Для представленной структурной схемы (рис 1) разработать принципиальную гидравлическую схему привода поступательного движения и определить его рабочие параметры

Длина линии всасывания l1=0,4 м. Длина линии нагнетания l2+l3=1,2+3,2=4,4 м, линии слива l4+l5+l6=3,3+3,8+0,5=7,6 м.
1. Разработка принципиальной гидравлической схемы привода поступательного движения
Рис. 2. Принципиальная гидравлическая схема привода
Принимаем разомкнутую схему циркуляции рабочей жидкости, характерную для ОГП поступательного движения. Возвратно-поступательное движение поршня цилиндра Ц обеспечивает четырехлинейный трехпозиционный золотниковый гидрораспределитель Р с электромагнитным управлением, с центрированием золотника пружинами. В нейтральной позиции золотника для разгрузки насоса рабочая жидкость отводится в гидробак Б через фильтр Ф. Для защиты гидросистемы от перегрузок параллельно напорной линии включен предохранительный клапан К (рис. 2).
2. Выбор рабочей жидкости
С учетом заданного диапазона температур эксплуатации привода принимаем высококачественное минеральное масло МГ-22-А (веретенное АУ), которое обеспечивает пуск гидроприводов при температуре до -35ºС. Эта рабочая жидкость предназначена для гидроприводов, работающих при давлениях до 15 МПа, и имеет следующие характеристики:
- температура застывания не выше -45℃;
- температура вспышки не ниже 165℃;
- максимально допустимая температура (в объеме) – 80ºС;
- плотность 886-896 кгм3;
- вязкость при температуре 50ºС ν=0,14∙10-4 м2с.
3. Выбор рабочего давления привода
Для РЖ с вязкостью при температуре 50ºС ν=0,14∙10-4 м2с рекомендуемое давление в ОГП до 6,3 МПа. С учетом потерь в гидравлическом тракте предварительно принимаем рабочее давление гидропривода равным 5,8 МПа.
4. Определение размеров гидроцилиндра
Рабочая площадь поршня:
S=Fp1∙ηмц∙ηг=100005,8∙106∙0,95∙0,92=0,00197 м2,
где ηмц=0,95-предварительно принятое значение механического КПД гидроцилиндра;
ηг=0,92-предварительно принятое значение гидравлического КПД для учета потерь давления в гидравлическом тракте ОГП.
Внутренний диаметр D гидроцилиндра при заданной схеме нагружения:
D=2∙Sπ=2∙0,001973,14=0,0501 м.
Принимаем D=55 мм.
Диаметр штока:
dD=0,5⇒d=0,5D=0,5∙0,055=0,0275 м.
Принимаем d=30 мм.
Выбираем стандартный гидроцилиндр с манжетными уплотнениями с параметрами D=55 мм, L=400 мм, объемным КПД ηоц=1, механическим КПД ηмц=0,95.
Уточненная площадь поршня при D=55 мм:
S=πD24=3,14∙0,05524=0,00238 м2.
Расчетное давление, которое должен создавать насос в поршневой полости:
p1р=4FπD2ηмцηг=4∙100003,14∙0,0552∙0,95∙0,92=4,816∙106 Па.
Расчетное давление p1р=4,816∙106 Па не превышает принятое ранее p1=5,8 МПа.
5 . Определение потребной подачи насоса
Для определения потребной подачи насоса необходимо знать скорость выдвижения штока при рабочем ходе. Скорость v1 определяется из системы уравнений:
v1=Lt1,v2=kмv1=Lt2,t1+t2=60i,
где kм=D2D2-d2=0,05520,0552-0,032=1,424-коэффициент мультипликации;
t1 и t2-продолжительность рабочего и обратного хода поршня соответственно, с.
Из решения системы уравнений:
- скорость рабочего хода v1=0,068 мс;
- скорость обратного хода v2=0,097 мс;
- продолжительность рабочего хода t1=5,87 с;
- продолжительность обратного хода t2=4,13 с.
Время цикла t1+t2=10 с, что соответствует 6 циклам в минуту.
Потребная подача РЖ в поршневую полость гидроцилиндра:
Qп=v1Sηоц=0,068∙2,38∙10-31=0,162∙10-3 м3с,
где ηоц=1-объемный КПД гидроцилиндра.
Предварительно потребная подача Q1 насоса для обеспечения заданной скорости штока:
Q1=Qпηорη01=0,162∙10-30,97∙0,96=0,174∙10-3 м3с,
где ηор=0,97-предварительно принятое значение объемного КПД гидроаппаратуры;
η01=0,96-предварительно принятое значение объемного КПД насоса.
6. Выбор типоразмеров гидроаппаратов и вспомогательных устройств
Гидроаппараты и вспомогательные устройства выбираем из условия пропуска ими потребной подачи Q1 без превышения расчетного давления p1р.
Выбираем клапан предохранительный Г-52-25 с рабочим давлением 2-20 МПа, максимальным расходом 20 л/мин. Утечки через клапан ∆Qут.клап=0,03 лмин.
Рекомендуемая номинальная тонкость фильтрации для ОГП с рабочим давлением до 10 МПа δ<80 мкм. Выбираем пластинчатый фильтр С42-14 с рабочим давлением 6,3 МПа, пропускной способностью 0,524 дм3/с (32 л/мин). Перепад давления на фильтре ∆pф=0,1 МПа.
Выбираем реверсивный золотниковый гидрораспределитель со стыковым присоединением и электрическим управлением 64ПГ 73-12, у которого в нейтральном положении золотника напорная линия насоса соединена с линией слива