Курсовая работа: Проектирование принципиальной схемы следящего гидропривода с дроссельным регулированием скорости

Прочностной расчет трубопровода заключается в определении толщины стенки трубы из условий прочности. Труба рассматривается как тонкостенная оболочка, подверженная равномерно распределенному давлению . С достаточной для инженерной практики точностью минимально допустимая толщина стенки определяется:

,

где - допустимое напряжение для трубы из стали 20, .

Труба выбранная ранее для нагнетательного трубопровода, удовлетворяет требованиям прочности, т.к. ее толщина (4мм) больше минимально допустимой (3,5мм).

10 ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Расчетная мощность на валу насоса:

,

где - расчетное значение давления, ;

- общий КПД насоса, .

По справочнику выбираем асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором общепромышленного назначения 5АН280А-6, который имеет такие параметры:

Номинальная мощность:.

Синхронная частота вращения: .

Это удовлетворяет условиям и .

11 РАСЧЕТ МЕХАНИЧЕСКИХ И СКОРОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

Коэффициенты сопротивления при максимальной проходной площади дросселя опреде­ляются:

Правильность проделанных расчетов проверяется определением максимальной проходной площади дросселя при заданном крутящем моменте :

Механические характеристики представляют собой зависимость n = f(М) при постоянном значении проходной площади дросселя S_д = const , а скоростные характеристики – зави­симость n = f(S_д ) при М = cons. Механические и скоростные характеристики строятся по зависимости:

, об/с.

Максимально возможная скорость вращения вала гидродвигателя:

Максимальный крутящий момент на валу гидродвигателя:

Если не учитывать потери давления по длине трубопровода и в местных гидравлических сопротивлениях, которые мало влияют на значение коэффициентов , , и , то можно определить минимальные проходные площади дросселей при заданном крутящем мо­менте :

Изменяя значения крутящего момента М и площади дросселей S_д от минимального значе­ния до максимального, можно построить любое количество механических и скоростных характеристик.

В данном гидроприводе установлен конкретный насос, который обеспечивает на выходе расход . Это обуславливает максимальную (граничную) частоту вращения вала двигателя .

Расчетные значения, необходимые для построения характеристик, приведены в табл. 11.1. Исходя из этих данных строим механические (рис. 11.1) и скоростные (рис 11.2) характеристи гидропривода.

Таблица 11.1 – Расчет параметров гидропривода.

Момент М на валу, Н·м	Скорость вращения вала n, об/с, при
Ммакс =269.8	0	0	0
МЗ =253	1.345	22.781	15.798
0,75·МЗ =189.75	2.946	-	-
0,5·МЗ =126.5	3.943	-	-
0,25·МЗ =63.25	4.734	-	-
М=0	5.411	-	-

Рисунок 11.1 – Механические характеристики гидропривода.

Рисунок 11.2 – Скоростные характеристики гидропривода.

12 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ФУНКЦИЙ МОДЕЛИ СЛЕДЯЩЕГО ГИДРОПРИВОДА

12.1 Передаточная функция электронного усилителя-сумматора БУ2110

.

12.2 Передаточная функция пропорциональных электромагнитов ПЕМ6–2 дросселирую­щего распределителя РП20

.

12.3 Расчет жидкости через сопло при среднем положении заслонки гидравлического моста дросселирующего распределителя РП20

12.4 Коэффициент усиления гидравлического моста рассчитывается

– по расходу жидкости:

– по давлению:

12.5 Эффективная торцевая площадь четырехщелевого золотника гидравлического замка

12.6 Динамическая жесткость потока жидкости через четырехщелевой золотник

12.7 Коэффициент передачи гидравлического моста

12.8 Постоянная времени гидравлического моста

12.9 Относительный коэффициент демпфирования колебаний

12.10 Передаточная функция четырехщелевого дросселирующего распределителя

Тогда, передаточная функция дросселирующего распределителя с пропорциональным электрическим управлением имеет вид:

12.11 Передаточная функция гидродвигателя

где коэффициент передачи реального гидродвигателя,

коэффициент усиления по скорости идеального гидродвигателя,

,

коэффициент жесткости механической характеристики,

коэффициент утечек жидкости через капиллярные щели кинематических пар гидродвигателя,

коэффициент усиления по нагрузке,

приведенный коэффициент вязкого трения,