Файл: Исследование типовых схем гидроприводов на базе элементов фирмы festo методические указания к лабораторным работам Омск.doc

Министерство образования и науки Российской Федерации




Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Омский государственный технический университет»



ИССЛЕДОВАНИЕ ТИПОВЫХ СХЕМ
ГИДРОПРИВОДОВ НА БАЗЕ ЭЛЕМЕНТОВ

ФИРМЫ FESTO
Методические указания к лабораторным работам

Омск

Издательство ОмГТУ

2 010

Составители: Н. Г. Скабкин, канд. техн. наук, доцент каф. АРТ

В. В. Клевакин, ассистент;

И. В. Лазаренко, ст. преп. каф. АРТ

Методические указания содержат общие сведения о системах автоматизированного проектирования гидравлических систем, элементах гидравлических систем управления и их устройстве. Приведены описания лабораторных стендов и правила выполнения лабораторных работ.

Методические указания предназначены для студентов дневной, заочной и дистанционной форм обучения по направлениям: 15.03.04 – «Автоматизация технологических процессов и производств» и 27.03.04 – «Управление в технических системах»

Печатается по решению редакционно-издательского совета

Омского государственного технического университета

© ГОУ ВПО «Омский государственный

технический университет, 2010
ВВЕДЕНИЕ
Гидравлические системы широко применяют в современном гидравли­ческом оборудовании и технологических установках.

Гидросистемы являются основными средствами автоматизации подъемно-транспортных, дорожных и строительных машин, сельскохозяйственной техники, станков и автоматических линий в машиностроении. Кроме того, широкое применение нашли всевозможные гидрорегуляторы в химической промышленности; для автоматизации различных энергетических процессов; с их помощью производится автоматическое регулирование работы турбин и двигателей внутреннего сгорания. В целом гидросистемы применяются главным образом там, где по каким-либо причинам нельзя применять электромеханические системы.

Преимущество гидроавтоматики в том, что устройства, использующие энергию, передаваемую посредством жидкости, способны развивать большие усилия. Поэтому она используется чаще всего в автономных, агрегатных системах в качестве силового управления узлов и механизмов машин, поточных линий, например, на линиях разделки хлыстов в лесной промышленности, в автотракторной, горной, авиационной технике и пр.

---

Целью лабораторных работ является изучение студентами назначения, устройства и принципа действия гидравлических систем, а также приобретение навыков проектирования и монтажа практических схем управления исполнительными устройствами, овладение методикой экспериментального исследования гидропривода.

1. 
   ОПИСАНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО СТЕНДА
   

ФИРМЫ «FESTO»
Гидравлический стенд фирмы «Фесто» предназначен для практического изучения элементной базы и основных систем управления производственными процессами с помощью гидравлических средств автоматики. Его главной особенностью является предоставленная для учащихся возможность самим собирать различные схемы для изучения характеристик основных гидравлических устройств и приводов в целом, проверять работоспособность разрабатываемых гидравлических систем, приобретать навыки монтажа, наладки и технической эксплуатации гидроприводов.

Стенд (рис. 1.1) состоит из стола, одной или двух вертикальных плит 1 для монтажа гидравлических устройств, панели 2 для установки электрических блоков питания и управления, насосной установки 3 и расходомера 4.


2

1

5

4

3


Рис. 1.1. Внешний вид стенда
Все гидравлические элементы могут размещаться и надежно монтироваться в профильных пазах плиты 1 с помощью Т-образных гаек или с помощью системы Quick-Fix® с точностью до миллиметра. Эта монтажная система подходит для всех учебных комплектов. Большая профильная плита позволяет размещать элементы в соответствии со схемами подключения для того, чтобы наиболее наглядно произвести монтаж. Все элементы на профильной плите крепятся без использования дополнительных инструментов.

В ящиках стола 5 размещены комплектующие гидравлические устройства. В их число входят практически все виды используемой в приводах гидравлической аппаратуры (наборы ТР 501 и ТР 502), предназначенной для управления давлением, расходом или направлением потока рабочей жидкости, а также два типа гидродвигателей – гидроцилиндр с односторонним штоком и гидромотор.

Соединение гидравлических устройств обеспечивается с помощью гибких рукавов высокого давления (шлангов) с быстродействующими разъемами и тройников. Наличие обратных клапанов на штуцерах гидравлических устройств и шлангов позволяет исключить вытекание из них рабочей жидкости в отсоединенном положении.

---

При монтаже гибких трубопроводов необходимо прежде всего убедиться в правильном выборе длины шлангов. Соединяемые ими части гидроустановки должны иметь возможность перемещаться, не подвергая при этом шланги воз­действию растягивающих нагрузок. Кроме того, достаточно большими должны быть радиусы изгиба шлангов. Некоторые основные правила монтажа гибких трубопроводов указаны на рисунке 1.2.

Герметичные гидравлические соединения, применяемые в стенде, не загрязняют оборудование и не вредят окружающей среде. Соединительная розетка самогерметизируется в отсоединенном состоянии.



Рис. 1.2. Правила монтажа гибких трубопроводов
Быстро выполнять соединения и быстро их снова разбирать позволяет наличие по краям шланга быстроразъемной муфты (рис. 1.3). Существуют быстроразъемные муфты с механическим управляемым обратным клапаном и без него. Наличие обратно­го клапана позволяет при отсутствии давления выполнять соединения без сли­ва рабочей жидкости.



Рис. 1.3. Быстроразъемная муфта:

1 – запорный штекер, 2 – запорный ниппель, 3 – запирающий конус,
4 – герметичное седло, 5 – пружина, 6 – обхватывающее кольцо
В процессе соединения только торцевая часть соединений смачивается маслом. При установке шлангов на штуцеры гидравлических устройств иногда могут иметь место значительные силы сопротивления, обусловленные наличием оставшегося при демонтаже давления внутри устройства или повышенным сопротивлением уплотняющего элемента.
В этих случаях необходимо использовать специальный ключ с винтом, позволяющий отжать нагруженный стержень обратного клапана штуцера.

Насосная установка стенда 3 является источником подачи рабочей жидкости и выполнена она в виде отдельного блока (рис. 1.4–1.5).

Она состоит из гидравлического бака 6, на котором размещены два шестеренных насоса, монтажной плиты с установленными на ней предохранительными клапанами и электродвигателями переменного тока 1 и 3, питающимися из сети с напряжением 220 В.



Рис. 1.4. Насосная установка – общий вид


Рис. 1.5. Устройство гидростанции:

---

1 – электродвигатель; 2 – фильтр на сливной линии; 3 – второй электродвигатель;
4 – входной фильтр; 5 – соединение для разгрузки мерной колбы; 6 – бак; 7 – штуцер сливной гидролинии; 8 – штуцер сливной гидролинии для соединения
с гидроаккумулятором; 9 – электрический соединительный разъем; 10 – Т-образная гайка для крепления на профильную плиту; 11 – вилка; 12 – пульт управления
гидростанцией; 13 – кнопка «Пуск»; 14 – кнопка «Стоп»; 15 – электрический
соединительный разъем; 16 – маслоуказатель с термометром;
17 – винт регулирования напорного клапана; 18 – дренажный кран; 19 – штуцер
напорной гидролинии; 20 – манометр

Максимальное давление рабочей жидкости на выходе из насосной установки ограничено упором регулировочного винта 17 и не может превышать 6 МПа. Насосная установка имеет два штуцера. Штуцер напорной гидролинии 19 обозначен буквой «Р», сливной гидролинии 7 – буквой «Т». Контроль уровня рабочей жидкости в гидробаке осуществляется с помощью маслоуказателя 16. Пуск и останов электродвигателя осуществляются зеленой 13 и красной 14 кнопками соответственно.

Для измерения расхода рабочей жидкости в гидравлических системах используется прозрачная измерительная колба 4, представляющая собой мерный бак с выпускным вентилем, установленным в сливной гидролинии. Расход измеряется по времени заполнения заданного объема жидкости. Объём емкости составляет 2 литра. Слив жидкости из мерного бака осуществляется непосредственно в гидробак насосной установки 5. Измерение давлений рабочей жидкости производится манометрами 20, шкалы которых проградуированы в мегапаскалях или барах (10 бар = 1 МПа).

В основную комплектацию стенда входят гидравлические устройства наборов ТР 501 (таблица 1) и ТР 502 (таблица 2). Для идентификации гидравлические устройства имеют таблички с их условными графическими обозначениями, которые также приведены в таблице. Штуцеры гидравлических аппаратов обозначены следующими буквами: «Р» – подвод давления, «Т» – соединение со сливом, «А» и «В» – подсоединение гидроаппарата к гидросистеме в соответствии с его функциональным назначением, «Х» и «Y» – подвод линий управления. Все комплектующие гидравлические устройства рассчитаны на максимальное давление 10 МПа.

В состав гидравлических устройств, размещаемых в ящиках стенда 5,

---

входят два гидроцилиндра, имеющие диаметр поршней, равный 16 мм, диаметр штока, равный 10 мм и рабочий ход, равный 200 мм, и гидромотор героторного типа с рабочим объемом 8,2 см³. Один гидроцилиндр снабжен ступенчатой рейкой, обеспечивающей переключение направляющего распределителя с роликовым управлением в зависимости от путевого положения штока гидроцилиндра. В комплектацию стенда может входить груз, подсоединяемый через рычаг к штоку гидроцилиндра и моделирующий инерционную нагрузку на нем. В этом случае гидроцилиндр с грузом устанавливаются на вертикальной стойке стенда (рис. 1.6).

При работе на стенде необходимо строго соблюдать требования по технике безопасности, основные положения которой приведены в инструкции в приложении 1.
Таблица 1.1

Комплект элементов гидроавтоматики ТР 501

№	Название	Условное графическое обозначение	Изображение	Кол-во
1	Распределитель 4/2 с ручным управлением			1
2	Распределитель 4/3 с ручным управлением (в средней позиции соединяются каналы P – T)			1
3	Напорный клапан прямого действия			1
4	Напорный клапан непрямого действия			1
5	Трехлинейный редукционный клапан			1
6	Двухлинейный регулятор расхода			1
7	Обратный клапан управляемый			1

---