Выбор исполнительного гидродвигателя для обеспечения фиксации стола

1.3. Выбор исполнительного гидродвигателя для обеспечения фиксации стола

Для фиксации стола будем использовать гидроцилиндр. Для этого необходимо определить расчетный диаметр поршня:

мм

Округляем расчетный диаметр до стандартного значения: D_p=63 мм.

Проверяем выполнение следующего условия:

л/мин

По заданию необходимо обеспечить ход 9 мм. Выбираем стандартное значение хода S=10 мм.

Выбираем гидроцилиндр со следующими характеристиками:

ü  - диаметр цилиндра;

ü  - диаметр штока;

ü  - ход поршня.

2.  Проектирование принципиальной гидравлической схемы

Перед составлением схемы необходимо выбрать способ регулирования скорости выходных звеньев гидродвигателей. В курсовой работе используется дроссельный способ управления, заключающийся в создании гидравлического сопротивления потоку жидкости, путем изменения проходного сечения.

Схема проектируется на основе имеющихся циклограмм движения рабочих органов станка.

2.1. Выбор схемы установки дросселя

В данном случае целесообразно использовать схемы установки дросселя на входе гидродвигателя. Такая схема позволяет обеспечить более высокий к. п. д.

2.2. Определение количества дросселей и регуляторов расхода

Количество дросселей и регуляторов расхода выбирается отдельно для каждого гидродвигателя, по циклограммам движения рабочих органов станка. Для быстрых перемещений используются дроссели, а для рабочих подач – регуляторы расхода.

2.2.1.Для движения L1 (гидромотор):

Рабочий орган станка совершает движение по следующему циклу: стоп (С)→быстро вперед (БВ) →рабочая подача со скоростью 1 (РП1) →быстро назад (БН)→стоп (С) → рабочая подача со скоростью 2 (РП2) → быстро назад (БН)→стоп в течении времени между циклами (ВМЦ).

Объединяем движения по группам. Первой группе соответствуют быстрые перемещения – БВ и БН, второй группе – рабочая подача РП. По таблице 2.1 [1, с.21] находим необходимое количество дросселей и регуляторов расхода для каждой из групп:

ü  Первая группа: необходимое количество дросселей – 1

ü  Вторая группа: необходимое количество регуляторов расхода – 1

Таким образом, общее количество аппаратов:

ü  Дроссели……………………………………………….1 шт.;

ü  Регуляторы расхода…………………………………...1 шт.

2.2.2.Для движения L2 (поворотный гидродвигатель):

Рабочий орган станка совершает движение по следующему циклу: стоп (С)→быстро вперед (БВ) →стоп (С) →быстро назад (БН)→стоп (С).

Объединяем движения по группам. Первой группе соответствуют быстрые перемещения – БВ и БН. По таблице 2.1 [1, с.21] находим необходимое количество дросселей и регуляторов расхода для каждой из групп:

ü  Первая группа: необходимое количество дросселей – 1

Таким образом, общее количество аппаратов:

ü  Дроссели……………………………………………….1 шт.

2.2.3.Для движения L3 (односторонний гидроцилиндр с пружинным возвратом):

Рабочий орган станка совершает движение по следующему циклу: отжим (О)→стоп (С)→зажим (З)→стоп (С)→ отжим (О)→стоп (С)→зажим (З)→стоп (С).

Объединяем движения по группам. Первой группе соответствуют движения – О и З. По таблице 2.1 [1, с.21] находим необходимое количество дросселей и регуляторов расхода для каждой из групп:

ü  Первая группа: необходимое количество дросселей – 2

Таким образом, общее количество аппаратов:

ü  Дроссели……………………………………………….2 шт.

Итак, в гидравлической схеме понадобится:

ü  Дроссели……………………………………………….4 шт.;

ü  Регуляторы расхода………………………………….1 шт.

2.3.  Выбор схем разветвления потоков и определение общего вида гидросхемы

Принцип работы гидропривода, собранного по составленной гидравлической схеме достаточно прост: масло проходит через определенный настроенный дросселирующий аппарат и поступает в напорную полость соответствующего гидродвигателя. В это же время масло из сливной полости вытесняется и поступает на слив, в масляный бак.

Различные участки циклограммы показывают, что масло, в течении цикла, должно направляться по различным трубопроводам, проходить через различные дросселирующие аппараты и поступать к гидродвигателю. Таким образом, гидравлическая схема строится на основе разветвления потоков. Этот принцип позволяет достигнуть инвариантности направления потоков.

2.3.1. Для движения L1 (гидромотор):

Необходимое количество дросселирующих аппаратов уже определено ранее: дросселей – 1 шт., регуляторов расхода – 1 шт.

Покажем путь масла от напорной линии (поз. 1) до сливной (поз. 8) для каждого из участков циклограммы.

Участок 1, 2, 3 (С – стоп): масло к гидромотору не поступает.

Участок 4 (БВ – быстро вперед): 1 – Р1 – 4 – ДР – 3 – РП (через КО) – 2 – Р1 – 5 – Р2 – 6 – М – 7 – Р2 – 8.

Участок 5 (РП – рабочая подача): 1 – Р1 – 2 – РП – 3 – ДР (через КО) – 4 – Р1 – 5 – Р2 – 6 – М – 7 – Р2 – 8.

Участок 6 (БН – быстро назад): 1 – Р1 – 4 – ДР – 3 – РП (через КО) – 2 – Р1 – 5 – Р2 – 7 – М – 6 – Р2 – 8.

Участок 7,8 (С – стоп): масло к гидромотору не поступает.

Участок 9 (РП – рабочая подача): 1 – Р1 – 2 – РП – 3 – ДР (через КО) – 4 – Р1 – 5 – Р2 – 6 – М – 7 – Р2 – 8.

Участок 10 (БН – быстро назад): 1 – Р1 – 4 – ДР – 3 – РП (через КО) – 2 – Р1 – 5 – Р2 – 7 – М – 6 – Р2 – 8.

Участок 11 (ВМЦ – время между циклами): масло к гидромотору не поступает.

Рис. 1. Принципиальная гидравлическая схема привода рабочего органа станка для осуществления вертикальной подачи сверлильной головки.

2.3.2. Для движения L2 (поворотный гидродвигатель):

Необходимое количество дросселирующих аппаратов уже определено ранее: дросселей – 1 шт.

Покажем путь масла от напорной линии (поз. 1) до сливной (поз. 5) для каждого из участков циклограммы.

Участок 1 (С – стоп): масло к гидродвигателю не поступает.

Участок 2 (БВ – быстро вперед): 1 – ДР – 2 – Р – 3 – Д – 4 – Р – 5.

Участок 3, 4, 5, 6 (С – стоп): масло к гидродвигателю не поступает.

Участок 7 (БН – быстро назад): 1 – ДР – 2 – Р – 4 – Д – 3 – Р – 5.

Участок 8, 9, 10, 11 (С – стоп): масло к гидродвигателю не поступает.

Рис. 2. Принципиальная гидравлическая схема привода рабочего органа станка для осуществления поворота стола.

2.3.3. Для движения L3 (гидроцилиндр односторонний с пружинным возвратом):

Необходимое количество дросселирующих аппаратов уже определено ранее: дросселей – 1 шт.

Покажем путь масла от напорной линии (поз. 1) до сливной (поз. 4) для каждого из участков циклограммы.

Участок 1 (О – отжим): Ц (возвратная пружина) – 3 – Р – 4.

Участок 2 (С – стоп): давление выравнивается с атмосферным.

Участок 3 (З – зажим): 1 – ДР – 2 – Р – 3 – Ц.

Участок 4, 5 (С – стоп): давление поддерживается максимальным.

Участок 6 (О – отжим): Ц (возвратная пружина) – 3 – Р – 4.

Участок 7 (С – стоп): давление выравнивается с атмосферным.

Участок 8 (З – зажим): 1 – ДР – 2 – Р – 3 – Ц.

Участок 9, 10, 11 (С – стоп): давление поддерживается максимальным.

Рис. 3. Принципиальная гидравлическая схема привода рабочего органа станка для осуществления фиксации стола.

Рис. 4. Принципиальная гидравлическая схема.

3.  Определение основных параметров гидросистемы и выбор оборудования

 

3.1. Расчет подачи масла в исполнительные гидродвигатели

Расчет подачи масла необходим для определения типоразмеров гидроаппаратуры управления, трубопроводов и насосной установки, а также для настройки аппаратов.

Подача масла рассчитывается по каждому участку циклограммы движения, отдельно для каждого гидродвигателя. Исходными данными для расчетов являются: линейная скорость движения рабочего органа станка (угловая) и площадь поршня (рабочий объем).

 

3.1.1. Расчет подачи масла для гидромотора (ВСГ):

Подача масла определяется по формуле:

л/мин.

где: V₀ – рабочий объем гидроматора, см³;

 V_i– линейная скорость движения рабочего органа станка, мм/мин;

 u – передаточное число редуктора;

 S – шаг ходового винта, мм.

л/мин.

л/мин.

3.1.2. Расчет подачи масла для гидродвигателя (ПС):

Подача масла определяется по формуле:

л/мин.

где: Q_Дmax– расход масла при максимальной скорости поворота, л/мин;

 ω_i– угловая частота вращения рабочего органа станка, с^-1;

3.1.3. Расчет подачи масла для гидроцилиндра (Ф):

Подача масла определяется по формуле:

л/мин.

где: F_нi– площадь поршня в напорной линии, мм²;

V_i– линейная скорость движения рабочего органа станка, мм/мин;

По полученным значениям строим циклограммы подачи масла, сначала отдельно для каждого гидродвигателя, затем суммарную.

Рис. 5. Циклограммы подачи масла.