Надежность функционирования гидравлических и пневматических систем в машинах и аппаратах бытового назначения

        Издательско-торговая корпорация «Дашков и К°»



Ж. А. Романович В. А. Высоцкий

НАДЕЖНОСТЬ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ И ПНЕВМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ В МАШИНАХ И АППАРАТАХ БЫТОВОГО НАЗНАЧЕНИЯ


Учебник

Под общей редакцией доктора технических наук, профессора Ж. А. Романовича



Допущено Министерством образования Российской Федерации в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности “Сервис”


        Москва, 2012

УДК 64.06 — 192.001.24(075)
ББК 38.93
    Р54




Рецензенты:
     Ф. А. Петрище — доктор технических наук, профессор;
     Л. А. Каплин — доктор технических наук, профессор.






           Романович Ж. А.
Р54        Надежность функционирования гидравлических и пнев       матических систем в машинах и аппаратах бытового назначения: Учебник / Ж. А. Романович, В. А. Высоцкий / Под общей ред. проф. Ж. А. Романовича. — М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К°», 2012. — 272 с.

           ISBN 978-5-394-01732-2

           Современные предприятия сферы сервиса оснащены гидравлическими и пневматическими приводами, машинами и аппаратами бытового назначения, имеющими разветвленную сеть трубопроводов: насосами, фильтрами, устройствами, исполнительными механизмами, вентиляторами, емкостями для хранения различных жидкостей, моющих растворов и других типовых элементов.
           В учебнике дан анализ условий работы элементов гидросистем, приведены показатели надежности некоторых элементов, выбор и расчет надежности и прочности гидро- и пневмоаппаратуры элементов бытовых машин и приборов, пути повышения их надежности.
           Приведены принципиальные схемы функционирования систем гидроприводов машин швейного и обувного производства, бытовых стиральных и посудомоечных машин.
           Для студентов высших и средних специальных учебных заведений, обучающихся по специальности 23700 “Сервис”, а также для инженерно-технических работников, связанных с проектированием и эксплуатацией гидравлических и пневматических систем бытового назначения.



ISBN 978-5-394-01732-2

© Ж. А. Романович, В. А. Высоцкий, 2005

                Содержание





Предисловие....................................7

Раздел I. Гидравлические и пневматические машины и элементы систем сервиса

1. Основные понятия и определения..............9
2. Классификация объемных гидроприводов.......10
3. Рабочие жидкости...........................11
  3.1. Свойства рабочих жидкостей и требования, предъявляемые к ним........................11
  3.2. Выбор и эксплуатация рабочих жидкостей.12
4. Объемные гидравлические машины ............14
  4.1. Классификация объемных машин...........14
  4.2. Основные параметры объемных насосов и гидромоторов.............................16
4.3. Конструкции объемных насосов и гидромоторов ........................... 20
     4.3.1. Шестеренные насосы и гидромоторы..20
     4.3.2. Пластинчатые насосы и гидромоторы .... 23
     4.3.3. Радиальные роторно-поршневые насосы и гидромоторы.....................27
5. Гидроцилиндры..............................29
  5.1. Классификация, основные схемы и устройство силовых цилиндров.............29
  5.2. Поворотные гидроцилиндры...............33

3

6. Элементы гидропривода......................35
  6.1. Гидрораспределители....................35
  6.2. Клапаны................................43
  6.3. Гидравлические аккумуляторы............56
  6.4. Гидродроссели..........................58
  6.5. Фильтры................................61
7. Выбор и расчет основных агрегатов гидравлического привода........................65
  7.1. Расчет и выбор силовых гидроцилиндров..67
  7.2. Выбор материала для деталей силовых цилиндров....................................72
  7.3. Расчет и выбор уплотнений..............72
  7.4. Выбор объемных гидравлических   машин..75
  7.5. Выбор агрегатов управления, предохранения
     и вспомогательных элементов гидропривода... 77
  7.6. Расчет трубопроводов ................... 78
8. Гидравлические схемы машин обувного и швейного производств.........................80
  8.1. Гидропривод машин обувного производства ...80
     8.1.1 Гидропривод прессов для вырубания деталей обуви............................80
     8.1.2. Гидропривод машин для обтяжки и клеевой затяжки носочно-пучковой части заготовки обуви....................95
     8.1.3. Гидропривод машин для формования и клеевой затяжки пяточной части заготовки обуви .......................... 113
     8.1.4. Гидропривод машин для приклеивания подошв....................................124
  8.2. Гидропривод машин швейного производства ....138

4

Раздел II. Функционирование типовых элементов гидравлических систем
9. Общие требования к функционированию элементов машин и аппаратов бытового назначения.........145
  9.1. Характеристика эксплуатационной надежности типовых гидравлических элементов............147
  9.2. Расчет эксплуатационной надежности и прочности гидро- и пневмоарматуры элементов БМиП.............................150
  9.3. Конструкция элементов и гидросистем двухбаковых стиральных машин полуавтоматического типа...................156
10. Гидравлическая система стиральных машин зарубежного производства серии МАХХ-4.........165
  10.1. Общие характеристики ............... 165
  10.2. Элементы конструкции.................170
  10.3. Гидравлический расчет стиральных машин предприятий сферы сервиса ................ 172
  10.4. Гидравлический расчет трубопроводов..178
11. Технологические режимы обработки посуды в бытовых посудомоечных машинах..............183
  11.1. Классификация методов мойки столовой посуды в посудомоечных машинах..............183
  11.2. Исследование моющего действия струи посудомоечных машин.........................192
  11.3. Основные технические требования к комплектующим изделиям бытовых посудомоечных машин........................198
12. Механизмы прессов и автоматов............204
  12.1. Гидравлическое оборудование прессов..204

5

  12.2. Динамика гидравлического пресса.....224
  12.3. Динамика пневматического пресса.....238
13. Пресс-формы ............................242
14. Пневмогидравлические устройства обеспечения технологических операций по механизации работ на предприятиях сервиса...............244
15. Пути повышения надежности гидравлических систем......................................254
Приложение..................................263
Литература..................................270

6

                Предисёовие





    Функционирование гидравлических и пневматических систем, элементов и устройств развивается в нескольких основных направлениях: выяснения физической сущности отказов и неисправностей с установлением основных факторов, определяющих их возникновение, и разработки математического метода качественной оценки вероятности безотказной работы.
    Однако если математические методы количественной оценки работоспособности у нас в стране и за рубежом получили широкое развитие, то изучение физико-механических и химических процессов, определяющих возникновение отказов в машинах и аппаратах бытового назначения, отстает от требований, предъявляемых в связи с разработкой методов исследования работоспособности бурно развивающейся современной техники.
    Гидравлические и пневматические агрегаты современных машин и аппаратов бытового назначения имеют большое количество различных по конструкции и назначению золотниковых и сопряженных пар, которые применяются для автоматического регулирования производительности насосов и управления гидравлическими силовыми агрегатами. Поэтому для изучения физической сущности отказов и неисправностей гидравлических и пневматических агрегатов необходимо детально исследовать причины, приводящие к снижению работоспособности элементов и узлов прецизионных пар. Благодаря высокой точности, малым габаритным размерам и весу, возможности автоматизации производственных процессов гидравлических и пневмоприводов имеет широкое применение. Гидравлические пневматические устройства обеспечивают сравнительно легкую возможность бесступенчатого регулирования скоростей в широком диапазоне, охватываю

7

щем не только накладку, но и регулирование режима работы машин и аппаратов бытового назначения в процессе проведения технологической операции по результатам активного контроля или по заранее разработанной программе. Отметим, что ни одно техническое решение не может быть столь простым, экономичным и надежным, как применение гидравлических и пневматически устройств. Все это дает возможность утверждать, что прогресс техники в большинстве отраслей, выпускающих машины и аппараты бытового назначения, немыслим без широкого применения гидравлических и пневматических устройств в качестве приводных и исполнительных механизмов.
    В учебнике рассмотрены вопросы выбора и расчета основных агрегатов гидравлических и пневматических приводов машин и аппаратов бытового назначения, схемы стиральных машин, машин обувного и швейного производства, приведены некоторые справочные материалы по гидравлическому и пневматическому оборудованию и рабочим жидкостям. Изложен подход к определению физической сущности надежности гидравлических систем.
    Учебник состоит из двух разделов, в которых излагаются все вопросы, представляющие практический интерес как для работников проектных организаций, связанных с проектированием, эксплуатацией и автоматизацией производственных процессов, так и студентов высших и средних учебных заведений по специальности 23700 “Сервис”.

8

                Раздеё I. Гидравёические и ревматические машины и эёеме^ы систем сервиса





            1. Основные понятия и определения


    Гидропривод — это совокупность устройств, приводящих в движение механизмы и машины посредством давления рабочей жидкости.
    Если основой гидропривода является объемная гидропередача, в которой механическая энергия преобразуется в потенциальную энергию давления, передаваемую, в свою очередь, рабочей жидкостью одному или нескольким объемным гидродвигателям, то такой гидропривод называется объемным.
    В объемной гидропередаче, состоящей из объемного насоса и объемного гидродвигателя, преобразование энергии идет следующим образом: механическая энергия приводящего двигателя преобразуется в энергию рабочей жидкости, которая гидродвигателем преобразуется в энергию движения выходного звена.
    Объемный насос — это объемная гидромашина, предназначенная для преобразования энергии приводящего двигателя (входного звена) в энергию потока рабочей жидкости.
    Объемной гидромашиной называется гидромашина, в которой сообщение энергии рабочей жидкости осуществляется изменением замкнутого объема (рабочей камеры) при периодическом сообщении его со входом и выходом рабочей камеры.
    Объемные гидромашины по назначению подразделяются на:
    —  объемные насосы;
    —  объемные гидродвигатели.

9

    Объемные насосы подразделяются на:
    —   возвратно-поступательные;
    —   роторно-вращательные.
    Возвратно-поступательные — это насосы поршневые, плунжерные, роторно-поршневые и диафрагмовые.
    Роторно-вращательные — это насосы шестеренные, кулачковые, винтовые.
    Объемные гидродвигатели по характеру выходного звена имеют следующую классификацию:
    —   гидроцилиндры;
    —   поворотные гидроцилиндры;
    —   гидромоторы.
    В гидравлическом приводе машин легкой промышленности наибольшее применение получил объемный гидропривод.


            2.       Кёассификация объемах гидроприводов


    Объемный гидропривод классифицируют следующим образом.
    1. По характеру движения выходного звена:
    —   поступательный, гидродвигателем является гидроцилиндр;
    —       поворотный, гидродвигателем является поворотный гидроцилиндр;
    —   вращательный, гидродвигатель — гидромотор.
    2. По источнику подачи рабочей жидкости:
    —       насосный, рабочая жидкость (р. ж.) подается в гидродвигатели насосами, входящими в состав гидропривода;
    —       аккумуляторный, рабочая жидкость подается из гидроаккумуляторов, предварительно заполненных от источника, не входящего в состав гидропривода;
    —       магистральный, рабочая жидкость подается в гидродвигатель от магистрали, не входящей в состав гидропривода.
    3. По циркуляции рабочей жидкости:
    —       с замкнутой циркуляцией, рабочая жидкость не попадает в гидробак, а от гидродвигателя возвращается во всасывающую линию насоса;

10