Приспособление для крепления пружин. Расчет гидравлической системы пресса. Скорость перемещения поршня

Принцип действия объемного гидропровода основан на практической не сжимаемости капельной жидкости и передаче давления по закону Паскаля.

Два цилиндра 1 и 2 заполнены жидкостью и соединены трубопроводом. Поршень цилиндра 1 под действием силы F₁ перемещается вниз, вытесняя жидкость из цилиндра 1 в цилиндр 2. Если пренебречь потерями давления в системе, то по закону Паскаля давление в цилиндрах 1 и 2 будет одинаково:

,                                                       (1)

где S₁ и S₂ − площади поршней цилиндров 1 и 2 .

F₁ и F₂ − усилие создаваемое на цилиндры 1 и 2.

Учитывая практическую не сжимаемость жидкости, имеем:

,                                         (2)

Так как величина S₁ V₁ является расходом жидкости Q, то условие передачи энергии можно записать в виде:

,                                                  (3)

где pQ  − мощность потока жидкости;

F₁V₁ и F₂V₂  − мощность, развиваемая поршнями цилиндров 1 и 2.

а)  расчет гидроцилиндра

Бес учета потерь усилие, развиваемое гидроцилиндром, определяется из соотношения:

,                                                         (4)

где p − давление, развиваемое в напорной магистрали;

S_э − эффективная площадь поршня со стороны нагнетания.

Преобразовав формулу (4) определим S_э

.

Определяем скорость перемещения поршня

 ,                                                    (5)

.

КПД гидроцилиндра в основном зависит от механических потерь на трение

,                                                      (6)

где F_т − сила трения, кН, F_т = 7 кН.

.

Толщину стенок корпуса гидроцилиндра определяется из выражения:

,                                              (7)

где − допускаемое напряжение растяжения материала корпуса, МПа, = 100-120 МПа;

Р_у − расчетное давление, МПа;

Р_у = 1,2р = 1,2 ∙ 25 ∙ 10⁶ = 30 ∙ 10⁶ МПа;

R_о − внутренний радиус корпуса, м, R_о = 0,025 м.

.

Толщина плоского дна корпуса гидроцилиндра

,                                                  (8)

.

б)  гидродроссель

Расход жидкости через линейный дроссель, Q, л/с,  определяется по закону Пуазеля:

,                                                   (9)

где l и d − соответственно длина и диаметр канала, м, l = 0,06 м;

υ − коэффициент кинематической вязкости жидкости, υ = 0,21;

γ − удельный вес жидкости, γ = 890;

∆p  − перепад давлений в подводимых и отводимых потоках, МПа, ∆p =  0,8 ∙ 10⁶ МПа.

.

в)  гидролиния

Диаметр труб гидролинии определяется экономически приемлемыми и технологически обоснованными скоростями рабочей жидкости.

Внутренний диаметр трубок определяется по формуле:

,                                                   (10)

где V − скорость движения рабочей жидкости, м/с, V = 6 м/с.

.

По сортаменту принимаем d_р = 12,8 мм.

Потери напора по длине,, м,  определим по формуле

,                                                 (11)

где  – коэффициент сопротивления по длине;

l – длина гидролинии, м; l = 1,5 м;

g – ускорение свободного падения, м/с^2; g = 9,8 м/с².

Коэффициент сопротивления по длине определяем, зная число Рейнольдса:

,                                                      (12)

.

,                                                     (13)

.

Подставив значения в формулу (11), получим:

.

Коэффициенты местных потерь:

плавное колено под углом 90⁰ − ξ = 0,12−0,15;

расширение перед входом в гидроцилиндр ξ = 2;

для отводимого потока ξ = 0,9 − 1,2.

Потери напора в местных сопротивлениях, , м, определим по формуле:

,                                             (14)

.

Расчет труб на прочность сводим к определению толщины стенок, δ, м

,                                                 (15)

где p − максимальное давление жидкости, МПа;

σ_д − допустимое напряжение материала трубы, МПа,                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               

 σ_д = 400∙10⁶ МПа. 

.

По сортаменту принимаем, для стальной трубы  δ= 0,8 мм.

6 ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗРАБОТАННОГО ОБОРУДОВАНИЯ (ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СЕБЕСТОИМОСТИ РЕМОНТА РЕССОРНОГО ПОДВЕШИВАНИЯ, СРОКА ОКУПАЕМОСТИ РАЗРАБОТАННОГО ОБОРУДОВАНИЯ)

Себестоимость ремонта секций холодильника, руб., определим по формуле:

,                                             (16)

где З_о – затраты, связанные с оплатой производственных рабочих, руб.;

З_д – затраты, связанные с оплатой труда вспомогательных рабочих, руб.;

М – затраты на материалы, руб.;

О  – отчисления в различные фонды, руб.;

Н  – накладные расходы, руб.

,                                          (17)

где  Ч_яв – явочное количество рабочих, занятых на выполнение  данной работы, чел.;

q_рем  – трудоёмкость ремонта рессорного подвешивания, чел∙ч/секц.; для ТР-3 тепловоза 2ТЭ10У,  q_рем = 107 чел∙ч/секц.;

t_ч – часовая тарифная ставка, руб./ч;

к  –  коэффициент учитывающий доплаты производственных рабочих, принимаем к = 1,2;

,                                                (18)

где Ф_год – календарный фонд рабочего времени, Ф_год = 2015 ч;

М_рем  – программа ремонта, принимаем М_рем = 20 лок.

Тогда

 чел.

,                                                       (19)

где Ф_мес – месячная тарифная ставка производственных рабочих, принимаем Ф_мес = 168,1 ч.;

Т_мес –  месячная тарифная ставка,

 ,                                              (20)

где – тарифная ставка 1-го разряда, = 77837 руб.;

k_ср – тарифный коэффициент среднего разряда, средний разряд по отделению 4,3, тогда:

,

Тогда                                

.

  руб./ч.

 руб.

Принимаем

З_д = 0,09 З_о ;                                                 (21)

Тогда

З_д = 0,09 · 529650 = 47670 руб.

М = 1,8 З_{о ,}                                                       (22)

Отсюда

М = 1,8 · 529650 = 953370 руб.,

О = 0,4 (З_о + З_д) ;                                              (23)

Тогда

О = 0,4 · (529650 + 47670) = 230930руб.;

Н = 2,05 (З_о + З_д) ;                                            (24)

Н = 2,05 · (529650 + 47670) = 1183510 руб.;

С = 529650 + 47670 + 953370 + 230930 + 1183510 = 2945130 руб.

После применения модернизации в производственном процессе, трудоемкость работ по ремонту рессорного подвешивания уменьшилась. Произведём те же расчеты, но с учётом уменьшения трудоемкости, т. е., при         q_рем = 97 чел∙ч/секц.

Найдём себестоимость ремонта с учётом изменения расходов

,                                              (25)

Результаты расчетов представим в таблице 2

Таблица 2 − Себестоимость ремонта с учётом изменения расходов