Файл: Курсовая расчет гидропривода с автономным задатчиком перемещения.pdf
Добавлен: 15.11.2018
Просмотров: 1769
Скачиваний: 27
При составлении уравнении движения привода сделаны следующие
допущения:
- функции, описывающие расходные и силовые характеристики
элементов привода, непрерывны;
- динамикой задающего электродвигателя пренебрегают;
- давление в напорной магистрали постоянно;
- давлением слива пренебрегают;
- люфты и упругость в передаточных цепях АЗП отсутствуют;
- насыщение по расходу и давлению не происходит;
- положение рабочего органа соответствует среднему положению
поршня в цилиндре;
- перетечками в цилиндре и золотнике пренебрегают.
1.1. Расчет силы резания
Строгание можно рассматривать как точение участка детали с
бесконечно большим диаметром. Таким образом скорость, усилия и
мощность резания при строгании определяют по тем же формулам, что и для
точения.
Сила резания для строгания определяется по формуле:
;
10
n
y
x
p
F
z
v
s
t
C
F
F
F
где С
F
= 247 коэффициент, характеризующий материал детали, резца и
вид обработки;
х
F
= 1, у
F
= 1, n = 0 показатели степени;
v – скорость резания, определяемая по формуле:
;
v
v
y
x
p
m
v
s
t
T
C
v
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
7
ВлГУ.220700.8/28.10.4.00.ПЗ
где С
v
= 68,5 коэффициент, характеризующий вид и условия обработки,
а также материал изделия и резца;
s = 0,4 (поскольку при строгании отсутствует данная характеристика,
значение принято условно) подача, мм/об;
t
р
= 1 – глубина резания, мм;
Т = 60 – стойкость, мин;
x
v
, = 0, y
v
, = 0,4, т = 0,2– показатели степени, зависящие от свойств
обрабатываемого металла, материала резца и вида обработки.
Тогда рассчитанная скорость резания равна: v = 44 м/мин.
Сила резания: 988 Н ≈ 5 кН.
1.2. Расчет скорости привода
Площадь поверхности поршня выражается из формулы:
???? = ????
н
∙ ???? − ???? ∙ ???? ∙ ????,
где
????
н
= 3 Мпа – давление в напорной линии,
???? – площадь поверхности поршня, см
2
,
???? = 1,5·10
4
кг/с – коэффициент вязкого трения,
???? = 550 кг – масса подвижной части,
???? = 9,8 м/с
2
– ускорение свободного падения.
Тогда:
???? =
???? + ???? ∙ ???? ∙ ????
????
н
=
1000 + (1,5 · 10
4
∙ 550 ∙ 9,8)
3 ∙ 10
6
= 26,95 ≈ 27 см
2
.
Площадь поверхности поршня F = 27 см
2
.
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
8
ВлГУ.220700.8/28.10.4.00.ПЗ
Скорость привода находится из выражения для скоростной ошибки:
????
СК
=
1,62 ∙ 10
−5
∙ ???? ∙ ????
0
????
ОС
∙ √????
н
,
где
????
СК
= 0,4 мм – скоростная ошибка,
????
ОС
= 0,75 – коэффициент обратной связи,
????
н
= 3 МПа – давление в напорной линии,
F = 27 см
2
= 0,0027 м
2
– площадь поверхности поршня,
????
0
– скорость привода, мм/мин.
Тогда:
????
0
=
????
СК
∙ ????
ОС
∙ √????
н
1,62 ∙ 10
−5
∙ ????
=
0,4 ∙ 0,75 ∙ √3
1,62 ∙ 10
−5
∙ 27
= 1188 мм/мин.
Скорость привода
????
0
= 1188 мм/мин.
1.3. Расчет перемещения щели золотника
Значение коэффициентов К
Р
[м
3
/(с·Па)] и К
У
(м
2
/с) определяются по
следующим формулам:
????
????
=
0,7 ∙ 10
−8
√????
н
;
????
????
=
???? ∙ ???? ∙ ????
0
√????
н
∙ ????
;
????
У
=
0,5 ∙ 10
−4
√????
н
????
У
= ???? ∙ ????√
????
н
????
где
????
У
– коэффициент усиления золотника, характеризующий
возрастание расхода при увеличении рабочей щели,
????
????
– коэффициент податливости золотника, характеризующий уменьшение
расхода при возрастании перепада давления в полостях гидроцилиндра,
????
н
= 3 МПа – давление в напорной линии,
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
9
ВлГУ.220700.8/28.10.4.00.ПЗ
μ = 0,7 – постоянный коэффициент расхода,
???? – ширина щели золотника, мм,
????
0
– перемещение золотника, мм,
???? = 900 кг/м
3
– плотность рабочей жидкости.
Тогда ширина щели золотника из формул определения коэффициента
усиления золотника:
???? =
0,5 ∙ 10
−4
∙ √????
????
=
0,5 ∙ 10
−4
∙ √900
0,7
= 0,0021 м = 2,1 мм.
Перемещение золотника, из формул определения коэффициента
податливости золотника:
????
0
=
0,7 ∙ 10
−8
∙ √????
???? ∙ ????
=
0,7 ∙ 10
−8
∙ √900
0,7 ∙ 0,0021
= 0,00014 м = 0,14 мм.
2. Расчет линейного электрогидравлического привода с автономным
задатчиком перемещения
2.1. Расчет площади гидроцилиндра по четырем критериям
Воспользуемся методикой расчета продолженной в методических
указания к данному курсовому проекту.
Задаваясь несколькими значениями давления в напорной линии (0,2; 4;
6; 8; 10 МП), определяем требуемую площадь гидроцилиндра по следующим
четырем критериям.
.
10
62
,
0
;
4
,
0
;
10
];
31
,
1
34
,
3
[
10
0
5
4
3
2
2
1
x
p
K
F
F
К
p
J
F
F
p
R
K
F
F
p
L
p
K
M
K
F
F
н
oc
ck
ос
н
н
зн
н
н
oc
зу
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
10
ВлГУ.220700.8/28.10.4.00.ПЗ
Тип операции – строгание; М = 550 кг; К
ЗУ
= 0,7; К
ЗН
= 0,9; К
ОС
= 0,75;
ε
СК
= 0,4 мм; J = 600 Н/мм;
????
0
= 1188 мм/мин
????
11
= 10
−2
∙ 0,7 ∙ 550 ∙ [3,34 ∙ 0,75 ∙ √0,2 −
1,31
0,5 ∙ √0,2
] = −18,24 см
2
,
????
21
= 10 ∙ 0,9 ∙
1,0
0,2
= 45 см
2
,
????
31
=
0,4 ∙ 600
0,2 ∙ 0,75
= 1600 см
2
,
????
41
= 0,62 ∙ 10
5
∙ 0,4 ∙ 0,75 ∙
√0,2
1188
Остальные расчеты произведем аналогичным образом, результаты запишем в
таблицу 1.
Таблица 1 – Данные для определения области допустимых значений площади
гидроцилиндра
Давление,
МПа
J
Площадь гидроцилиндра F
ij
, см
2
F
1j
F
2j
F
3j
F4
j
0,2
1
-18,24
45
1600
699,0
4
2
14,25
2,25
80
3126,05
6
3
19,51
1,5
53,33
3828,61
8
4
23,71
1,125
40
4420,90
10
5
27,31
0,9
32
4942,72
По полученным данным построим графики ограничивающие область
допустимых значений площадей гидроцилиндра и давлений в напорной
линии (рисунок 2). На рисунке область допустимых значений заштрихована.
Из данной области выбираем площадь гидроцилиндра F = 40 см
2
, давление в
напорной линии 8,5 МПа.
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
11
ВлГУ.220700.8/28.10.4.00.ПЗ