Document 383735

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Согласовано
Утверждаю
_______________________
______________________
Зав. кафедрой АТПП
доц. А.А. Кульчицкий
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«ГИДРОПНЕВМОПРИВОД СТАНКОВ И
СТАНОЧНЫХ КОМПЛЕКСОВ»
Направление подготовки:
151001.65 Технология машиностроения
Профиль подготовки:
Технология автоматизированного производства
Технология, промышленный менеджмент и маркетинг в машиностроении
Квалификация (степень) выпускника: инженер
Форма обучения: очная
Составитель: Доцент каф. АТПП О.А.Маринова
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2012
1. Цели и задачи дисциплины:
- получение основ знаний в области проектирования и расчета гидравлических и
пневматических приводов, применяемых в станках и станочных комплексах.
Задачами изучения дисциплины являются:
- ознакомление с устройством и принципом действия объемных гидравлических и
пневматических приводов, гидравлической и пневматической аппаратуры
управления.
- задача изучения заключается в том, чтобы студенты получили основы знаний
машиностроительного гидро- и пневмопривода, необходимые при изучении других
специальных дисциплин и практической деятельности.
2. Место дисциплины в структуре ООП:
Дисциплина «Гидропневмопривод станков и станочных комплексов» относится к
дисциплинам базовой части профессионального цикла.
Для изучения этой дисциплины необходимы знания:
- математики;
- физики;
- информатики;
- теоретической механики;
- начертательной геометрии и инженерной графики;
- сопротивления материалов;
- теории машин и механизмов;
- деталей машин и основы проектирования;
- электротехники.
Дисциплина «Гидропневмопривод станков и станочных комплексов» тесно связана
с дисциплинами: « Металлорежущие станки», « Станочное и инструментальное
обеспечение автоматизированного производства», «Технология автоматизированного
производства», «Автоматизация производственных процессов в машиностроении»
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать:
- что такое гидро - и пнвмоприводы, каковы их назначение и где они применяются;
- что является теоретической основой гидравлических и пневматических приводов;
- как устроены гидро – и пневмоприводы, в чём состоит их общее конструктивное
решение и в чем существенное отличие;
- как протекает рабочий процесс в гидро – и пневмоприводах, каковы его основные
характеристики.
- какой привод (гидравлический или пневматический) применять к тому или иному
технологическому оборудованию;
- как составить принципиальную схему гидро – и пневмопривода;
- как рационально выбрать способ регулирования гидравлическим приводом;
- основы гидравлики несжимаемой жидкости;
- последовательность расчёта гидравлического привода.
Уметь:
- сформулировать и доказать основные законы одномерных потоков жидкости и
газа;
- выполнить самостоятельно полный расчет гидравлического привода;
- выполнить статический расчет пневматического привода;
- пояснить методику расчета пневмоопривода при неустановившимся движении:
Владеть:
Методами оценки возможностей применения гидро — и пневмоприводов в
гидравлических и пневматических системах станков и станочных комплексов;
Современным состоянием и перспективой развития гидро-пневмоприводов в
технических системах.
Общими инженерными методами расчета и проектирования типовых систем гидрои пневмоприводов.
Структурным
строением
систем
автоматизированного
проектирования
машиностроительных гидроприводов.
Критерием достижения базового и профессионального уровня изучаемой
студентами дисциплин «Гидропневмопривод станков и станочных комплексов» является
твердое знание основ гидромеханики напорных систем ( в том числе систем объемного
гидропривода), структуры гидро – и пневмоприводов, их конструктивных параметров,
связанных с гидромеханическими параметрами энергоносителей (рабочей жидкости,
сжатого воздуха), способы управления приводами, включая автоматическое управление,
современные тенденции развития машиностроительного гидропривода.
Студент должен овладеть методом творческого подхода при проектировании,
расчете и эксплуатации систем гидро–и пневмодов.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц.
Вид учебной работы
Всего
Семестры
часов
8
40
36
Аудиторные занятия (всего)
В том числе:
Лекции
28
28
Практические занятия (ПЗ)
12
12
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)
45
45
Самостоятельная работа (всего)
В том числе:
Курсовой проект (работа)
Контрольная работа
Другие виды самостоятельной работы
Подготовка к лабораторным работам
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)
Общая трудоемкость
час
85
85
зач. ед.
5
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
5.1.1 Введение
Предмет и задачи изучения курса «Гидропневмопривод станков и станочных
комплексов». Связь курса с общетеоритическими, общеинженерными и специальными
дисциплинами.
Краткий очерк истории и развития гидромашиностроения. Применение
гидромашин и гидропневмоприводов в современном машиностроении.
Гидропневмопривод — средство повышения качества и эффективности работы
станков и станочных комплексов, средство автоматизации и механизации трудоемких
процессов. Тенденция совершенствования гидропневмоприводов в станочном
оборудовании.
Раздел 1. Основные сведения о гидроприводах
5.1.2 Общие сведения о силовом объемном гидроприводе
Объемный гидравлический привод. Определение, назначение, принцип действия.
Основные рабочие параметры гидропривода. Достоинства и недостатки гидропривода при
сравнении с механическими, электрическими и пневматическими приводами. Применение
объемного гидропривода в станках и станочных комплексах.
Разделение объемных гидроприводов на основные составные части; силовую,
рабочую и распределительно-регулирующую аппаратуру.
Классификация гидроприводов по кинематике, характеру движения рабочей
жидкости, способу регулирования, давлению, по методу управления и контроля.
5.1.3 Общие сведения о гидравлических следящих приводах
Определение, назначение и структура гидравлических следящих приводов.
Классификация следящих гидроприводов:
1) по характеру движения исполнительного механизма;
.2) по числу управляемых координат перемещения рабочего органа;
3) по количеству расходов усиления;
4) по характеру сигналов управления;
5) по способу программного управления;
6) по способу регулирования скорости слежения;
7) по количеству замкнутых контуров управления;
8) по конструкции дросселирующего золотника.
Характеристики следящих гидроприводов. Электрогидравлический следящий
привод: структура, функциональная блок- схема.
5.1.4 Общие сведения о пневмоприводах
Определение пневмопривода. Назначение и структура пневмопривода. Принцип
действия. Простейшие схемы
пневмоприводов поступательного и вращательного
действия.
Раздел 2. Основные составные части гидроприводов
5.1.5 Объемные гидромашины
Объемные насосы
Назначение объемных насосов. Отличительные особенности рабочего процесса в
объемных насосах. Основные технические параметры и характеристики объемных
масосов.
Классификация и конструктивные схемы объемных насосов. Расчет
производительности
(подаваемого
расхода).
Насосы
с
регулируемой
производительностью. Поршневые насосы с клапанным распределением жидкости.
Поршневые ротационные насосы с бесклапанным распределением жидкости радиального
и аксиального типов. Пластинчатые (шиберные) насосы. Шестеренчатые (зубчатые)
насосы. Винтовые насосы.
Выбор типоразмера насоса и расчет его основных параметров.
Объемные гидравлические двигатели
Назначение объемных гидродвигателей. Классификация гидродвигателей.
Гидродвигатели поступательного движения-гидроцилиндры. Рабочий процесс в
гидроцилиндрах, основные технические параметры и характеристики. Типовые
конструктивные схемы гидроцилиндров.
Поворотные гидродвигатели. Типовые конструктивные схемы. Гидродвигатели
вращательного движения –гидромоторы. Рабочий процесс в гидромоторах, основные
технические параметры и характеристики. Типовые конструктивные схемы гидромоторов.
Расчет крутящего момента и мощности на валу гидромотора. Регулирование частоты
вращения.
5.1.6 Аппаратура и оборудование гидропривода
Гидроаппаратура, применяемая в объемных гидроприводах. Назначение, схемы,
принцип действия, характеристики.
Регулирующие гидроаппараты: предохранительные, переливные, редукционные
клапаны, дроссели, регуляторы потока. Рекомендации по выбору типоразмера
гидроаппарата.
Распределительные аппараты: обратные клапаны; гидрозамки; обратные клапаны с
дросселями; золотниковые распределители. Рекомендации по выбору типоразмера
гидроаппарата.
Специальная аппаратура: мультипликаторы и трансформаторы давления,
синхронизаторы движения, устройства для разгрузки насосов, теплообменные аппараты.
Оборудование гидроприводов: трубопроводы, баки, фильтры, гидроаккумуляторы,
уплотнительные устройства в узлах сопряжения элементов гидропривода.
5.1.7 Регулирование объемного гидропривода
Гидропривод с дроссельным регулированием.
Характеристика насосной станции гидропривода с дроссельным регулированием.
Принципиальные схемы: с дросселем на входе в гидродвигатель; с дросселем на
выходе из гидродвигателя; с дросселем, установленным параллельно гидродвигателю.
Общие формы записи уравнений расхода и нагрузки. Выходные статические
характеристики и зависимость КПД от режима работы.
Схемы с использованием регулятора потока.
Основные преимущества и недостатки гидропривода с дроссельным
регулированием.
Следящие гидроприводы (гидроусилители). Назначение. Принцип действия и
область применения. Гидроусилитель типа сопло-заслонка. Гидроусилитель со струйной
трубкой. Золотниковый гидроусилитель. Чувствительность, точность и устойчивость
гидроусилителей.
Гидропривод с объемным регулированием.
Схемы гидропередач с замкнутой и разомкнутой циркуляцией рабочей жидкости и
их сравнение. Ограничитель мощности.
Общая форма записи уравнений расхода и нагрузки. Выходные статические
характеристики различных гидравлических схем и зависимость КПД от режима работы.
Основные преимущества и недостатки гидропривода с объемным регулированием.
5.1.8 Вспомогательные устройства гидроприводов
Аккумуляторы: назначение, устройство, принцип действия и расчет пневматического
аккумулятора. Гидравлические устройства для разгрузки насосов: назначение, схемы включения.
Устройства для очистки рабочей жидкости – фильтры. Фильтрующие материалы.
Фильтры заливные, приемные (сетчатые), напорные, магнитные. Параметры фильтров.
Аппараты и приборы для контроля давления: реле давления, манометры и переключатели
для них.
Уплотнения. Требования, предъявляемые к уплотнениям. Кольца резиновые, поршневые,
шевронные резинотканевые, манжеты уплотнительные резиновые. Расчет сил трения в
уплотнениях.
Раздел 3. Основы проектирования и расчета гидроприводов
5.1.9 Этапы проектирования и расчета объемного гидропривода
Конструкция гидропривода станочного оборудования определяется типом станка,
для которого он предназначен.
В техническом задании на разработку проекта гидропривода указываются его
нагрузочные характеристики, режимы движения рабочих органов, перемещения,
скорости, ускорения, характер разгона и торможения, циклограмма оборудования,
способы управления и контроля, основные требования надежности и средства
диагностики, качество переходных процессов, температурный режим и ряд других
свойств.
На основе анализа технического задания осуществляется разработка и
проектирование гидропривода, основными этапами которого являются следующие:
1. Разработка вариантов или выбор типовой принципиальной схемы гидропривода
и её анализ.
2. Гидравлический расчет системы и определение ее основных параметров в
статическом (установившемся) режиме работы.
3. Предварительный выбор гидроаппаратуры и рассмотрение вариантов её
компоновки на стенке.
4. Рабочее проектирование гидропривода и его элементов.
5. Динамический расчет параметров гидропривода в переходных режимах.
6. Тепловой расчет гидравлической системы.
7. Корректировка проекта гидропривода на основе уточненных данных
динамического и теплового расчетов.
5.1.10 Статический и динамический расчет следящих гидроприводов станков
станочных комплексов
Основные этапы проектирования. Разработка принципиальной типовой схемы
гидропривода и её анализ. Расчёт конструктивных параметров гидропривода и
нагрузочной
характеристики.
Статический
расчет
следящего
гидропривода
поступательного действия с дросселирующим золотниковым распределителем.
Построение статической характеристики. Проектный динамический расчет следящего
гидропривода и оценка качества регулирования.
5.1.11 Гидродинамические передачи (
Общие сведенья о гидродинамических передачах. Принцип работы,
классификация. Назначение. Достоинства и недостатки.
Гидродинамические муфты. Устройство и принцип действия. Регулируемые
гидромуфты. Работа с двигателем, основные особенности и методы расчета. Выбор
размера гидромуфты.
Гидродинмические трансформаторы. Устройство и принцип действия. Выбор
размера гидротрансформатора.
Установка гидромуфт на конвейерных линиях. Применение гидротрансформаторов
на кранах. Работа комплексного гидротрансформатора на экскаваторе и погрузчике.
Раздел 4. Основы проектирования и расчета пневмоприводов станков и станочных
комплексов
5.1.12 Пневматические машины
Компрессоры динамические и объемные. Пневматические исполнительные
устройства. Поступательного действия — пневмоцилиндры- поршневые и
диафрагментные. Расчет усилий, развиваемых пневмоцилиндрами. Пневматические
двигатели вращательного действия
5.1.13 Пневматическая аппаратура управления и контроля (
Пневмоаппараты. Распределительные устройства. Контрольно-регулирующая
аппаратура. Тормозные устройства. Усилительные устройства. Фильтры.
5.1.14 Расчет пневматических приводов
Приближенные расчеты бегания газа в трубопроводах. Течение газа через местное
сопротивление. Расчет при установившемся движении пневмопривода. Расчет при
неустановившемся движении.
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми
(последующими) дисциплинами
№
п/п
1.
2.
№ № разделов данной дисциплины, необходимых
для изучения обеспечиваемых (последующих)
дисциплин
Автоматизация производственных
процессов в машиностроении
Станочное и инструментальное
обеспечение автоматизированного
производства
4
+
5
+
6
+
7
+
8
+
+
+
+
+
+
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№
п/п
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12
13.
14.
Наименование раздела дисциплины
Введение
Раздел 1. Основные сведения о гидроприводах
Общие сведения о силовом объемном
гидроприводе
Общие сведения о гидравлических следящих
приводах
Общие сведения о пневмоприводах
Раздел 2. Основные составные части
гидроприводов
Объемные гидромашины
Аппаратура и оборудование гидропривода
7 Регулирование объемного гидропривода
8 Вспомогательные устройства гидроприводов
Раздел 3. Основы проектирования и расчета
гидроприводов
Этапы проектирования и расчета объемного
гидропривода
Статический и динамический расчет следящих
гидроприводов станков и станочных
комплексов
Гидродинамические передачи
Пневматические машины
Пневматическая аппаратура управления и
контроля
Расчет пневматических приводов
Лекц. Практ. Лаб
занятия зан.
2
2
1
Всего
час.
2
3
2
2
4
2
2
2
4
4
6
2
2
2
2
4
4
2
4
6
6
6
12
2
4
6
2
2
2
4
4
4
6
6
6
2
СРС
6
6
4
12
6. Практические занятия
№
п/п
№ раздела
дисциплины
Наименование практических занятий
9.
5.1.9
14.
5.1.14
Расчет гидропривода поступательного движения с
дроссельным регулированием
Расчет пневмопривода поступательного движения при
установившемся движении.
.
Трудоемкость
(час.)
6
6
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
Основная литература:
1. Башта,Т.М. Гидравлика, гидравлические машины и гидроприводы: учебник для
вузов. 2-е изд. перераб./ Т.М.Башта. - М.: Машиностроение, 1982.
2. Грянко, Л.П., Гидродинамические и гидрообъемные передачи в трансмиссиях
транспортных средств: учебное пособие/ Л.П.Грянко, Ю.М. Исаев. – СПб.: изд-во
СПБГТУ 2000.
3. Денисов, В.А., Элементы и системы гидроавтоматики: учебное пособие/
В.А.Денисов, Ю.Б.Полубояринов, Л.И.Шуб– Л.: СЗПИ, 1928.
4. Погорелов, В.И.Гидро- и пневмопривод и автоматика: учебное пособие/
В.И.Погорелов, В.С.Тюшев. – Л.: изд-во СЗПИ, 1968.
Дополнительная литература:
1.Полубояринов, Ю.Г. Гидравлические системы в станочном оборудовании.
Гидравлика (краткий курс): учебное пособие/ Ю.Г. Полубояринов. – Л.: СЗПИ, 1991.
2.Попов, Д.Н. Гидромеханика: учебник для вузов/ Д.Н.Попов, С.С.Панаиоти М.В.
Рябинин . – М.: изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2000.
3.Свешников, В.К. Станочные гидроприводы: справочник/ В.К.Свешников, А.Л.
Усов – М.: «Машиностроение». 2004.
4.Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам/ под общей
редакцией докт. техн. наук Б.Б.Некрасова. – Минск.: Высшая школа, 1985.
Разработчик:
Горный институт
доцент кафедры АТПП
О.А.Маринова
Эксперты:
____________________
(место работы)
___________________
(занимаемая должность)
_________________________
(инициалы, фамилия)
____________________
(место работы)
___________________
(занимаемая должность)
_________________________
(инициалы, фамилия)