Разработка следящего гидропривода

РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ СЛЕДЯЩЕГО ГИДРОПРИВОДА

8

9

6

4

5

3

1

2

А

Г

Б

В

7

6

Рисунок 1. 2 - Функциональная схема следящего гидропривода с дросселем, установленным на выходе из исполнительного органа

1 - насос с нерегулируемым рабочим объемом; 2 - приводной электродвигатель; 3 - предохранительный клапан с пропорциональным электрическим управлением; 4- регулируемый дроссель с пропорциональным электрическим управлением; 5 - гидрораспределитель c электрогидравлическим управлением; 6 - усилитель ( сумматор ); 7 - гидроцилиндр с двухсторонним расположением штоков; 8 - тахогенератор; 9 - передаточный механизм; 11 - преобразователь прямолинейного движения в поворотное.

Дроссель на выходе из исполнительного органа устанавливается в гидроприводах, на исполнительный орган которых действует знакопеременная статическая сила сопротивления. Особенностями конструкций следящих приводов являются применение регуляторов и другой аппаратуры с пропорциональным электрическим управлением, наличие обратных связей. Кроме этого для обеспечения динамической устойчивости следящего электрогидравлического привода используются электрические и гидромеханические корректирующие устройства. Для очистки жидкости применяются фильтры.

Гидроклапан давления предназначен для поддержания заданного давления в трубопроводе.

Гидрораспределитель предназначен для изменения направления жидкости.

Гидравлический замок предназначен для прохода жидкости к исполнительному органу привода при наличии давления нагнетания и запирания жидкости в полостях исполнительного органа при отсутствии давления нагнетания.

Реле давления контролирует уровень давления масла в гидросистеме, подавая электрический сигнал.

Манометры служат для визуального контроля давления.

2 ВЫБОР ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ОРГАНА, РАСЧЁТ ВХОДНЫХ И ВЫХОДНЫХ ПАРАМЕТРОВ

Гидравлический цилиндр выбираем из каталога [3] при соблюдении следующих условий:

где и - соответственно паспортное и заданное значения толкающего номинального усилия на штоке;

и - соответственно паспортное и заданное значения максимального хода штока гидроцилиндра;

и -соответственно паспортное и заданное максимальные значения скорости движения штока.

Выбираем гидроцилиндр с двухсторонним расположением штоков Г22-23, имеющий техническую характеристику:

D=50 мм; d=16 мм; =500 мм; =10500 Н; =1,5 ; =0,95; m=2,8 кг при номинальном давлении .

=10500 Н>=8157 Н;

=1,5 >=0,57 ;

=500 мм>=495 мм.

Для выбранного типоразмера гидроцилиндра определяем расчётные значения необходимого перепада давления и объёмного расхода жидкости на входе в гидроцилиндр и - на выходе.

Эффективные площади поршня:

.

Необходимый перепад давления:

.

Расход жидкости:

,

где - необходимый перепад давления, ;

- давление в нагнетательной полости гидроцилиндра, ;

- давление в сливной полости гидроцилиндра, (при выборе гидроцилиндра предполагается, что );

- диаметр поршня гидроцилиндра, м;

- диаметр штока гидроцилиндра, м;

- механический КПД гидроцилиндра;

и - соответственно объёмные расходы жидкости на входе (в нагнетательном трубопроводе) и на выходе (в сливном трубопроводе) гидроцилиндра,;

Для гидроцилиндра с двухсторонним расположением штоков, если штоки имеют одинаковый диаметр и в кинематической паре «поршень-цилиндр» установлены уплотнения, объёмные расходы жидкости на входе и на выходе из гидроцилиндра одинаковы.

3 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ТРУБОПРОВОДОВ

Гидравлический расчёт трубопроводов заключается в выборе оптимального внутреннего диаметра трубы и в определении потерь давления по длине трубопровода.

Расчётное значение внутреннего диаметра трубы

где Q- расчётный объёмный расход жидкости в трубопроводе,

[]- допускаемая скорость движения жидкости,

- диаметр трубы, м.

Допускаемая скорость движения жидкости в нагнетательном трубопроводе гидропривода выбирается по нормативным данным, изложенным в таблице 3.1 метод. указаний, в зависимости от расчётного перепада давления р на исполнительном органе привода ([]=3м/c). Для сливного трубопровода допускаемая скорость движения жидкости принимается []=2м/с, а для всасывающего- .

.

Из справочной литературы [1] выбираем внутренний диаметр бесшовной холоднодеформируемой трубы так, чтобы действительный внутренний диаметр трубы был равен расчётному значению или больше него, т.е.

Принимаем бесшовные холоднодеформируемые трубы на нагнетательном и сливном трубопроводе:

труба имеющая наружный диаметр 25 мм, толщину стенки 2 мм и внутренний диаметр мм.

Определяем действительную скорость движения жидкости в нагнетательном и сливном трубопроводах:

где Q- объёмный расход жидкости в трубопроводе,

Потеря давления при движении жидкости по нагнетательному трубопроводу (участок АБ) и сливному трубопроводу (участок ВГ) определяется:

где - потеря давления, - коэффициент сопротивления;

- плотность рабочей жидкости, ; - длина участка трубопровода, - внутренний диаметр выбранной трубы,