Раздел 1 Общие сведения о приводах

ПРИМЕРНЫЙ ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ДИСЦИПЛИНЫ

Раздел, тема	Количество учебных часов
Всего для дневной формы	В том числе практических занятий	Всего для заочной формы	В том числе практических занятий

 

Введение
Раздел 1. Общие сведения о приводах технологического оборудования
1.1. Краткие сведения о технологическом оборудовании
1.2. Классификация, типы, структура приводов технологического оборудования
1.3. Схемы технологического оборудования
Раздел 2. Электропривод технологического оборудования
2.1. Классификация электроприводов, применяемых в приводах подачи и главного движения
2.2. Электропривод главного движения
2.3. Электроприводы подачи
Раздел 3. Основы гидравлики
3.1. Рабочие жидкости
3.2. Гидростатика
3.3. Гидродинамика
Раздел 4. Гидропривод технологического оборудования
4.1. Устройство и работа гидропривода
4.2. Источники питания гидравлических приводов
4.3. Гидравлические исполнительные двигатели
4.4. Уплотнения
4.5. Направляющая и регулирующая гидроаппаратура
4.6. Регулирование скорости рабочего органа
4.7. Фильтрация рабочей жидкости
4.8. Трубопроводы
4.9. Составление гидросхем
Раздел 5. Пневмопривод технологического оборудования
5.1. Пневмоприводы и компрессоры
5.2. Аппаратура подготовки сжатого воздуха
5.3. Работа пневматических схем
Раздел 6. Приводы промышленных роботов
Итого

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ИЗУЧЕНИЮ РАЗДЕЛОВ, ТЕМ ПРОГРАММЫ

Цель методических указаний – помочь учащимся в изучении данной дисциплины.

Изучение дисциплины должно иметь практическую направленность и увязываться с перспективами развития машиностроительной промышленности.

Основным видом изучения учебного материала, предусмотренного программой, является самостоятельная работа. Изучать материал необходимо систематически и в той последовательности, которая предусмотрена программой дисциплины.

Для полного и успешного усвоения дисциплины предусматриваются следующие виды занятий:

1) самостоятельное изучение материала с использованием настоящих методических указаний и рекомендованной литературы (учебников, справочников и т.п.) и обязательным кратким конспектированием;

2) самостоятельное выполнение домашней контрольной работы;

3) выполнение практических работ;

4) систематизирование приобретенных знаний на очно-групповых консультациях и в период подготовки к экзаменам.

При самостоятельном изучении дисциплины рекомендуется соблюдать следующий порядок:

- ознакомиться с программой дисциплины;

- подобрать рекомендуемую литературу;

- тщательно проработать материал каждой темы и основные положения законспектировать;

- все вопросы, которые оказались неясными после самостоятельного изучения, следует записать и выяснить по другим литературным источникам или у специалистов на предприятиях, или у преподавателей колледжа;

- самостоятельно выполнить домашнюю контрольную работу.

В результате изучения дисциплины учащиеся должны приобрести знания о приводах технологического оборудования в объеме необходимом им для решения производственных задач.

 

Введение

Значение станкостроительной промышленности в народном хозяйстве Республики Беларусь.

Цели и задачи дисциплины «Приводы технологического оборудования». Её связь с другими дисциплинами специальности.

Литература: [1], c. 3-5; [2], с. 3-4.

Раздел 1 Общие сведения о приводах

Технологического оборудования

Тема 1.1 Краткие сведения о технологическом оборудовании

Место технологического оборудования машиностроительных предприятий в общей классификации машин. Классификация технологического оборудования. Движения, совершаемые рабочими органами оборудования при обработке, загрузке, выгрузке и транспортировке заготовок и деталей.

Основные понятия и их определения. Терминология.

Литература: [1], c. 47-52, [2], c. 158-160.

Тема 1.2 Классификация, типы, структура приводов

Технологического оборудования

Классификация приводов технологического оборудования по различным признакам. Достоинства и недостатки приводов различного типа, область их применения. Структурные схемы приводов главного движения подачи и вспомогательных движений станочного оборудования. Комбинированное движение инструмента и детали при обработке различных поверхностей и его влияние на структуру привода.

 

Литература: [1], c. 47-52, [2], c. 161-167.

Тема 1.3 Схемы технологического оборудования

Кинематические схемы технологического оборудования. Условное обозначение элементов кинематических схем оборудования согласно ГОСТ 2.770-68 «Правила выполнения кинематических схем».

Принципиальные электрические, гидравлические и пневматические схемы приводов технологического оборудования согласно ГОСТ 17752-81 «Гидропривод объемный и пневмопривод: Термины и определения» ГОСТ 2.702-75 «Правила выполнения электрических схем» и др.

 

Литература: [4], c. 4-21; [2], с. 73-80.

 

Вопросы для самоконтроля по разделу 1:

1. Что называется приводом?

2. Какими бывают приводы в зависимости от передач, входящих в привод?

3. Какие бывают приводы в зависимости от способа регулировки скорости исполнительных органов?

4. Что называется гидроприводом?

5. Какие бывают гидроприводы?

 

Раздел 2 Электропривод технологического оборудования

Тема 2.1 Классификация электроприводов, применяемых

В приводах подач и главного движения

Классификация электроприводов по назначению, роду тока, виду силового преобразователя, типу электродвигателя, виду управления, характеру взаимодействия с механической системой.

Основные силы включения, технические характеристики электроприводов, применяемых в приводах главного движения и подачи.

 

Литература: [2], c.14-20.

Тема 2.2 Электроприводы главного движения

Классификация, основные конструкции приводов с асинхронными электродвигателями. Системы регулируемых и нерегулируемых приводов с асинхронными электродвигателями переменного тока. Основные конструкции двигателей переменного тока, последовательность запуска электродвигателя, его механические характеристики.

Классификация, основные конструкции приводов с электродвигателями постоянного тока. Системы управления регулируемых электроприводов с электродвигателями постоянного тока. Конструкции электродвигателей постоянного тока, их механические характеристики.

 

Литература: [2], c. 14-20.

Тема 2.3 Электроприводы подачи

Классификация, основные конструкции электроприводов подачи. Регулируемые приводы с различными регуляторами скорости. Система подчиненного регулирования. Следящие приводы подачи. Основные характеристики следящего привода. Настройка следящих приводов.

Системы электроприводов с шаговыми двигателями (ШД5Д-1М) и гидроусилителями. Высокомоментные двигатели с возбуждением от постоянных магнитов. Линейные двигатели, их конструктивные схемы, тяговые и механические характеристики.

Современные тенденции развития электроприводов, применяемых в технологическом оборудовании и промышленных роботах.

Литература: [2], c. 44-57.

 

Вопросы для самоконтроля по разделу 2:

1. Классификация электроприводов по назначению, роду тока.

2. Классификация приводов с асинхронными электродвигателями.

3. Классификация приводов с электродвигателями постоянного тока.

4. Классификация электроприводов подачи.

5. Системы электроприводов с шаговыми двигателями ШД5Д-1М.

Раздел 3 Основы гидравлики

Тема 3.1 Рабочие жидкости

Физические свойства рабочих жидкостей, применяемых в приводах. Системы и единицы измерения физических величин в гидравлике. Классификация рабочих жидкостей, применяемых в гидроприводах технологического оборудования, и требования, предъявляемые к ним.

Вопросы для самоконтроля:

1. Что такое вязкость?

2. Как изменяется вязкость при нагревании и охлаждении жидкости?

3. Что называют динамическим коэффициентом вязкости?

4. Какими приборами измеряется вязкость?

5. Какая существует связь между кинематической и динамической вязкостью?

6. Какие функции в машинах может выполнять жидкость?

7. Что такое рабочая жидкость?

8. Какие бывают типы минеральных масел?

Литература: [1], c. 4-46, 52-55, [2], c. 136-137.

 

Тема 3.2 Гидростатика

Основные понятия гидростатики. Гидростатическое давление, свойства гидростатического давления. Приборы для измерения гидростатического давления. Принцип действия схемы гидростатических машин.

 

Вопросы для самоконтроля:

1. Что называется гидростатическим давлением?

2. Единицы измерения давления.

3. Какими приборами можно измерить давление?

4. Для чего предназначено основное уравнение гидростатики?

Литература: [1], c. 6-21, 47-52, 160-163, [2], с. 143-150, 158-165.

Тема 3.3 Гидродинамика

Основные понятия и законы гидродинамики. Виды движения жидкостей. Основные элементы потока жидкости. Уравнение неразрывности потока. Уравнение Бернулли для элементарной струйки и потока идеальной и реальной жидкости. Потери напора при равномерном течении жидкости. Режимы течения жидкости. Ламинарное и турбулентное движение жидкости. Число Рейнольдса. Виды гидравлических сопротивлений. Измерение скорости напора и расхода жидкости.

 

Вопросы для самоконтроля:

1. Что изучает гидродинамика?

2. Что такое идеальная жидкость?

3. Что называется живым сечением потока?

4. В чем состоит физический (энергетический) смысл уравнения Бернулли?

5. Чем отличается уравнение Бернулли для идеальной жидкости от уравнения реальной жидкости?

6. В чем смысл числа Рейнольдса?

7. Что такое критическое число Рейнольдса?

8. Когда и почему применяется ламинарный режим течения жидкости?

9. Чем вызваны потери напора по длине трубопровода?

10. Как определяются потери по длине?

11. Чем вызываются местные потери напора?

12. В чем суть закона неразрывного потока?

13. Как возникает кавитация и методы борьбы с ней?

Литература: [1], c. 21-39, 151-155, [4], с. 112-114.

 

Практическая работа №1

Определение гидравлических потерь в трубопроводе. Проверочный расчет с использованием ЭВМ.

Тема 4.4 Уплотнения

Классификация уплотнений, область их применения. Уплотнение набивками (наполнителями), манжетное уплотнение, лабиринтное уплотнение, уплотнение металлическими кольцами, уплотнение пригонкой, уплотнение магнитными жидкостями, динамическое уплотнение. Основные конструкции, методика установки уплотнений. Материалы, применяемые для уплотнений.

 

Литература: [1], c. 135-144, [2], с. 185-190.

 

Вопросы для самоконтроля по темам 4.3 и 4.4:

1. Что называется гидродвигателем?

2. Какие бывают гидродвигатели?

3. Что такое гидроцилиндр?

4. Как определяется усилие на штоке поршневого гидроцилиндра?

5. Что такое гидромотор и чем он отличается от насоса?

6. Что такое телескопический цилиндр и для чего он предназначен?

7. Когда применяется комбинированный гидроцилиндр?

8. Какими преимуществами обладают поворотные гидроцилиндры?

9. Какие параметры для гидроцилиндров являются основными?

10. Какие применяются уплотнения для подвижных элементов гидродвигателей?

Тема 4.8 Трубопроводы

Классификация трубопроводов. Материал, применяемый для их изготовления. Методы соединения трубопроводов. Достоинства и недостатки каждого из них. Соединительная арматура.

 

Литература: [1], с. 202-210, 250-253, [2], с. 225-230.

Вопросы для самоконтроля по темам 4.6, 4.7 и 4.8:

1. От чего зависит скорость исполнительных органов гидропривода (гидродвигателя)?

2. Что такое объемный способ регулировки скорости?

3. Какие конструкции дросселей Вы знаете?

4. Какие существуют способы постановки дросселя в гидроприводе?

5. Какие преимущества и недостатки способа постановки дросселя «на входе»?

6. Чем интересен способ постановки дросселя «на ответвление»?

7. Как можно стабилизировать скорость движения рабочего органа?

8. Назвать способы фильтрации рабочей жидкости.

9. Какие бывают конструкции фильтров?

10. Какой материал применяется для изготовления трубопроводов?

Дополнительная

6. Башта Т.М. Машиностроительная гидравлика. Справочное пособие. – М.: Машиностроение, 1971.

7. Башта Т.М. Гидропривод и гидроавтоматика. – М.: Машиностроение, 1972.

8. Свешников В.К., Усов А.А. Станочные гидроприводы. – М.: Машиностроение, 1988.

ЗАДАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

1. Основные термины и их определения.

2. Классификация движений в станках.

3. Классификация приводов технологического оборудования по различным признакам.

4. Электропривод. Достоинства и недостатки.

5. Пневмопривод. Достоинства и недостатки.

6. Гидропривод. Достоинства и недостатки.

7. Кинематические схемы технологического оборудования. Условное обозначение элементов кинематических схем оборудования согласно ГОСТ 2.770-68 «Правила выполнения кинематических схем».

8. Классификация электроприводов по назначению, роду тока.

9. Линейные двигатели. Схема тягового электромагнита.

10. Двигатели постоянного тока.

11. Двигатели переменного тока.

12. Механические характеристики электродвигателей постоянного тока.

13. Электроприводы главного движения.

14. Система электроприводов с асинхронными электродвигателями.

15. Кинематическая цепь электропривода главного движения.

16. Классификация приводов с электродвигателями постоянного тока.

17. Электроприводы подач в станках с программным управлением.

18. Системы электроприводов с шаговыми двигателями (ШД5Д-1).

19. Определение и классификация жидких тел. Сжимаемость, расширение и кавитация жидкости.

20. Плотность и удельный вес жидкости, связь между ними, формулы перехода от удельного веса к плотности. Единицы измерения в системе СИ.

21. Вязкость жидкости: динамическая, кинематическая и условная (относительная). Приборы для измерения вязкости.

22. Определение, классификация и основные свойства рабочих жидкостей, технические требования, предъявляемые к ним.

23. Минеральные масла, их типы и область применения.

24. Гидростатическое давление. Определение, основные свойства, единицы измерения и типы гидростатического давления.

25. Основное уравнение гидростатики. Назначение и вывод формулы.

26. Установившееся и неустановившееся движение. Траектория движения жидкостной частицы, линии тока. Понятия об элементарной струйке, живом сечении и идеальном жидкости.

27. Объемный расход жидкости. Средняя скорость и уравнение неразрывности потока.

28. Уравнение Даниила Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости (без вывода), физический (энергетический) смысл уравнения.

29. Уравнение Даниила Бернулли для реальной жидкости.

30. Режимы движения жидкости: ламинарный и турбулентный. Число Рейнольдса.

31. Потери по длине и местные потери при движении жидкости по трубопроводу.

32-41. Задача. По стальному горизонтальному трубопроводу длиной l подается масло от насоса в количестве Q. Показание манометра на выходе насоса Р _max. Рассчитать маслопровод, если на нем установлен обратный клапан (Z₁ = 0,8), задвижка (Z₁₂ = 0,15) и имеется колено под углом 90° (Z₁₃ = 1,2). Коэффициент кинематической вязкости масла n. Плотность масла r. Исходные данные для решения задачи приведены в таблице 1.

Таблица 1

Величина	Единица измерения	Последняя цифра шифра учащегося
l	м
r	м^3/с	0,6·10^3	0,5·10^3	0,6·10^3	0,4·10^3	0,6·10^3	0,5·10^3	0,4·10^3	0,5·10^3	0,6·10^3	0,4·10^3
Р	МПа	0,3	2,5	3,2	2,8	3,4	2,7	2,6	3,1	2,9	3,3
n	м/с	0,25·10^-4	0,22·10^-4	0,23·10^-4	0,24·10^-4	0,21·10^-4	0,26·10^-4	0,20·10^-4	0,23·10^-4	0,22·10^-4	0,24·10^-4

 

42. Определение и классификация приводов. Гидродинамический и гидростатический (объемный) приводы. Классификация и основные части объемного гидропривода.

43. Определение и классификация насосов. Объемные насосы, их определение и классификация.

44. Техническая характеристика и цикл действия объемного насоса.

45. Роторные радиально-поршневые насосы и гидромоторы. Устройство, принцип действия и способ регулировки производительности. Типы радиально-поршневых насосов. Определение производительности и мощности насосов.

46. Роторные аксиально-поршневые насосы и гидромоторы. Устройство, принцип действия и классификация.

47. Классификация, устройство, принцип действия, преимущества и недостатки пластинчатых насосов одинарного и двойного действия.

 

48-57. Задача. Вычислить подачу Q радиально-поршневого роторного насоса, если эксцентриситет е, диаметр поршней d, число поршней Z, частота вращения n, объемный КПД h = 0,9. Исходные данные для решения задачи приведены в табл. 2. Решить задачу для двух значений е₁ и е₂ и сделать вывод о влиянии величины эксцентриситета ротора на подачу насоса. Объяснить другие факторы, влияющие на подачу насоса. Исходные данные приведены в таблице 9.

Таблица 2

Величина	Единица измерения	Последняя цифра шифра учащегося
d	м	0,04	0,03	0,012	0,018	0,025	0,03	0,04	0,05	0,06	0,03
Z	шт
e1	м	0,03	0,019	0,008	0,011	0,016	0,02	0,026	0,032	0,039	0,018
e2	м	0,019	0,03	0,02	0,026	0,02	0,032	0,032	0,039	0,019	0,008
n	С^-1			24,16	24,16	23,66	23,66		24,16

 

58. Преимущества, недостатки и классификация шестеренных насосов. Устройство, принцип действия и область применения. Выполнить схему насоса.

59. Классификация, устройство и принцип действия пневмогидравлических приводов.

60-69. Задача. Определить усилие R на штоке гидроцилиндра диаметром D₁ пневмогидравлического привода с преобразователем прямого действия, имеющего диаметр пневмоцилиндра D₂ и диаметр штока d. Рабочее давление снятого воздуха Р_в и механический КПД h_м. Исходные данные приведены в таблице 3.

Таблица 3

Величина	Единица измерения	Последняя цифра шифра учащегося
D	м	0,25	0,15	0,18	0,225	0,21	0,19	0,24	0,26	0,28	0,2

Продолжение таблицы 3

Величина	Единица измерения	Последняя цифра шифра учашегося
D	М	0,2	0,225	0,25	0,18	0,21	0,26	0,19	0,28	0,27	0,15
d	М	0,06	0,07	0,06	0,03	0,07	0,08	0,04	0,08	0,05	0,05
Pв	МПа	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4
hм	-	0,95	0,95	0,95	0,95	0,95	0,95	0,95	0,95	0,95	0,95

 

70. Предохранительная гидроаппаратура: предохранительный, редукционный, переливной и др. клапаны. Назначение, устройство и принцип действия.

71. Крановые гидрораспределители: назначение, область применения, устройство и принцип действия.

72. Золотниковые распределители. Назначение, устройство, принцип действия и условное обозначение на схемах по ГОСТ 2.781-68.

73. Типы и схемы исполнения золотниковых распределителей.

74. Определение и классификация гидродвигателей. Гидроцилиндры, их устройство, классификация, принцип действия и область применения. Определение усилия на штоке гидроцилиндров.

75-84. Задача. Определить усилие R и скорость J штока поршневого гидроцилиндра, если жидкость подается в бесштоковую полость под рабочим давлением Р_раб и производительностью Q. Исходные данные приведены в таблице 4.

Таблица 4

Величина	Единица измерения	Последняя цифра шифра учащегося
Рраб	МПа		2,5				2,5	6,3			6,3
Q	л/мин					12,5

Продолжение таблицы 4

Величина	Единица измерения	Последняя цифра учащегося
D	м
hм	-	0,95	0,95	0,95	0,95	0,95	0,95	0,95	0,95	0,95	0,95

 

85-94. Задача. Определить диаметр D поршневого гидроцилиндра, количество требуемой жидкости для выдвижения штока со скоростью V и по каталогу подобрать необходимый насос. Исходные данные приведены в
таблице 5.

Таблица 5

Величина	Единица измерения	Последняя цифра шифра учащегося
R	Н
V	м/мин	3,1	0,55	1,57	1,1	3,84	1,5	3,6	1,2	3,6	0,572
hм	-	0,95	0,95	0,95	0,95	0,95	0,95	0,95	0,95	0,95	0,95
Рраб	МПа				6,5	2,5	6,3	2,5		2,5	1,2

 

95. Сущность и область применения объемного и дроссельного способов регулировки скорости исполнительных органов гидропривода. За счет чего осуществляется это регулирование?

96. Назначение, классификация и устройство дросселей. Методы постановки дросселя в гидроприводе.

97-106. Задача. Произвести гидравлический расчет трубопровода для насоса производительностью Q, работающего на масле индустриальном, имеющем вязкость n. Исходные данные помещены в таблице 6.

Таблица 6

Величина	Единица измерения	Последняя цифра шифра учащегося
Q	л/мин
n	Ст	0,2	0,3	0,3	0,45	0,2	0,2	0,2	0,2	0,3	0,2

 

107-116. Задача. В гидроприводе с односторонним штоком рассчитать усилие R на штоке при его втягивании, если диаметр поршня D, диаметр штока d, давление рабочей жидкости на поршень равно Р_раб. Механический КПД силового цилиндра h_м = 0,95. Исходные данные для решения задачи приведены в таблице 7. Величину R определить для D₁ и D₂ и сделать вывод о влиянии размеров гидроцилиндра на величину выходного усилия. Объяснить эту зависимость.

Таблица 7

Величина	Единица измерения	Последняя цифра шифра учащегося
D1	м	0,04	0,05	0,06	0,08	0,1	0,125	0,045	0,055	0,07	0,09
D2	м	0,06	0,09	0,04	0,05	0,04	0,05	0,1	0,125	0,05	0,04
d	м	0,02	0,025	0,032	0,04	0,03	0,02	0,028	0,036	0,02	0,02
Рраб	МПа

 

117. Приборы для измерения давления: жидкостные и механические (пьезометры, манометры, вакуумомеры). Выполнить схемы приборов.

118. Автоматическое регулирование скорости исполнительных органов гидропривода (гидродвигателей). Начертить одну из схем с автоматическим регулированием и объяснить принцип ее работы.

119. Устройство, назначение и принцип действия гидроусилителей крутящих моментов, применяемых в станках с ЧПУ.

120. Определения, преимущества, недостатки и область применения пневматического привода.

121. Особенности и основные элементы пневмопривода.

122. Чем вызвано наличие аппаратуры для улучшения качества воздуха? Что входит в эту аппаратуру? Устройство и принцип действия пылевлагоотделителей.

123. Устройство, принцип действия, назначение и методика настройки редукционного пневмоклапана. Нарисовать схему клапана.

124. Назначение, устройство и принцип действия маслораспылителя. Регулировка количества масла, распыляемого в сжатый воздух. Нарисовать схему маслораспределителя.

125. Распределительная пневмоаппаратура. Классификация, конструкционные и принципиальные ее отличия от гидравлической.

126. Методы регулировки скорости исполнительных органов пневмопривода. Пневмодроссели, их устройство и постановка в пневмоприводе.

127. Исполнительные органы пневмопривода, определение, классификация, устройство и область применения пневмоцилиндров.

128. Определение, классификация и область применения пневмомоторов.

129-138. Задача. Определить усилие на штоке R диафрагменного пневмоцилиндра (рисунок 1), если диаметр цилиндра D, диаметр спорной шайбы d, усилие возвратной пружины R₁, расчетное давление сжатого воздуха Р_в. Исходные данные приведены в таблице 8.

 

Рисунок 1

Таблица 8

Величина	Единица измерения	Последняя цифра шифра учащегося
D	м	0,3	0,4	0,25	0,15	0,35	0,45	0,32	0,125	0,16	0,2
d	м	0,6	0,8	0,4	0,03	0,05	0,06	0,05	0,032	0,036	0,05
R1	Н
Рв	МПа	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4

 

139-148. Задача. Произвести расчет пневмопривода, имеющего количество i штук одинаковых поршневых пневмоцилиндров, усилие R на штоке, с длиною хода L и частотой рабочих циклов n, принимая расчетное давление воздуха Р_в и скорость сжатого воздуха в трубопроводе J. Исходные данные помещены в таблице 9.

Таблица 9

Величина	Единица измерения	Последняя цифра шифра учащегося
R	Н
i	шт
L	м	0,4	0,5	0,32	0,3	0,35	0,42	0,5	0,3	0,8	0,4
n	цикл/час
Рв	МПа	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4
J	м/с

 

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ