Расчет гидросистемы с гидроцилиндром (поршень гидроцилиндра имеет диаметр – 60 мм и ход – 500 мм)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ                      

РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

ГОМЕЛЬСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

им. П.О. Сухого

Кафедра «Гидропневмоавтоматика»

Пояснительная записка

к курсовому проекту на тему:

По курсу: «Механика жидкостей и газов».

                         Выполнила студентка гр. НР-32

                                                 Лещинская Д.С.    

                                                 Принял преподаватель

                                                 Шульга Л. И.                  

ГОМЕЛЬ 2000

СОДЕРЖАНИЕ

Содержание...................................................................................

1. Описание задания........................................................................

2. Описание гидросхемы.................................................................

3. Расчёт физических параметров жидкости..............................

4. Гидравлический расчет гидросхемы........................................

4.1.  Порядок проведения расчетов................................................

4.1.1.  Определение необходимых диаметров и толщин стенок соединительных трубопроводов.......................................

4.1.2.  Определение настроенного давления предохранительного клапана Р_н Мощности насоса N_н, подачи Q_н.............

4.1.3.  Определение изменения скорости поршня в гидроцилиндре и давления в обеих его полостях при F = 0.7×F_m..........

4.1.4.  Расчёт зависимости скорости поршня  в гидроцилиндре от положения золотника в дросселе х при F = 0.7×F_m....................

4.1.5.  Расчёт гидроудара в гидросистеме........

4.1.6.  Расчёт изменения скорости поршня и давления в полостях гидроцилиндра при F = 0................................................

1. Описание задания

Гидросистема содержит силовой гидроцилиндр ГЦ, нерегулируемый насос постоянной производительности Н, трёхпозиционный золотниковый распределитель ЗР, регулируемый гидродроссель Др, предохранительный клапан ПК, гидробак ГБ (рис. 1).

Поршень гидроцилиндра имеет диаметр d_п = 60 мм и ход S = 500 мм. Диаметр штока d_ш = 42 мм. Механический КПД гидроцилиндра h_м = 0,9. Максимальная нагрузка силового гидроцилиндра F_m = 28 кН. Заданная максимальная скорость движения поршня v_п = 20 ^см/_с . Приведённая к поршню масса подвижных частей вместе с внешней нагрузкой М_п = 70 кг.

Для управления скоростью движения поршня используется регулируемый гидродроссель золотникового типа. Диаметр золотника d_з 12 мм. Максимальное открытие дросселя х₀ = 0,2×d_з. Коэффициент гидравлического сопротивления гидродросселя x_др = 3,1.

Открытие и закрытие окон золотникового гидрораспределителя осуществляется равномерно в течении 0,06 с. Коэффициент гидравлического сопротивления канала золотникового распределителя x_зр = 3,2.

Для защиты гидросистемы от повышенных давлений и перепуска в гидробак избытка рабочей жидкости на выходе из насоса установлен предохранительный клапан, характеристика которого выражается уравнением:

где Q_н - производительность (подача) насоса; Q_к - расход рабочей жидкости через клапан; P_н - давление, на которое настроен клапан (соответствует началу открытия клапана); - перепад давлений в клапане.

Система заполнена маслом И - 20, в котором содержится (при атмосферном давлении и температуре 20 ⁰С) у = 0,14 % по объёму нерастворённого воздуха. Рабочая температура - 60⁰С.

Соединительные магистрали предлагается выполнить из дюралюминиевых труб ГОСТ 18475-73 (Д16). Длина участков (в - г) и (д - е) - 14 м; (а - в) - 1 м; (ж - з) – 1,4 м.

1.  Определить необходимые диаметры и толщину стенок соединительных трубопроводов. Подобрать трубы соединительных магистралей по ГОСТ 18475-73. Подобрать необходимый условный проход золотникового гидрораспределителя по ГОСТ 18475-73.

2.  Определить давление Р_н , на которое необходимо настроить предохранительный клапан, чтобы обеспечить движение поршня в гидроцилиндре с заданной максимальной скоростью v_п при максимальной нагрузке F_т . Какими при этом должны быть подача Q_н и мощность N_н насоса.

3.  Рассчитать и построить график зависимости скорости поршня в гидроцилиндре от положения золотника в дросселе х, изменяемого в процессе регулирования (), при максимальной нагрузке F_m.

4.  Определить и проиллюстрировать графически изменение скорости поршня в гидроцилиндре и давления в обеих его полостях с течением времени при постоянной нагрузке F = 0,7×F_m после переключения гидрораспределителя в положение I (гидродроссель полностью закрыт). Определить время полного перемещения поршня.

5.  Определить и проиллюстрировать графически изменение скорости поршня и давления в обеих полостях гидроцилиндра с течением времени после переключения гидрораспределителя из позиции II в позицию III. Шток полностью разгружен (F = 0). Определить время полного перемещения поршня. Начальные условия: а) поршень в крайнем правом положении; б) давление в обеих полостях гидроцилиндра равно нулю; в) гидродроссель полностью закрыт.

6.  Определить величину максимального повышения давления в напорной магистрали при мгновенном прекращении движения поршня, движущегося с максимальной скоростью v_п.

Схема гидролинии

Исходные данные: