Основы функционирования гидросистем

ОАО «Первоуральский Новотрубный Завод»
УТВЕРЖДЕНО
Главный инженер ОАО «ПНТЗ»
__________________ В.В.Трескин
«_____»________________2012г.
Учебная программа
курсов целевого назначения
«Основы функционирования гидросистем».
г. Первоуральск, 2012 г.
1
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Настоящая программа предназначена для повышения квалификации
ремонтного и обслуживающего персонала по вопросам чтения и
составления принципиальных схем, монтажа, наладки и диагностирования
неисправностей простых гидравлических систем.
Цель курсов: повышение уровня знаний и практических навыков по
направлению: «Основы функционирования гидросистем».
Программа составлена с учетом профессиональных знаний
указанных категорий и начального уровня образования не ниже среднего
(полного) общего, и предусматривает изучение основных теоретических
сведений и приобретение практических навыков, необходимых по данной
специализации.
Продолжительность обучения составляет 40 часов, из них
теоретического обучения 28 час и 12 часов практических занятий. По
окончанию обучения на курсах целевого назначения слушатели сдают
экзамен квалификационной комиссии. Успешно сдавшие экзамен получают
сертификат по курсу обучения и удостоверение.
2
ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
№ n\n Наименование темы
Кол-во
часов
1
Введение
2
2
Структура гидравлической системы.
1
3
Давление.
1
4
Свойства рабочих жидкостей.
1
5
Движение жидкости.
1
Лабораторная работа № 1 «Исследование
2
5.1
гидравлических сопротивлений по длине».
5.2
Лабораторная работа № 2 «Исследование местных
2
гидравлических сопротивлений».
6
Потери давления.
1
7
Местные сопротивления.
1
8
Приборы для измерения давлений.
1
9
Гидростатика.
2
10
Измерение расхода. Расходомеры.
1
11
Система энергоснабжения.
1
12
Мощность потока жидкости.
1
12.1 Лабораторная работа № 3 «Определение
2
характеристики объемного насоса».
13
Рукава высокого давления.
2
14
Насосы.
2
15
Гидроаппараты.
2
16
Клапаны давления.
2
Лабораторная работа № 4 «Исследование
2
16.1
характеристик работы напорных гидроклапанов».
3
Лабораторная работа № 5 «Исследование
16.2
характеристик работы трехлинейного редукционного
2
17
гидроклапана».
Распределительная аппаратура.
2
18
Гидроцилиндры .
1
19
Гидродвигатели.
1
19.1 Лабораторная работа № 6 «Определение некоторых
2
характеристик работы гидропривода».
20
Экзамен
2
4
ПРОГРАММА
Курс «Основы функционирования гидросистем»
Тема № 1 Введение
• Ознакомление с программой обучения и графиком проведения
занятий.
• Условные
обозначения
элементов
гидравлических
схем.
Исполнительные механизмы, направляющие элементы, управление
распределителями, регуляторы расхода, клапаны направляющие,
клапаны давления, источники энергии, трубопроводы и линии связи.
Объединение
различных
устройств.
Обозначение
каналов
на
гидроаппаратах.
Тема № 2 Структура гидравлической системы.
• Силовая часть гидравлической системы. Энергообеспечивающая
часть гидравлической системы: устройства для преобразования
энергии (электродвигатель, муфта, насос, приборы для индикации
давления,
подготовки
предохранительные
среды,
подающей
устройства)
и
энергию
систему
в
устройства
для
(фильтры,
охладители, подогреватели, приборы индикации состояния рабочей
жидкости, гидробак).
• Исполнительная часть. Виды рабочих перемещений. Гидромоторы,
гидроцилиндры.
•
Управляющая часть гидравлической системы. Блок управления
энергией: устройства для формирования, обработки и передачи
5
информационных
и
управляющих
потоков
(распределители,
регуляторы расхода, клапаны давления, запорные клапаны).
• Графическое представление гидравлических систем и механизмов.
Тема № 3 Давление.
• Избыточное, атмосферное давление и вакуум. Гидростатическое
давление.
• Шкалы и единицы измерения давления. Соотношение различных
единиц измерения давления.
Тема № 4 Свойства рабочих жидкостей.
• Назначение, характеристики рабочих жидкостей.
• Виды рабочих жидкостей: минеральные масла, водные эмульсии,
вода.
• Состав рабочих жидкостей и присадки к ним.
• Физические свойства рабочих жидкостей. Основные контролируемые
свойства
масел:
кислотное
число,
зольность,
коксуемость,
содержание водорастворимых кислот и щелочей, температуры
застывания, вспышки и воспламенения, цвет. Влияние растворенного
воздуха
на
работу
гидросистем
и
меры
предупреждения
газонасыщенности. Диспергация рабочей жидкости.
6
Тема № 5 Движение жидкости.
• Уравнение Бернулли. Удельная энергия потока. Идеальная и реальная
жидкости. Уравнение неразрывности потока. Энергетический смысл
уравнения Бернулли.
• Структура
потока.
Характеристики
потока
(скорость
течения
жидкости, диаметр трубы, кинематическая вязкость). Вязкость.
Режимы течения жидкости: ламинарный и турбулентный. Расчетный
метод определения типа течения жидкости. Критическое число
Рейнольдса. Коэффициент Кориолиса.
• Расход жидкости: объемный, массовый, силовой.
• Кавитация.
Сущность
явления,
причины,
воздействие
на
гидроаппаратуру, методы для уменьшения разрушающего эффекта
кавитации.
Тема № 6 Потери давления.
• Потери давления в трубе при ламинарном и турбулентном течении
жидкости.
• Расчет коэффициента гидравлического трения. Методы снижения
потерь на трение.
Тема № 7 Местные сопротивления.
• Виды местных сопротивлений: внезапные сужения и расширения,
повороты, конфузоры, диффузоры. Истечение жидкости через
насадки. Расчет местных сопротивлений.
• Переменный дроссель. Диафрагма. Расход жидкости через дроссель и
диафрагму.
• Соединение
местных
сопротивлений.
Последовательное
и
7
параллельное соединение местных сопротивлений.
Тема № 8 Приборы для измерения давлений.
• Виды приборов для измерения давления. Измерение абсолютного и
относительного давления. Пьезометр, U-образный мановакуумметр,
микроманометр.
• Поршневой манометр. Манометр мембранного типа. Устройство и
принцип действия.
• Стрелочный манометр. Трубка Бурдона. Устройство и принцип
действия.
Тем а № 9 Гидростатика.
• Способы создания давления. Гидростатическое давление. Давление,
возникающее под действием внешней силы. Закон Паскаля.
• Основное уравнение гидростатики. Преобразование сил и давлений.
Гидравлический
рычаг.
Преобразование
давления
на
поршне
цилиндра двухстороннего действия.
Тема № 10 Измерение расходов. Расходомеры.
• Способы измерения объемного расхода.
• Приборы для измерения объемного расхода: диафрагма, расходомер
Вентури, ротаметр, трубка Пито-Прандтля, вихревой расходомер,
УЗК-расходомер. Устройство, принцип действия.
8
Тема № 11 Система энергоснабжения.
• Основные
составляющие
системы
энергоснабжения.
Насосы:
поршневые, роторные. Устройство, принцип действия, расчет
параметров насоса: рабочий объем, объемный расход. Потери
мощности и коэффициент полезного действия насоса.
• Возможные неисправности и способы их устранения. Требования к
ремонту. Ориентировочный объем работ при периодическом осмотре,
текущем, среднем и капитальном ремонтах.
• Подготовка (обработка) рабочей жидкости. Функции
рабочей
жидкости и предъявляемые к ней требования. Устройства для
кондиционирования
рабочей
жидкости:
фильтры,
охладители,
подогреватели, приборы индикации состояния рабочей жидкости,
гидробак - устройство и предъявляемые к ним требования.
Тема № 12 Мощность потока жидкости.
• •Расчет мощности гидропривода. Полная энергия гидравлической
системы: потенциальная энергия, энергия давления, кинетическая
энергия, тепловая энергия. Потери мощности.
Тема № 13 Рукава высокого давления. Монтаж рукавов.
• Назначение и область применения гибких трубопроводов.
• Устройство
гибких
трубопроводов.
Соединения
гибких
трубопроводов: неразъемные, разъемные, быстроразъемные. Виды и
устройство разъемных соединений.
• Рекомендации но выбору рукавов высокого давления.
• Характеристики гибких трубопроводов: максимально допустимое
9
рабочее давление, разрушающее давление, относительное удлинение,
радиус изгиба, рабочая температура. Испытание рукавов.
• Правила монтажа рукавов высокого давления.
Тема № 14 Насосы.
• Типы и параметры насосов.
• Конструкция и принцип действия насосов: а) шестеренный насос; б)
пластинчатый насос; в) аксиально-поршневой насос; г) радиальнопоршневой насос. Обозначение насосов на принципиальных схемах.
• Характеристики и расчет насосов: рабочий объем, объемный pacxoд,
входная и выходная мощность, коэффициент полезного действия.
• Требования
к
техническому
обслуживанию,
возможные
неисправности и способы их устранения.
Тема №15 Гидроаппараты.
• Виды гидроаппаратов: клапанные гидроаппараты, золотниковые
гидроаппараты.
• Регулирующие гидроаппараты: дроссели, регуляторы давления,
регуляторы расхода. Устройство, принцип действия.
• Направляющие гидроаппараты: клапаны разности и соотношения
давления, гидрораспределители.
• Управляющие кромки и перекрытие золотника. Гидравлическая
разгрузка золотника.
10
Тема № 16 Клапаны давления.
• Назначение, конструкция и принцип действия клапанов давления.
• Клапаны
разности
редукционные
и
соотношения
гидроклапаны
прямого
давления.
и
Напорные
непрямого
и
действия.
Обозначение на принципиальных гидросхемах.
Тема №17 Распределительная аппаратура.
• Назначение, конструкция и принцип действия распределителей. Виды
управляющего воздействия.
• Обозначение распределителей на принципиальных гидросхемах.
Тема № 18 Гидроцилиндры.
• Назначение
применения
и
конструкция
гидроцилиндров
гидроцилиндров.
одностороннего
и
Особенности
двустороннего
действия.
• Демпфирование
конструкция
и
в
конце
принцип
хода
гидроцилиндра.
действия
демпфера.
Назначение,
Регулирование
демпфирования.
• Уплотнения. Уплотнения внутреннего и наружного исполнения.
Профиль уплотнительного элемента, применение распорных колец.
Материал уплотнительных колец.
• Способы крепления гидроцилиндров: подвижное (цапфенное) и
неподвижное (фланцевое) крепление. Влияние изгибающей нагрузки.
11
Тема №19 Гидродвигатели.
• Гидромоторы, поворотные двигатели. Виды, принцип действия.
Параметры гидромоторов: рабочий объем, входная и выходная
мощность, расход гидромотора.
12
Практические занятия
Лабораторная работа № 1
Тема: «Исследование гидравлических сопротивлений длине».
Цель: экспериментальное исследование взаимосвязи между расходом
жидкости и потерями давления в трубе круглого сечения; выявление
влияния внутреннего диаметра трубы на указанную взаимосвязь;
ознакомление с методикой определения коэффициента гидравлического
трения на основании опытных данных.
Лабораторная работа № 2
Тема: «Исследование местных гидравлических сопротивлений».
Цель: экспериментальное исследование взаимосвязи между расходом
жидкости и потерями давления на рабочем окне регулируемого дросселя;
выявление влияния площади проходного сечения рабочего окна
дросселя
на
указанную
взаимосвязь;
ознакомление
с
методикой
определения коэффициента гидравлического сопротивления на основании
опытных данных.
Лабораторная работа № 3
Тема: «Определение характеристики объемного насоса».
Цель:
насоса,
экспериментальное
под
которой
определение
понимают
характеристики
зависимость
подачи
объемного
насоса
от
создаваемого им давления при постоянной частоте вращения вала
насоса.
13
Лабораторная работа № 4
Тема: «Исследование характеристик работы напорных гидроклапанов».
Цель: экспериментальное определение для напорных гидроклапанов
прямого и непрямого действия гидравлической (расходно-перепадной)
характеристики, представляющей собой зависимость давления перед
клапаном от расхода жидкости через него.
Лабораторная работа № 5
Тема: «Исследование характеристик работы трехлинейного редукционного
гидроклапана».
Цель: экспериментальное определение зависимости давления в выходном
канале редукционного клапана от давления в его входном канале при
нулевом расходе жидкости через клапан, а также зависимости давления в
выходном канале редукционного клапана от расхода жидкости через
клапан при постоянном давлении в его входном канале.
Лабораторная работа № 6
Тема: «Определение некоторых характеристик работы гидропривода».
Цель: приобретение навыков определения некоторых характеристик
работы гидропривода (время выполнения операции, средняя скорость
движения штока, расход, усилие на штоке гидроцилиндра, полезная работа
гидропривода, средняя полезная мощность, средняя мощность на выходе
насоса,
коэффициент
полезного
действия)
па
основании
экспериментальных данных.
14
Список используемой литературы:
1. Меркле Д., Шрадер Б., Томес М. Гидравлические средства автоматики.
Изд-во ф. «Фесто-Дидактик КГ», 1988г.
2. В. Г. Гейер, В. С. Дулин, А. Н. Заря. Гидравлика и гидропривод.
Изд-во «Недра», Москва, 1991г.
3. В. К. Свешников, А. А. Усов. Станочные гидроприводы. Изд-во
«Машиностроение», Москва, 1988г.
4. О. Н. Кукушкин и др. Правила технической эксплуатации
гидроприводов на предприятиях черной металлургии. Изд-во
«Гектор», Санкт-Петербург, 1992г.
5. Сборник типовых программ ЗСМК, 2000г., № 020/62.
Программу и экзаменационные билеты составил:
Преподаватель
Е.Г. Жирков
СОГЛАСОВАНО:
Главный механик
Догадин А.В.
Начальник управления по
работе с персоналом
Супроненко Д.Л.
Начальник Образовательного
Центра
Ларионов М.М.
15