1. Завдання L1=0,3м; L2=0,5 м; G =1200H;
Q,хв=0,5; Qy,хв=10;

2.Циколограма роботи гідроприводу.
/
Тривалість одного такту 150 секунд
Тривалість циклу 600 секунд
1-ий такт гідроциліндр 1 здійснює прямий хід, гідроциліндр 2 нерухомий.
2- ий такт гідроциліндр 1 нерухомий, а гідроциліндр 2 здійснює прямий хід.
3- ий такт гідроциліндр 1 зворотній хід, а гідроциліндр 2 нерухомий.
4 – ий такт гідроциліндр 1 нерухомий, а гідроциліндр 2 здійснює зворотній хід.
Тривалість прямого і зворотного ходу для кожного з циліндрів – 75 секунд.
3 Вибір законів руху для вихідної ланки гідродвигунів , згідно з розробленої
Циклограми.
Гідроциліндр 1:
Довжина переміщення

L2 – довжина переміщуваної деталі
Ln - довжина перебігу, Ln = 0,03м
Li -довжина інтервалу між деиалями Li = 0,1м
L1 = 0,3+0,03+ 0,1=0,43
Оскільки перший гідроциліндр здійснює переміщення деталей, то для запобігання значним інерційним зусиллям необхідно обмежити максимальну швидкість. Тому для нього приймаємо трапецієдальний закон руху. Тривалість такту 45 сек. Час розгону і гальмування 10 сек, Час руху 25 Швидкість V=0,0084 м/с . Прискорення розгону і гальмування a=0,00037 м/с2./
Гідроциліндр 2.
Для нього приймаємо трикутний закон руху
L2 = L1 = 0,5 м
Швидкість V=0,0107м/с, прискорення розгону і гальмування a=0,0003 м/с2/
4 Розрахунок зусилля для кожного такту циклограми.
Зусилля яке повинен передавати гідроциліндр у пристрій при прямолінійному русі:
F=Fкор + Fін + G + Fтр
де F - зусилля, яке повинен розвивати гідроциліндр (F=Fц);
Fкор - зусилля, яке витрачається на технологічну дію (наприклад, зусилля різання);
Fін - сила інерції рухомих мас;
G - вага рухомих елементів (враховується лише при вертикальному переміщенні);
Fтр - сумарна сила тертя
Гідроциліндр 1.
Fтр = fG
G –вага деталі
f-коефіцієнт тертя 0,15
Маса деталі m=Vq=120 кг
Вага деталі G=1200 Н.
Сумарна сила тертя для 5 деталей
Fтр =0,1512005=900 Н
Fін =????5=0,000561205=0,336 Н.
F = Fтр + Fін =90+0,336=90,336 Н.
Гідроциліндр 2
Маса пристрою який переміщає гідроциліндр 2 складає приблизно 100 кг.
m = 145 кг, тоді
G=mg=145 9,81=1422 Н
Fтр =0,15882,95=106 Н
Fін=????5=0,00056905=0,252 Н
F = Fтр + Fін =106+0,252=106.252 Н
5 Розроблення принципової схеми гідроприводу.
В циклі роботи гідроприводу виникає необхідність регулювання швидкості вихідної ланки гідродвигуна, тобто потрібно передбачити встановлення і регулювання швидкості. Для цього використовують дросельне регулювання, Дроселі встановлені на вході клапана гідроциліндра, а паралельно до них встановлені зворотні клапани .
/
В принципову схему входять елементи:
1Гідронасос;
2 Гідророзподілювачі;
3 Гідроциліндр;
4 Дроселі;
5 запобіжний клапан;
7 редукційний клапан;
8 Пневмогідроакамулятор;
9 Фільр;
10 Гідробак;
6 Вибір номінального тиску гідропривода.
Згідно рекомендацій приймаємо PH = 6,3 МПа.
7 Вибір робочої рідини
Вибираємо згідно зазначеного тиску який ми вибрали у попередньому розділі.
Отже вибираємо Олію індустріальну И 40А з кінематичною в’язкістю (0,35...0,45)104 м2/с.
8 Вибір гідро двигунів.
Одноштоковий гідроциліндр.
Через нерівність активної площі поршня з безштокової та штокової сторони зусилля на штоку циліндра та його швидкість при прямому та зворотному ходах різна
Зусилля (Fпр ) та швидкість (v пр ) штока циліндра при прямому ході :

К зап - коефіцієнт запасу (К зап =1,15...1,25);
Р - підведений до входу у гідродвигун тиск.
S 1 ,S 2 - площа поршня з безштокової та штокової сторони

h - к.к.д. гідроциліндра;
Q - витрати робочої рідини гідроциліндра (л/хв);
зусилля (Fзв ) та швидкість (vзв )
штока циліндра при зворотному ході :
;
Гідроциліндр 1
=1,3=19,2 мм
Приймаємо що діаметр поршня D=25мм, а штока d=10 мм.
Q1=V1прS1=0.0084
3.14
25
2
4
=4,12 л/хв
Гідроциліндр 2
=1,3=27 мм
Приймаємо що діаметр поршня D=32мм, а штока d=10 мм.
Q1=V1прS1=0, 0107
3.14
32
2
4
=8,6 л/хв
9. Визначення витрат робочої рідини у гідроприводі
Розрахунок витрат робочої рідини під тиском здійснюється за визначеними раніше значеннями витрат двигунів (Q дв ), з урахуванням об'ємних втрат у гідроапаратах, які розташовані від насоса до двигуна, для визначення продуктивності гідронасосу Q н ).за виразом
Q н =(Q дв + Q вт ) max - у випадку, коли гідродвигуни одночасно не працюють і
Q н =(Q дв + Q вт )+(Q дв + Q вт ) - коли хоча б в одному такті працюють одночасно;
де (Q дв +Q вт ) max - найбільше значення об'ємних витрат одного з гідродвигунів, враховуючи сумарні об’ємні втрати в гідродвигуні та гідроапаратах (Q вт ).
Q вт =Q вт.дв + Q вт.ап ;
де Q вт.дв - об'ємні втрати в гідродвигуні, вказуються у технічній характеристиці фірмою - виготівником, або визначаються
Q вт.дв =k вт Р;
Q вт.дв =0,04 6,3=0,252 см3/с.
де k вт - коефіцієнт об'ємних втрат, для гідроциліндра
k вт =0,034...0,05 см3/с.
Q вт ап.-обємні витрати в гідроапаратах
Q вт ап.= 0,0176,510=1,07 см3/л
Q вт=1,07+0,252=1,323 л/хв.
Обємні витрати на зливі визначаються:
S,V активна площа та швидкість елементу гідро двигуна при переміщенні якого здійснюється об’єм робочої камери витісняється на злив
Гідроциліндр 1
При прямому ході:
Qпр=
??(
??
2
???
2
)
4
??=
3.14(
25
2
?10
2
)
4
0,0084=3,46 л/хв
При зворотньому ході:
Qзв=
??
??
2
4
??=
3,14
25
2
4
0,0084=4,1 л/хв
Гідроциліндр 2
При прямому ході:
Qпр=
??(
??
2
???
2
)
4
??=
3.14(
32
2
?10
2
)
4
0,0107=7,76 л/хв
При зворотньому ході:
Qзв=
??
??
2
4
??=
3,14
32
2
4
0,0107=8,6 л/хв
Побудуємо витратну характеристику, на які зобразимо витрати робочої рідини на протязі кожного такту у продовж усього циклу.
Такт 1 Qпр=3,46 л/хв
Такт 2 Qпр=7,76 л/хв
Такт 3 Qзв=4,12 л/хв
Такт 4 Qзв=8,6 л/хв
Витратна характеристика:
/
10.Визначення діаметрів нагнітального та зливного трубопроводів

де Q max - максимальні витрати робочої рідини в циклі роботи автоматизованого обладнання, визначаються за витратною характеристикою (м 3 /c);
Vр - рекомендована швидкість переміщення робочої рідини (м/с).
Вибираємо із таблиці значення рекомендовані:
У нагнітальному Vр=3,2
У зливному Vр 1,5-2,5
Qmax=0,0000252 м3/с максимальні витрати робочої рідини в циклі
=3,8мм
Визначений діаметр трубопроводу округлюють до найближчого з нормалізованого ряду: 4, 6, 8, 10, 13, 15, 20, 25 мм.
Отже діаметр буде дорівнювати 4 мм.
Визначаємо фактичні значення швидкості руху робочої рідини
Такт 1
=
434,6
3,14
4
2
=2,7
Такт 2
=
477,6
3,14
4
2
=6,1
Такт 3
=
441,2
3,14
4
2
=3,2
Такт 4
=
486
3,14
4
2
=6,8
Такт
1
2
3
4

Vp
2,7
6,1
3,2
6,8


11 Вибір гідроапаратів
Приймаємо гідроциліндри з односторонніми штоками по ОСТ2Г1-1-73
Розподілювачі типу ВС (ГОСТ 24679-81), двопозиційні, двоканальні, золотникового типу
Зворотні клапани типу Г-51-81(ТХ2-053-1649-83Е).
Діаметр умовного проходу – 8 мм
Розхід масла 16л/хв
Номінальний тиск 6,3 МПа
Мінімальний тиск 0,25 МПа
Втрати масла при номінальному тиску не більше – 0,08 см3/хв.
Маса 1,2 кг
Дроселі типу ПГ77-12(ТХ27-20-2205-72)
Діаметр умовного проходу 10мм
Розхід масла максимальний 20 л/хв., мінімальний 0,06 л/хв.
Номінальний тиск 6,3 МПа
Перепад тиску 0,25 Мпа
Втрати масла через повністю закритий дросель , не менше – 50 см3/хв.
Маса 4 кг
Фільтр зливний типу ФС
Номінальні втрати 25л/хв.
Номінальна точність фільтрації 25
Діаметр умовного проходу 20 мм
Маса 1,9 кг
12 Визначення втрат тиску в трубопроводах та гідроапаратах.
При переміщенні робочої рідини від гідронасосу до гідродвигуна в результаті переборення сил тертя відбуваються втрати тиску. Для забезпечення заданого значення тиску на вході у гідродвигун гідронасос повинен компенсувати втрати, тобто тиск на виході гідронасоса має перевищувати заданий тиск на величину втрат. Втрати тиску відбуваються у гідроапаратах та трубопроводі. Тиск на виході гідронасоса визначається за виразом
Р н =Р дв +Р вт.тр + S Р вт.ап + S Р місц
де Р дв - тиск робочої рідини, який необхідно подати на гідродвигуна;
Рвт.тр - втрати тиску робочої рідини при переміщенні її по трубопорводу;
Р вт.ап - втрати тиску робочої рідини при переміщенні її через гідроапарат.
Р місц - місцеві втрати тиску робочої рідини на згинах та при зміні прохідного січення трубопроводів (у даній роботі нехтуємо).
Для визначення втрат тиску в трубопроводах необхідно визначити режим протікання рідини за числом Рейнольдса ( Re )

де Q max - максимальні витрати робочої рідини через трубопровід, (л/хв);
d тр - діаметр трубопроводу, (мм );
- в’язкість робочої рідини, ( 25 мм2 /с).
Якщо Re <2300 - режим протікання рідини ламінарний, якщо Re>2300 - турбулентний.
Re=212000
8,6
425
=1823
Отже режим протікання ламінарний тому рахуємо за формулою

Де L довжина трубопроводу і дорівнює 3 м
=1,56 МПа
Втрати тиску в гідроапаратах вказуються у його технічній характеристиці, або визначаються
Р вт.ап =0,03Р=1,560,03=0,046 Мпа
Тоді
P=6,3+1,56+0,046=8,97 МПа
Будуємо витратну характеристику
/
13 Визначення ККД гідроприводу
ККД є показником ефективності роботи гідроприводу, характеризує степінь його оптимальності, і визначається за виразом який визначає відношення суми добутку витрат, тиску робочої рідини та тривалості всіх прямих та зворотних ходів всіх гідро Q н p н t циклу двигунів на протязі циклу до аналогічного добутку параметрів гідронасоса, який працює на протязі всієї тривалості циклу (t циклу ).
.
Qдв – витрати гідро двигуна
Pдв- тиск робочої рідини
Tдв – тривалість усіх тактів
Qн – витрати рідини гідронасосу
Рн – тиск на виходи гідронасосу
Tциклу –тривалість циклу
?=
3,466,30,75+7,766,30,75+4,126,30,75+66,30,75
7,173
=0,69=69%
14 Вибір гідроакумулятора
Гідроакумулятор встановлюється в гідросистему у випадках коли необхідно:
- забезпечити швидке переміщення або обертання вихідної ланки гідродвигуна під час холостих ходів, тобто, створити на певний заданий час витрати робочої рідини більші ніж продуктивність гідронасоса;
- забезпечити компенсацію втрат робочої рідини через ущільнення при вимкненому або відлученому гідронасосі від гідродвигуна, для збереження у ньому необхідної величини тиску;
- здійснити погашення гідравлічних ударів та коливань тиску, які виникають при зупинках, переключеннях та змінах навантаження ;
- виконати функцію реле часу (у поєднанні з дроселем).
Вибір гідроакумулятора здійснюється за корисним об'ємом який визначається з витратною характеристики .
Номінальний об'єм гідроакумулятора повинен перевищувати рівні між собою об'єми зарядки та розрядки у продовж усього циклу.
При зарядці акумулятора Q a =Q н -Q дв
де Q a - витрати гідроакумулятора, Q н - продуктивність гідронасоса, Qдв - витрати гідродвигуна.
Зарядка акумулятора може відбуватись при умові Qн>Qдв , у протилежному випадку буде відбуватись його розрядка.
При розрядці акумулятора Q a +Q н =Q дв , при умові Q н <Q дв .
При встановленому у гідропривод акумуляторі продуктивність гідронасоса вибирається з витратної характеристики, з умови
V роз = V зар
де V роз - об'єм робочої рідини, який подається з гідроакумулятора у гідросистему при розрядці;
Vроз=(Qi ti -Qн ti )
Vроз=23,2 л
Vзар= 23,2л
Qном=4,12 л/хв
15 Вибір гідронасоса
Вибираємо гідронасос з такими параметрами
Г12-33М
Робочий об’єм, см3 32
Номінальна продуктивність, л/хв. 27,9
Номінальний тиск, МПа 6,3
Потужність, кВт 3,7
К.К.Д. 0,9

Література
В.К. Свешников “Станочние гидроприводи”
Методичні вказівки до виконання курсової роботи
З дисципліни “Гідропневмоавтоматика”
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА"
ПРОЕКТУВАННЯ ГІДРОПРИВОДУ
АВТОМАТИЗОВАНОГО ОБЛАДНАННЯ
Варіант 10.1
Виконав:
Ст. гр. КГТ-31
Мазурик Я. М.
Прийняв:
Гаврильченко О.В.
Львів 2013