Š®¯¨ï Š®¯¨ï Š®¯¨ï ‡ ¯¨áª .doc

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлена: 01.01.2022

Просмотров: 447

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

33


ВСТУП

В сучасному виробництві одною з основних тенденцій розвитку машинобудування, верстатів та верстатного обладнання є створення і використання спеціалізованих верстатів з високим ступенем автоматизації де необхідно реалізувати велику кількість різноманітних рухів. Одним з конструкторських рішень, за допомогою якого можна розвязати поставлені задачі, є використання гідро і пневмопристроїв, що найкраще відповідають сучасним вимогам. Застосування гідроприводів дозволяє спростити кінематику верстатів, знизити металоємність, підвищити точність, надійність і рівень автоматизації.

Широке використання цих технологій в верстатобудуванні визначається рядом їх значних переваг: можливістю отримати великі зусилля і потужності при малих розмірах гідросистеми, забезпечення широкого діапазону безступінчатого регулювання швидкості (при умові хорошої плавності руху), можливість роботи в динамічних режимах з потрібною якістю перехідних процесів, захист систем від перевантаження і точний контроль діючих зусиль. За допомогою гідроциліндрів вдається отримати прямолінійний рух без кінематичних перетворень, а також забезпечити відповідне співвідношення швидкостей прямого і зворотного ходів. До основних переваг гідроприводів слід віднести також достатньо високе значення ККД, підвищену жорсткість і довговічність.

Разом з тим гідроприводи мають і недоліки, які обмежують їх використання. Це втрати на тертя і витоки, які знижують ККД гідроприводу і викликають розігрівання робочої рідини; необхідність застосування фільтрів тонкої очистки для забезпечення надійності гідроприводів, що підвищує їх вартість і ускладнює технічне обслуговування.

В даному курсі ми розглядаємо питання оптимізованого вибору елементів гідросистеми, а саме гідроприводу, з врахуванням їх взаємної роботи, причому цей вибір визначається раціональним співвідношенням між недоліками і перевагами цих елементів. Для цього потрібно досконало знати уніфіковані вузли гідроприводів, їх систематизацію і опис з вказаними основними параметрами, розмірами, особливостями монтажу і експлуатації, раціональними областями застосування.

  1. Схема гідроприводу та опис її роботи в режимах

Максимальне навантаження на шток гідроциліндра R=90 кН

Швидкість руху штока гідроциліндра V=0.2 м /с




























Рисунок 1.1 Схема гідроприводу.










Рисунок 1.2 Циклограма руху


Установка складається з таких елементів: Н– насос; Р1,Р2,Р3 – розподільники; Ц –гідроциліндр; Кзв1, Кзв2,Кзв3– клапани зворотні; ДР – дросель; КЗ – запобіжний клапан; КП –переливний клапан; Б – бак; 2,4,5, 6–напірні лінії; 3,7,8,9,10,11 –зливні лінії;– 1всмоктувальні лінії.


1.1 Робочий хід

1.1.1 Прямий хід

Потік робочої рідини, що створюється насосом Н, по гідролінії 2 через дросель Др йде на розподільник Р1, що знаходиться у положенні “а”. В цьому положенні гідролінія 2 з’єднується з гідролінією 4, а гідролінія 8 з’єднується з гідролінією 9. При такому з’єднанні рідина іде по гідро лінії 4, клапан зворотній КЗв.1, далі по гідролінії 5 в штокову порожнину гідроциліндра Ц. В гідроциліндрі потік робочої рідини створює тиск необхідний для переміщення поршня гідроциліндра, на який діє навантаження та витискування рідини через зливну лінію 7, клапан зворотній Кзв3, зливну лінію 8, рзподільник Р1, зливну лінію 9 по якій рідина надходить баку Б.


Дросель Др призначений для регулювання швидкості руху гідроциліндра .



1.1.2 Зворотній хід.

Потік робочої рідини, що створюється насосом Н, по гідролінії 2 йде на розподільник Р1, що знаходиться у положенні “в”. В цьому положенні гідролінія 2 з’єднується з гідролінією 8, а гідролінія 4 з’єднується з гідролінією 9. При такому з’єднанні рідина іде по гідролінії 8, на розподільник Р2 який може займати дві позиції. Розглянемо їх.

Позиція а.

При цьому робоча рідина через гідролінію 2, через запобіжний клапан КЗ, зливну гідро лінію 11, потрапляє у бак Б.


Позиція б.

При цьому робоча рідина через гідролінію 7 заповнює поршневу порожнину гідроциліндра Ц, витісняючи рідину зі штокової порожнини ,потім через гідро лінію 6, переливний клапан КП, гідро лінію 10, розподільник Р1, гідро лінію 9 зливається у бак 9.

Переливний клапан КП призначені для регулювання ходу та плавності руху гідроцилінда.

1.1.3 Режим перевантаження

Іноді гідроприводи можуть працювати в режимі перевантаження – тиск в системі перевищює допустимий (на шток гідроциліндра діє навантаження, на яке не розрахована система чи перекритий один з дроселів). Коли тиск в гідросистемі перевищує допустимий, спрацьовує запобіжний клапан КЗ або переливний клапан КП .

Коли розподільник Р1 у положені «б», то рідина через гідро лінію 2, запобіжний клапан КЗ, гідро лінію 11потрапляє убак.

Коли розподільник Р1 у положені «в», рідина від гідроциліндра через гідролінію 6, переливний клапан КП, гідро лінію 10, розподільник Р1, гідро лінію 9 потрапляє у бак.

Запобіжний клапан КЗ призначений для регулювання ходу та плавності руху гідроцилінда.


2. Вибір гідроагрегатів

2.1.1 Опис гідроциліндру

Застосовувані у верстатобудуванні гідроциліндри підрозділяються:

а) по напрямку дії робітничого середовища на циліндри однобічної дії, у яких рух вихідної ланки під впливом робітничого середовища можливо тільки в одному напрямку, і двосторонньої дії, у яких рух можливий у двох взаємно протилежних напрямках;

б) по конструкції робочої камери на поршневі циліндри, у яких робочі камери утворені робочими поверхнями корпуса і поршня зі штоком (однобічним чи двосторонньої), і плунжерні, у яких робоча камера утворена робочими поверхнями корпуса і плунжера.

Основні параметри циліндрів регламентуються ДСТ 6540—68.


2.1.2 Розрахунок параметрів і вибір гідроциліндра

1) По заданій гідравлічній схемі гідропривода для розрахунку визначаємо, що у виконавчому контурі (ВК) використовується несиметричний гідроциліндр з однобічним штоком.

2) В залежності від прийнятої схеми визначаємо ефективну площу поршня гідроциліндра. Для цього складаємо рівняння сил, які прикладені до поршня гідроциліндра. Для даної схеми гідроциліндра можна використати рівняння рівноваги сил прикладених до поршня циліндра:

, (2.1)

звідки (при ):

(2.2)

Позначимо

; (2.3)

; (2.4)

(2.5)

З урахуванням прийнятих позначень отримуємо:

(2.6)

Для визначення необхідно призначити тиск , користуючись для цього табл. 1.2.








Таблиця 1.2 – Визначення параметрів гідроціліндрів

, кН

1 – 10

10 – 40

40 – 80

80 – 100

100 -1000

103 – 104

,МПа

10

16

20

25

32

50

, мм

40 – 100

80 – 160

140 – 220

180 – 250

200 -600*

160-500*


За завданням

= 125кН

де, – технологічне навантаження на шток (зусилля подачі металорізального інструмента, зусилля пресування і т. і.;

– корисне зусилля на шток гідроциліндра;

тоді,

= 16 МПа.

Приймаємо коефіцієнти: = 0,8; = 0,2; = 0,1, тоді

м2.


3) Визначаємо величину діаметра гідроциліндра

4) Отримане значення округляємо до стандартної величини за рядом стандартних значень:

= 100 мм.

Тоді визначимо з урахуванням :


5) Проводимо розрахунок діаметра штока:

(2.7)

де = 0,00785(1 – 0,8) = 0,00157 м2;

тоді,

6) Отримане значення округлюємо до найближчого стандартного

розміру [1]:

= 40 мм.


7) За даними галузевих каталогів [3] з урахуванням параметрів номінального тиску , діаметра циліндра , та діаметра штока , вибираємо гідроциліндр ГС-110.х800.20.001, який має такі основні параметри [2]:

ГС-110.х800.20.001

S = 400 мм – хід поршня.

dш = 40 мм – діаметр штоку.

Dц = 100 мм – діаметр циліндру.

Рн = 14 МПа.

Технічна характеристика гідроциліндру

Гідроциліндр ГС-110.х800.20.001


Тиск, МПа


номінальний ............................................

14

максимальний .........................................

17,5

страгивания, не більший ........................

0,9

холостого ходу ........................................

0,5

Зусилля на штоці при номінальному тиску, кН

штовхаюче ...............................................

133

тягнуче .....................................................

106


Швидкість поршня, мс-1

номінальна ..............................................

0,2

максимальна ...........................................

0,5

Коефіцієнт корисної дії

гідромеханічний .....................................

0,94

Втрати тиску,МПа…..……………...........................0.36

Маса, кг ........................................................................... 44

90%-й ресурс гідроциліндру, мотогодин ..................... 7000

В даному пункті ми вибрали гідроциліндр ГС-110.х800.20.001 з урахуванням навантаження на шток поршня і номінального тиску в системі.

2.2 Розрахунок параметрів і вибір гідронасоса

2.2.1 Теоретичні відомості

Насос є перетворювачем механічної енергії в гідравлічну. По величині робочого об’єму всі гідронасоси поділяються на:

  • нерегулюємі насоси: з постійним робочим об’ємом;

  • насоси зі змінним робочим об’ємом.

Таким чином, насос може бути нерегульованим, регульованим нереверсивним, тобто з постійним напрямком потоку, регульованим реверсивним.

По конструктивному виконанню об’ємні насоси досить різноманітні, однак всі вони працюють по принципу витискання рідини і поділяються на такі види:

шестеренні,

з зовнішнім зачепленням,

з внутрішнім зачепленням,

з зубчастим кільцем,

гвинтові, пластинчаті,

з внутрішнім впуском,

з зовнішнім впуском,поршневі,

радіально-поршневі,

аксіально-поршневі.


2.2.2 Розрахунок параметрів і вибір гідронасоса

1) Встановлюємо розрахункову подачу насоса