюють за формулою Дарсі-Вейсбаха

, (4.6)

де ρ - густина рідини, кг/м3;

λ - коефіцієнт гідравлічного тертя по довжині;

l, d - довжина і діаметр трубопроводу, м;

V - середня швидкість течії рідини, м/с.

Коефіцієнт гідравлічного тертя (коефіцієнт Дарсі) визначають виходячи з режиму руху рідини і відносної шорсткості труби ΔЕ/d (де ΔЕ - еквівалентна шорсткість) за емпіричними формулами.

Режим руху рідини визначають за числом Рейнольдса

, (4.7)

де VФ - фактична швидкість у всмоктувальному, напірному або зливному трубопроводах, м/с;

d - діаметр трубопроводу, м;

ν - кінематичний коефіцієнт в'язкості рідини, м2/c.


При числі Rе ≤ ReKP = 2320 - режим ламінарний,

при ^ > 2320 - турбулентний.

Якщо рух ламінарний, коефіцієнт гідравлічного тертя визначають за формулою

λ = 75/ Rе. (4.8)

Для труб промислового виготовлення із природною шорсткістю для будь-якої області опору можна користуватися формулою Альтшуля:

. (4.9)

Для турбулентного режиму λ можна знайти й за графіком ВТІ [3].

Місцеві гідравлічні втрати ΔpM (Па) визначають за формулою Вейсбаха

, (4.10)

де ξ - коефіцієнт місцевого опору;

V - середня швидкість у перетині за місцевим опором, м/с;

ρ - густина рідини, кг/м3.


До місцевих опорів стосовно до заданого гідропривода відносять: раптове розширення потоку (вхід у циліндр), раптове звуження потоку (вихід із циліндра), плавні повороти гідроліній, штуцерні з'єднання трубопроводів, а також втрати в гідроапаратах (розподільнику, дроселі, фільтрі).

При розрахунках коефіцієнт опору входу в трубу взяти ξВХ = 0,5, виходу із труби – ξВИХ = 1,0.


Втрати тиску в гідроапаратах можна знайти з формули [4]:

, (4.11)

де ΔрНОМ - табличне значення втрат тиску на даному опорі при номінальній подачі (наводиться у паспортних даних);

QФ - фактичні витрати;

QНОМ - номінальна подача.

^ 5 ВИБІР ПАРАМЕТРІВ НАСОСА І ГІДРОКЛАПАНА ТИСКУ


5.1 Необхідний тиск насоса рН (Па) обчислюють із рівняння

, (5.1)

де ∑ΔрВС - втрати тиску на всмоктувальній лінії (бак - насос), Па;

∑ΔрН - втрати тиску на напірній лінії (насос - гідроциліндр), Па;

Δр ЗЛ - втрати тиску на зливній лінії (гідроциліндр - бак), Па;

^ F - зусилля на штоці гідроциліндра, Н;

SП - площа поршня, м2;

ηМ.Ц - механічний ККД гідроциліндра.

Тип насоса вибирають відповідно до необхідної подачі QH і тиску р з літератури [2, с. 18, табл. 2.1; с. 30, табл. 2.5; с. 34, табл. 2.7; с. 38, табл. 2.9].


5.2 Основні параметри гідроклапана тиску вибирають за величиною необхідного тиску насоса pH і його подачею QH [2, с. 124, табл. 5.3].


  1. ^ РОЗРАХУНОК ПОТУЖНOСТІ І ККД ГІДРОПРИВОДА


6.1 Ефективна (корисна) потужність NК (Вт) гідроциліндра обчислюється за формулою

, (6.1)

де F - зусилля на поршні, Н;

VП - швидкість поршня гідроциліндра,м/с.


6.2 Повна потужність N (Вт) гідропривода дорівнює потужності, споживаної насосом,

, (6.2)

де рН - тиск насоса, Па;

QH - подача насоса, м3/з;

ηH - ККД насоса.


6.3 Повний ККД гідропривода дорівнює

. (6.3)


^ СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ


  1. Объемные гидравлические приводы / Т.М.Башта, І.З.Зайченко, В.В.Єрмаков, Є.М.Хаймович. - М.: Машиностроение, 1969. - 410 с.

  1. Свєшников В.К. Станочные гидро­приводы / В.К.Свешников, А.А.Усов. - М.: Машиностроение, 1988. - 512 с.

  2. Справочное пособие по гидравлике, гидро­машинам и гидроприводам / Я.Л.Вильнер, Я.Г.Ковалев, Б.Б.Некрасов. – Минск: Вышэйшая школа, 1976. - 410 с.

  3. Методические указания к курсовому проекту "Средства гидропневмоавтоматики" / Сост. А.Р.Якуба. - Харьков: ХПИ, 1987. - 31 с.



Навчальне видання


Методичні вказівки

до виконання обов'язкового домашнього завдання з дисципліни

«Гідро-і пневмопривід автоматичних ліній і комплексів»

для студентів спеціальності

7.090209 “Гідравлічні і пневматичні машини”

усіх форм навчання


Відповідальний за випуск А.О.Євтушенко

Редактор М.Я.Сагун

Комп'ютерне верстання В.В.Дубінського


Підп. до друку 15.12.2009, поз.

Формат 60х84/16. Ум. друк. арк. 0,93. Обл.-вид. арк. 0,71. Тираж 40 пр. Зам.№

Собівартість вид. грн к.


Видавець і виготовлювач

Сумський державний університет,

вул. Р.-Корсакова, 2, м.Суми, 40007

Свідоцтво суб'єкта видавничої справи ДК № 3062 від 17.12.2007.

Схожі:

Методичні вказівки до виконання обов\Методичні вказівки до виконання обов’язкового домашнього завдання
Методичні вказівки до виконання обов’язкового домашнього завдання з дисципліни Основи програмування та алгоритмічні мови / укладачі:...
Методичні вказівки до виконання обов\Методичні вказівки до виконання обов'язкового домашнього завдання
Методичні вказівки до виконання обов'язкового домашнього завдання з курсу «Охорона праці»/ укладач В. В. Фалько. – Суми: Вид-во СумДУ,...
Методичні вказівки до виконання обов\Методичні вказівки до виконання обов’язкового домашнього завдання та самостійної роботи з дисципліни
Методичні вказівки до виконання обов’язкового домашнього завдання та самостійної роботи з дисципліни «Управління захистом комерційної...
Методичні вказівки до виконання обов\Методичні вказівки до виконання контрольної роботи та обов'язкового домашнього завдання (одз )
Методичні вказівки до виконання контрольної роботи та обов'язкового домашнього завдання ( одз ) з дисципліни “Управління проектами”...
Методичні вказівки до виконання обов\Методичні вказівки до виконання практичних, самостійних робіт та обов’язкового домашнього завдання
Методичні вказівки до виконання практичних, самостійних робіт та обов’язкового домашнього завдання з дисципліни «Логістика» / укладачі:...
Методичні вказівки до виконання обов\Методичні вказівки до виконання контрольної роботи та обов'язкового домашнього завдання (одз)
Методичні вказівки до виконання контрольної роботи та обов’язкового домашнього завдання (одз) з дисципліни «Соціальне страхування»...
Методичні вказівки до виконання обов\Методичні вказівки до практичних занять, самостійної роботи та виконання обов’язкового домашнього завдання з дисципліни
Методичні вказівки до практичних занять, самостійної роботи та виконання обов’язкового домашнього завдання з дисципліни “Економіка...
Методичні вказівки до виконання обов\Методичні вказівки щодо виконання практичних робіт, обов’язкового домашнього завдання та курсової роботи
Щодо виконання практичних робіт, обов’язкового домашнього завдання та курсової роботи з дисципліни „Внутрішній економічний механізм...
Методичні вказівки до виконання обов\Методичні вказівки щодо виконання практичних робіт, обов’язкового домашнього завдання та курсової роботи
Щодо виконання практичних робіт, обов’язкового домашнього завдання та курсової роботи з дисципліни „Внутрішній економічний механізм...
Методичні вказівки до виконання обов\Методичні вказівки до виконання обов’язкового домашнього завдання
Список літератури
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи