Устройство и принцип действия гидропривода

Бийский технологический институт (филиал)

Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования

"Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова"

Кафедра ПАХТ

РАСЧЕТНАЯ РАБОТА ПО ГИДРАВЛИКЕ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОБЪЕМНОГО ГИДРОПРИВОДА

РЗ 170104.03.02

Выполнил: студ. гр. ВУАС-01 Тарановский С. Г.

Проверил: доцент каф. ПАХТ Корабельников Д.В.

Бийск 2013

СОДЕРЖАНИЕ:

ВВЕДЕНИЕ.. 3

1 ОБЪЁМНЫЙ ГИДРОПРИВОД.. 4

1.1 Устройство и принцип действия гидропривода. 4

1.1.1 Принципиальные схемы гидроприводов. 4

1.2 Рабочие жидкости. 6

1.3 Объёмные насосы.. 6

1.3.1 Величины, характеризующие рабочий процесс объемных насосов. 7

1.3.2 Поршневые насосы.. 8

1.3.3 Насосы пластинчатые нерегулируемые. 9

1.3.4 Шестеренные гидромашины.. 11

1.4 Гидродвигатели. 11

1.4.1 Гидроцилиндры.. 11

1.4.2 Поворотные гидродвигатели. 12

1.4.3 Гидромоторы.. 13

1.4.4 Гидромоторы аксиально-поршневые типа Г15-2...Н (ГОСТ 21229—75) 14

1.5 Гидроаппаратура. 14

1.5.1 Гидрораспределители. 15

1.5.2 Гидроклапаны.. 16

1.5.3 Гидравлические дроссели. 16

2 ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ГИДРОСИСТЕМ... 17

2.1 Общие принципы построения схемы гидропривода. 17

2.2. Предварительный расчёт гидропривода. 20

2.3 Уточненный расчёт. 22

ЛИТЕРАТУРА: 25

ВВЕДЕНИЕ

В последнее время в связи с интенсивным развитием промышленного производства и широким внедрением в него средств автоматического управления чрезвычайно важно встаёт вопрос, связанный с конструированием гидропривода и его применением в машиностроении и других отраслях промышленности.

Использование гидропривода в станкостроении позволяет упростить кинематику станков, повысить точность, надёжность и уровень автоматизации.

Широкое применение гидроприводов в машиностроении определяется рядом их существенных преимуществ перед другими типами приводов и, прежде всего, получением больших усилий и мощностей при ограниченных размерах гидродвигателей. Гидроприводы обеспечивают широкий диапазон бесступенчатого регулирования скоростей (при условии хорошей плавности движения), возможность работы в динамических режимах с требуемым качеством переходных процессов, защиту системы от перегрузки и точный контроль действующих усилий. С помощью гидроцилиндров удаётся получить прямолинейное движение без кинематических преобразований, а также обеспечить определённое соотношение скоростей прямого и обратного ходов.

В современных станках и гибких производственных системах с высокой степенью автоматизации цикла требуется реализация различных движений. Компактные гидродвигатели легко встроить в станочные механизмы и соединить трубопроводами с насосной установкой, содержащей один или два насоса. Такая система открывает широкие возможности для автоматизации цикла, контроля и оптимизации рабочих процессов, применения копировальных, адаптивных или программных систем управления, легко поддается модернизации, состоит, главным образом, из унифицированных изделий, серийно выпускаемых специальными заводами. К основным преимуществам гидропривода следует также относить повышенную жесткость и долговечность.

Наиболее эффективно применение гидропривода в станках с возвратно-поступательным движением рабочего органа, в высокоавтоматизированных и многоцелевых станках, агрегатных станках и автоматических линиях, гибких производственных системах. Гидроприводами оснащается более трети выпускаемых в мире промышленных роботов.

Гидроприводы обладают серьёзными недостатками, ограничивающими их использование в станкостроении. К таковым относятся: потери на трение и утечки, снижающие КПД привода и вызывающие разогрев жидкости; чувствительность рабочей жидкости к нарушению температурного режима и загрязнению. Это вызывает необходимость применения вспомогательных устройств – теплообменников и фильтров тонкой очистки, что, в свою очередь, повышает стоимость гидроприводов и усложняет их техническое обслуживание.

Однако, при правильном конструировании, изготовлении и эксплуатации гидроприводов их недостатки могут быть сведены к минимуму.

Поэтому в последнее время проблеме разработки гидроприводов для станкостроения и других отраслей промышленности уделяется всё большее внимание.

ОБЪЁМНЫЙ ГИДРОПРИВОД

Устройство и принцип действия гидропривода

Объёмным гидроприводом называется совокупность объёмных гидромашин, гидроаппаратуры, гидролиний и вспомогательных устройств, предназначенных для передачи энергии и преобразования движения посредством жидкости.

Принцип действия объёмного гидропривода основан на малой сжимаемости капельных жидкостей и передаче давления по закону Паскаля. Рассмотрим простейший гидропривод (рисунок 1). Два цилиндра 1 и 2 заполнены жидкостью и соединены между собой трубопроводом. Поршень 1 под действием силы перемещается вниз, вытесняя жидкость в цилиндр 2. Поршень цилиндра 2 при этом перемещается вверх и преодолевает нагрузку .

Рисунок 1 - Схема простейшего гидропривода

Если пренебрегать потерями давления в системе, то по закону Паскаля давление в цилиндрах 1 и 2 будет одинаковым и равным:

,

где - площади поршней цилиндров 1 и 2.

Считая жидкость практически несжимаемой, можно записать:

или .

Мощность, затраченная на перемещение поршня в цилиндре 1, выражается соотношением . Так как величина является расходом жидкости Q, то условие передачи энергии можно представить в виде

,

где pQ - мощность потока жидкости;

- мощность, развиваемая поршнем цилиндра 2, то есть работа выходного звена системы в единицу времени.

В гидроприводах исполнительные механизмы машин получают энергию от её источника посредством потока жидкости. Движущаяся жидкость обладает тремя формами механической энергии: потенциальной энергией положения, потенциальной энергией давления и кинетической энергией. В объёмном гидроприводе потенциальная энергия давления жидкости преобразуется посредством объёмных гидродвигателей в механическую энергию движения выходного звена. Кинетической энергией и потенциальной энергией положения обычно пренебрегают, так как их величина несоразмерно мала по сравнению с энергией давления.