Гидропривод брикетировочного пресса. Расчет и выбор устройств управления. Расчет трубопроводов. Выбор вспомогательного оборудования

Страницы работы

Уважаемые коллеги! Предлагаем вам разработку программного обеспечения под ключ.

Опытные программисты сделают для вас мобильное приложение, нейронную сеть, систему искусственного интеллекта, SaaS-сервис, производственную систему, внедрят или разработают ERP/CRM, запустят стартап.

Сферы - промышленность, ритейл, производственные компании, стартапы, финансы и другие направления.

Языки программирования: Java, PHP, Ruby, C++, .NET, Python, Go, Kotlin, Swift, React Native, Flutter и многие другие.

Всегда на связи. Соблюдаем сроки. Предложим адекватную конкурентную цену.

Заходите к нам на сайт и пишите, с удовольствием вам во всем поможем.

Фрагмент текста работы

Отработанное масло через сливную магистраль возвращается в бак. Для предотвращения проседания плунжера пресса под собственным весом в нерабочее время  , что может привести к появлению воздуха в поршневой полости, служит гидрозамок ГЗ.

II. Специальная часть.

            II.1. Расчет гидроцилиндра.

     При выборе гидроцилиндра определяем нагрузку на его выходном звене с учетом сил инерции.

     Инерционную нагрузку определяем по формуле:

где: m – масса подвижных частей, приведенная к выходному звену                                гидромотора  поступательного действия, КГ;

            τо – время разгона гидромотора до заданной скорости, С;

.

     Пиковая нагрузка составит:

Fn = Fmax + Fu,     H;

где:     Fmax – максимальная нагрузка на выходном звене гидромотора, Н;

                        Fu – инерционная нагрузка на выходном звене гидроцилиндра, Н;

Fn =100·104+0,03·104=100,03·104 H.

После определения пиковой нагрузки задаемся расчетным давлением   Ррм=16 мПа, давлением в сливной линии Pcл = 0,16 мПа, по ГОСТу 12445-80 и определяем  расчетный диаметр поршня гидроцилиндра:


            Принимаем стандартные значения диаметра поршня и штока [1]

Dn = 200мм; Dш = 150 мм;

Давление масла перед гидроцилиндром определяем по формуле:

где:

F – средняя нагрузка на выходном звене гидромотора, Н;

а, в – постоянные параметры гидроцилиндра.

где:     Dn, Dм – диаметры поршня и штока гидроцилиндра, М;

Рсл – давление в сливной гидролинии, Па;

р’ – давление на контактную поверхность возникающее при монтажном сжатии усов манжеты из полихлорвинила, р’ = 0,5 МПа;    

f – коэффициент трения при обильной смазке, f = 0,03.

bn, bш – ширина манжет поршня и штока, М;

bn = 10 мм } приложение 1 стр. 57[2].

bш = 10 мм}

Определяем максимальное давление перед гидромотором, Па;

             

Расход масла на гидроцилиндре при выталкивании:

где: ήом – объемный КПД цилиндра уплотненного V образными манжетами принимаем равным 1:

   

II.2. Расчет и выбор устройств управления.

Расход и давление на гидрораспределителе:

Qp = Qм;     Qp = 48/,6 л/мин.;       Qp max = 62,4 л/мин;

Рр = Рм;       Рр = 6,43 МПа;         Рр max = 9,63 МПа.

В качестве распределителя принимаем гидрораспределитель 14Г74-24 с электроуправлением ТУ 2-053-1436-79 таблица 4.4 стр. 78 [3], с характеристиками:

Dy = 20 мм;             Рkр= 20Мпа;             Qкр = 70 л/мин.     

стр. 76 [3]  ∆Qкр = 200 см3/мин = 0,2 л/мин;    

стр. 77 рис. 4.3.    ∆Pкр = 0,3 МПа;

Утечки при рабочих давлениях:

Падение давления при рабочих расходах:

                      

Давление и расход предохранительным клапаном:

Ркп = Рм +  ∆Рр,  МПа;

Ркп = 6,43 + 0,14 = 6,57 МПа:

Ркп max = 9,63 + 0,03 = 9,93  МПа;

Qкп = Qм + DQp, л/мин;

Qкп = 48,6 + 0,064 = 48,664 л/мин;

Qкп  max = 62,4 + 0,096 = 62,496 л/мин;

По таблице 5.6. стр. 131 [3] принимаем предохранительный клапан КПЕ-20 ТУ2-053-1748-85, нормально закрытый с характеристиками:

Dy = 20 мм;     Рккп = 32 МПа;     Qккп = 40 л/мин;

Qккп max = 63 л/мин;  Qккп min = 8 л/мин;   DQккп = 400 см3/мин = 0,4 л/мин.

Рабочие утечки через клапан:


II.3. Расчет трубопроводов.

Принимаем металлические трубы круглого сечения. Для определения диаметров задаемся максимальными скоростями течения масла в напорной линии  U= 4м/с, в сливной U = 2 м/с, во всасывающей  U = 1,2 м/с.

Расчетный диаметр трубы:

Диаметры трубопроводов на нагнетании и сливе принимаем одинаковыми с внутренним диаметром.

      Dтн = Dтсл = 20 мм;     Dтвс = 25 мм; табл. 76.

Тогда действительные скорости течения масла в трубах:

            Числа Рейнольдса и коэффициенты гидравлического трения для:

V = 30 мм2/с = 3 ●10-5 м2 /с– вязкость масла; 

Т.к. числа Рейнольдса Re < 2000, то коэффициент трения рассчитывается по  

формуле:

 

Потери давления в трубах определяем по формуле:

 где:      ρ= 890 кг/м3  - плотность масла.  

Потери давления в нагнетательной и сливной гидролинии:

II.4. Выбор вспомогательного оборудования.

Давление и расход на обратном клапане:

Рко = Рм + D Рм,  МПа;

Qко = Qм + D Qp +  DQ кп,   л/мин

Рко = 6,43 + 0,14 = 6,57 МПа;

Рко max = 9,63 + 0,3 = 9,93 МПа;

Qко = 48,64 + 0,084 + 0,08 = 48,764 л/мин;

Qко max = 62,4 + 0,096 + 0,12 = 62,616 л/мин;

По таблице 4.9. стр. 109 [3] принимаем обратный клапан Г 51-24 ТУ2-053-1649-83 с характеристиками:

Dy = 20 мм; Qкко = 70  л/мин ; ∆Qкп = 0,008 л/мин ;

Ркко = 20 МПа;   ∆Pкок = 0,2 МПа;

Потери давления на обратном клапане:

Давление и расход на фильтре:

Рф = Рм +  DРр + D Рко,  МПа;

Qф = Qм +D Qp + D Qкп  ,  л/мин  ;

Рф =6,43 + 0,14 + 0,139 = 6,709 МПа;

Рф max = 9,63 + 0,3 + 0,179 = 10,109 МПа;

Qф =48,6 + 0,084 + 0,08  = 48,764 л/мин  ;

Qф max = Qко max = 62,616 л/мин .

По таблице 8.10 стр. 305 [3] принимаем напорный фильтр ФП7 -ГОСТ

16026-80 , с характеристиками:

Dy = 20 мм; тонкость фильтрации 25 мкм;

     Qфк = 63 л/мин ;     ∆ Pфк = 0,11 МПа;    Рфк = 20 МПа;

Потери давления на фильтре:

Вместимость бака принимаем равной трехминутной производительности насоса:                                  Wpб = 3  ●Qн = 3  ● 64 = 189 л;

Принимаем стандартное значение емкости бака:

Wб = 200 л .

II.5. Расчет и выбор насоса и электродвигателя.

Давление и подача за насосом:

Рн = Рм +  ΔРр + ΔРко + Δ Рф +  ΔРн,  МПа;

Qн = Qм + ∆ Qр + ∆Qкп ,  л/мин ;

Рн = 6,43 + 0,14 + 0,139 + 0,085 + 0,05 = 6,844 МПа;

Рн max = 9,63 + 0,3 + 0,179 + 0,109 + 0,05 = 10,268 МПа;

Qн = 48,6 + 0,084 + 0,08  = 48,764 л/мин;

Qн max = 62,4 + 0,096 + 0,12 = 62,616 л/мин.

По таблице 33 стр. 39 [1] принимаем аксиально-поршневой насос НАР-74-35/250 с характеристиками:

qкн = 63 см3 = 63 ●10-6 м3;   Ркн = 20 МПа; Ркн max=32 МПа

ωнк= 1500 об/мин   = 157,1 рад/с;

ήкно = 0,93;   ήкн = 0,87;

Jн =0,018 кг/м2 ;     0,1< eн>1;

Принимаем скорость вращения вала насоса:          ωн = 1500   об/мин ;

Объемный КПД насоса определяем по формуле:

Полный КПД насоса:

Мощность на валу насоса:

Рнр = Рн + D Pтвс = 6,844 + 0,0068 = 6,851;

.

Момент на валу насоса:

По таблице 3 стр. 60 [2] принимаем асинхронный электродвигатель 4А160S4У3 с  характеристиками:

Nкэ = 15 кВm;   ωкэc = 1500   об/мин  = 157,1 рад/с  ;

Sк = 2,3%;   Sккр = 16 % ;   .

Jкэ =  0,16 кг ● м2

где:     ωэс – синхронная угловая  скорость ротора электродвигателя рад/с ;

Sккр– критическое скольжение электродвигателя.

Мкэ max = 2,3 ● Мкэ, Н.м;

где:      Мэ – момент на валу электродвигателя, Н.м ;

Мкэ max = 2,3 ● 97 = 224,7 Н.м;

Т.к. Nкэ > Nвн max и Мкэ > Mвн max -  выбранный электродвигатель удовлетворяет

условиям работоспособности.

Уточняем действительное скольжение электродвигателя:

Уточняем скорость вращения вала насоса:

ωн = ωэс ● (1 – S) = 157,1 ● (1 – 0,26) = 116,3 рад/c ;

Т.к. регулирование осуществляется изменением рабочего объема насоса:

Действительная производительность и мощность насоса:

III. Расчет статических характеристик.

КПД гидропередачи определяем по формуле:

ή =  ή м  ● ή с ● ή н ;

 где:          ή м – КПД гидроцилиндра;

Определим параметры холостого хода:

Fx = (Рмосл) ● F ● (1 – ήм) = (6,43-0,16) ● 106 ● 31,4●10-3(1-0,92)=15,75 кH;

Рмx = DРмx + Pсл = 0,545 + 0,16 = 0,705 МПа;

Pнх = Рмx + DРтн + DРр =0,705 + 0,05 + 0,14 = 0,895 МПа;

Удельные утечки

∑ауi = аур + аукп+ аун;

∑ауj = (0,165 + 0,335 + 5,52) ●10-12 = 6,02 ● 10-12 м3/cПа = 0,602 ● 10-11;

Скорость движения штока при холостом ходе и eн = 0,7 = Сonst;

Vx =  1/Fн ● [Qнх – Рнх ● (ар + акп )];

Vx = 1/34,4● 10-3 ● [8,1●10-4-0,895 ●106●(0,5 + 0,335 ● 10-12)]=0,0258 м/с;

по точкам: V = 0,025 м/с  при F = 40 ●104 H;

                     V = 0,0258 м/с  при F = 0;

Строим механическую характеристику V = f(F) при eн = 0,7 = Const (см. графическую часть).

Для построения скоростной характеристики определяем:

eн0 при V = 0  и F = 40 ●104 H = Const

Зона  нечувствительности  при  V=0:

eно = 0,0012● 10-3/0,038 =0,032;

по точкам:                                V = 0,0258 м /с   при  eн = 0,7;

V = 0  при  eно = 0,032;

Строим скоростную характеристику:     V = f(eн) при  F = 40●104 H = Const(см. графическую часть).

IV. Расчет динамических характеристик

Составим дифференциальные уравнения описывающие поведение гидропривода     в динамике в безразмерном виде.

где:               

Уравнение описывающее асинхронный двигатель:

где:

где:

Уравнение нагрузки гидромотора поступательного действия:

где:                        

 

Уравнение, описывающее движение жидкости в системе:

где:

En = 1858;

В численном виде уравнения примут вид:

Fc = 1 при t < 0                             Fc > 1,2 при  t > 0

Т.к. при t = 0 в статике производные равны нулю, определим начальные условия:

Рн = 0,995 ●Fc + 0,009 = 0,995 ●1 + 0,009 = 1,055;

Mэ = 1●Рn - 0 = 1,055 ●1 - 0 = 1,055;

;

;

Параметр характеризующий:  

Fc(t) =  1 при  t < 0 ;        F=Fmax    при t > 0.

Из построенных динамических характеристик видно, что время перехода

Похожие материалы

Информация о работе

Уважаемые коллеги! Предлагаем вам разработку программного обеспечения под ключ.

Опытные программисты сделают для вас мобильное приложение, нейронную сеть, систему искусственного интеллекта, SaaS-сервис, производственную систему, внедрят или разработают ERP/CRM, запустят стартап.

Сферы - промышленность, ритейл, производственные компании, стартапы, финансы и другие направления.

Языки программирования: Java, PHP, Ruby, C++, .NET, Python, Go, Kotlin, Swift, React Native, Flutter и многие другие.

Всегда на связи. Соблюдаем сроки. Предложим адекватную конкурентную цену.

Заходите к нам на сайт и пишите, с удовольствием вам во всем поможем.