Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО «Московский государственный университет леса»

Институт подготовки специалистов без отрыва от производства

Курсовая работа

по дисциплине «Гидравлика»

Специальность: 151000.62

Выполнил: Корнилов В.В.

Проверил: Шевляков А.А.

Москва 2012 г.

Задание

На Курсовую работу по дисциплине “Гидравлика” для специальности: 150405.65 (170400) “Машины и механизмы лесного комплекса” специализация: “Машины и механизмы деревообрабатывающей промышленности”.

Гидропровод фрезерного станка

В гидроприводе фрезерного станка рабочая жидкость насосом 1 через фильтр 2, регулируемые гидродроссели 4, 5 и 6 и гидрораспределители 7, 8 и 9 подается к гидроцилиндрам 10 и 11, которые осуществляют подачу стола и фрезерной головки, и гидромотору 12, который через редуктор 13 осуществляет вращение фрезы 14. Угол обработки детали 15 определяется соотношением скоростей перемещения стола v₁ и фрезерной головки v₂. Число оборотов фрезы n_фр зависит от числа оборотов гидромотора n_гм и передаточного числа редуктора i.

Определить:

1. Угол обработки детали .

2. Мощность, потребляемую насосом N_н, и его к.п.д. _н.

3. Число оборотов фрезы n_фр.

Задачу решать при следующих исходных данных:

o рабочий объем насоса V_н= 30 см³; частота вращения вала насоса n_н= 1500 об/мин; объемный к.п.д. насоса _он= 0,8 при р = 10,5 МПа; механический к.п.д. насоса _мн= 0,9;

o рабочий объем гидромотора V_гм= 10 см³; коэффициент удельных утечек жидкости в гидромоторе k_огм= 0,01 1/МПа; механический к.п.д. гидромотора _мгм= 0,95; передаточное число редуктора i = 10;

o диаметры поршней гидроцилиндров D₁= 60 мм, D₂= 50 мм, диаметры штоков гидроцилиндров d_шт1= 40 мм, d_шт2= 30 мм, объемные и механические к.п.д. гидроцилиндров _огц1= _огц2= _мгц1= _мгц2= 1,0;

o длины трубопроводов l_тр1= 4 м, l_тр2= 2 м, l_тр3= 2 м, l_тр4= 3 м, l_тр5= 4 м; диаметры трубопроводов d_тр1= 10 мм, d_тр2= 8 мм, d_тр3= 8 мм, d_тр4= 8 мм, d_тр5= 10 мм;

o местные сопротивления фильтра 2, каждого канала гидрораспределителей 7, 8 и 9 при расчете заменить эквивалентными длинами l_эф= 200d_тр1, l_эгр1= 100d_тр2, l_эгр2= 100d_тр3, l_эгр3= 100d_тр4;

o характеристика переливного клапана задана р_{пк min}= 10 МПа при Q_к= 0, р_пк= 12 МПа при Q_к= 400 см³/с;

o плотность рабочей жидкости _ж= 900 кг/м³, вязкость рабочей жидкости _ж = 0,4 см²/с.

Величины площадей проходных сечений и коэффициенты расхода гидродросселей 4, 5 и 6, усилия вдоль штоков гидроцилиндров 10 и 11, момент на фрезе 14 взять из таблицы вариантов к курсовой работе в соответствии с номером варианта, выдаваемого преподавателем.

№ варианта	Sдр1, мм2	Sдр2, мм2	Sдр3, мм2	F1, кН	др1, 1	др2, 1	др3, 1	F2, кН	M, Нм
4	4	3	3	8	0,7	0,65	0,65	12	50

Указание: Задача решается графоаналитическим методом.

Оформленная курсовая работа должна включать в себя:

1. Титульный лист с указанием названия работы, специальности, группы и фамилии студента, фамилии преподавателя.

2. Условие задания, включающее принципиальную схему, исходные данные и вопросы, требующие ответа.

3. Расчетно-графическую часть, в которую входят эквивалентная схема, аналитические расчеты и графические построения, выполненные на миллиметровой бумаге стандартного формата (А3).

4. Полные ответы на поставленные в задании вопросы.

1. Переводим заданные величины в систему СИ

Обозначения	Заданные величины	Величины, переведённые в систему СИ
Vн	30 см	30·10-6 м3
nн	1500об/мин	25 об/с
р	10.5 МПа	10.5·106 Па
Vгм	10 см3	1·10-5 м3
kогм	0.01 1/МПа	0.01·10-6 1/Па
D1	60 мм	60·10-3 м
D2	50 мм	50·10-3 м
dшт1	40 мм	40·10-3 м
dшт2	30 мм	30·10-3 м
dтр1	10 мм	10·10-3 м
dтр2	8 мм	8·10-3 м
dтр3	8 мм	8·10-3 м
dтр4	8 мм	8·10-3 м
dтр5	10 мм	10·10-3 м
рnk min	10 МПа	10·106 Па
Qк	0 см3/с	0 м3/с
рnk	12 МПа	12·106 Па
Qк при 12 МПа	400 см3/с	4·10-4 м3/с
нж	0.4 см2/с	0.4·10-4 м2/с
nон	0.8	0.8
?мн	0.9	0.9
?мгм	0.95	0.95
i	10	10
?огц1 = ?огц2 = ?мгц1 = ?мгц2	1	1
сж	900 кг/м3	900 кг/м3

Эквивалентные длины

l_эф = 200?d_тр; l_эгр1 = 100?d_тр2; l_эгр2 = 100?d_тр3; l_эгр3 = 100?d_тр4

Вариант №4

№ вар.	Sдр1	Sдр2	Sдр3	F1	мдр1	мдр2	мдр3	F2	M
4	4 мм2	3 мм2	3 мм2	8 кН	0,7	0,65	0,65	12кН	50 Н?м
	4·106 м	3·106 м	3·106 м	8·103Н	0,7	0,65	0,65	12·103Н	50 Н?м

2. Составляем эквивалентную схему гидропривода

гидропривод трубопровод насос напор

3. Проводим аналитические расчёты, необходимые для построения расходных характеристик трубопроводов, входящих в гидропривод, придерживаясь следующего порядка

3.1 Определяем теоретическую подачу насоса

, м³/с

= 30·10 ^-6 ? 25 = 750·10 ^-6 м³/с.

3.2 Определяем величину потребного напора в зависимости от расхода жидкости для каждого отдельного трубопровода

Считаем что все трубопроводы гидравлические гладкие и если в пределах максимальной подачи насосной установки возможен как ламинарный, так и турбулентный режим.

Определяем критическую величину расхода для каждого отдельного трубопровода, по величине критического числа Рейнольдса = 2320

,

=.

для 1 трубопровода

=,

== = 7.288?10^-4 м³/с;

для 2 трубопровода

=,

== = 5.831?10^-4 м³/ с;

для 3 трубопровода

=,

== = 5.831?10^-4 м³/ с;

для 4 трубопровода

=,

== = 5.831?10^-4 м³/ с;

для 5 трубопровода

=,

== = 7. 288?10^-4 м³/с.

3.2.1 Определяем потери напора по длине для каждого отдельного трубопровода

Для определения потерь напора по длине данного трубопровода используем формулу Дарси-Вейсбаха

.

Для нахождения коэффициента гидравлического трения, при используем формулу для ламинарного режима движения жидкости для круглых труб (формула Пуазеля)

,

а при - формулу для зоны гидравлически гладких труб (Блазиуса)

.

С учётом этого выражения для расчёта коэффициента гидравлического сопротивления принимает следующий вид

, при ;

, при .

Подставим это выражение в формулу Дарси - Вебаха , получим

, при ;

, при .

После преобразований формула для расчёта потерь напора по длине данного трубопровода примет следующий вид:

, при ;

, при .

для трубопровода 1

, при ;

, при ,

, при ;

, при ,

для трубопровода 2

, при ;

, при ,

, при ;

, при ,

для трубопровода 3

, при ;

, при ,

, при ;

, при ,

для трубопровода 4

, при ;

, при ,

, при ;

, при ,

для трубопровода 5

, при ;

, при ,

, при ;

, при .

3.2.2 Определяем потери напора на местных сопротивлениях для каждого отдельного трубопровода

Потери напора на местных сопротивлениях для каждого отдельного трубопровода определяем как сумму всех местных сопротивлений на данном трубопроводе, в качестве которых выступают гидравлические аппараты или устройства, установленные на нём.

,

где j - - тое местное сопротивление, уставленное на трубопроводе;

m - количество местных сопротивлений, установленных на трубопроводе;

для 1 трубопровода

= ,

, при ;

, при ,

, при ;

, при ;

для 2 трубопровода

,

=;, при ;

, при ;

, при ;

= , при ;

,

=;

для 3 трубопровода

;

=;

, при ;

, при ;

, при ;

= , при ;

,

=;

для 4 трубопровода

,

=;

, при ;

, при ;

, при ;

= , при ,

=;

.

для 5 трубопровода

.

3.2.3 Определяем потребный напор для каждого отдельного трубопровода с учётом полученных зависимостей для потерь напора по длине и потерь напора на местных сопротивлениях для данного трубопровода

.

для 1 трубопровода

при

=+,

при

=+.

для 2 трубопровода

при

=++2?+;

при

=++2·+;

для 3 трубопровода

при

= + +2? + ;

при

=++2·+;

для 4 трубопровода

при

= + + 2·+;

при

= ++2·+;

для 5 трубопровода

при

= ;

при

= .

Находим значения потребного напора для каждого отдельного трубопровода, задаваясь значениями расхода Q_mpi от 0 до 1.4Q_нт с шагом 0.2 Qнт. Полученные данные заносим в таблицу

i:=1 . . .5

Qmpi, м3/с	0	15?10-5	30?10-5	45?10-5	60?10-5	75?10-5	90?10-5
Hпотр1, м	0	15	30	45	60	128	176
Hпотр2, м	577	745	1206	1959	3067	4456	6148
Hпотр3, м	1082	1405	2332	3862	3862	8843	12240
Hпотр4, м	375	704	1637	3173	5392	8198	11620
Hпотр5, м	0	10	20	30	40	85	117
Qmp6, м3/с	0	40·10-5
Hпотр6, м	1133	1359

3.3. Строим графики зависимости H_потрi = f(Q_mpi) для каждого отдельного трубопровода в одних координатах

3.3.1. Складываем трубопроводы 2, 3 и 4

Трубопроводы 2, 3 и 4 работают параллельно, следовательно, их сложение проводим по горизонтали.

Q_2-4 = Q₂+Q₃+Q₄ при Н_{пот I} = const

3.3.2 Упрощаем эквивалентную схему гидропривода

3.3.3 Складываем трубопроводы 1, 2-4 и 5

Трубопроводы 1, 2-4, 5 работают последовательно. Их сложение ведем по вертикали.

h_1-5 = h₁+h_2-4+h₅ при Q = const.

3.3.4 Упрощаем эквивалентную схему

3.3.5 Складываем трубопроводы 1-5 и 6

Трубопроводы 1-5 и 6 работают параллельно. Их сложение ведем по горизонтали.

Q_сум = Q_{1-5 i}+Q₆ при Н_{пот I} = const.

Размещено на Allbest.ru

...