ОСНОВЫ РАСЧЁТА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ (Основы расчёта и проектирования гидропневмопривода станочного оборудования), страница 3

Вместе с тем существуют определенные традиции в расположении различных групп элементов на схеме. Кроме того, следует придерживаться рекомендаций, сложившихся на основе опыта проектирования гидро- ипневмоприводов, учитывая при этом одновременно особенности конкретногостаночного оборудования.Рассмотрим методику построения принципиальной схемы для одного исполнительного рабочего органа. В общем случае ее целесообразно представитьв структурной форме (рис. 3.1), где элементы привода изображаются в видепрямоугольников с соответствующими обозначениями.Принципиальными схемы гидропневмоприводов несколько отличаютсядруг от друга, поэтому сначала рассмотрим построение гидравлической схемы,а потом остановимся на особенностях пневматической.Учитывая также, что наибольшее применение в станочном оборудованииполучили циклические гидроприводы, предложенная методика излагается применительно к ним.

Составление принципиальной схемы гидропривода целесообразно начинать «от двигателя», т.е. нанести на схему ГД, а затем на его исполнительных гидролиниях - регулирующие и направляющие гидроаппараты всоответствии с циклограммой работы привода, способами регулирования скорости и управления торможением. После этого объединяются напорная, сливная и дренажная линии отдельных участков системы. Последним этапом является изображение гидросхемы насосной установки, размещение фильтров, теплообменников, переливного или предохранительного клапана. Схема насоснойустановки окончательно определяется после выбора ее модели.Схемы фильтрации обычно содержат комбинацию фильтров, устанавливаемых на разных линиях гидросистемы: всасывающей, напорной, сливной.Наиболее часто фильтр (Ф) устанавливается в напорной линии на выходенасоса (Н). Параллельно насосу устанавливается переливной или предохранительный клапан (КП, KП 1 ), в зависимости от способа регулирования скорости.Для предотвращения слива жидкости в бак (ГБ) при выключенном насосе внапорной линии устанавливается обратный клапан КО.12ГДТУ1КО1КО2ТУ2РДРРДРБХ(а)(б)ДРБХ(в)ДРБХКОРБХКПФНТОНБХКП1ГБРис.

3.1. Структурная схема гидропривода.Для управления работой ГД в схему вводится реверсивный распределительРР, задачей которого является пуск и включение движения рабочего органавперед или назад (реверсирование). В связи с этим в качестве РР обычно используется трехпозиционный четырехлинейный распределитель (исполнение4/3).

При выборе исполнения распределителя по гидросхеме следует учесть необходимость разгрузки насосов на гидробак в положении "стоп". Этому условию соответствуют схемы 14, 54, 64, [7]. Другие схемы применяются в случаепредъявления к приводу дополнительных требований.Из теории известно, что наибольшая производительность работы оборудования достигается при равенстве скорости быстрых ходов вперед и назад (БП иБО). В случае применения ГД несимметричной конструкции (ГЦ с односторонним штоком) необходимо при движении в одном из направлений предусмотреть дифференциальную схему включения. Для этой цели в схему вводится дополнительный распределитель РД, в качестве которого можно использоватьраспределитель, выполненный по схеме 24.13При составлении схемы следует предусмотреть регулирование скорости ГД.При относительно небольших мощностях привода применяется дроссельное регулирование.

При этом применяются нерегулируемые насосы, а в схему устанавливается дроссель или регулятор расхода (на схеме обозначен Д). Регуляторрасхода применяется тогда, когда необходимо обеспечить высокую стабильность скорости движения РО при переменных нагрузках, что характерно дляприводов подач станков. Как известно, регулирующий аппарат (Д) может бытьустановлен на входе (вариант а), на выходе (вариант б) или параллельно (вариант в) гидродвигателю.При объемном регулировании скорости РО применяют регулируемые насосы, что нужно учесть при составлении принципиальной схемы.Во многих случаях ГП должен обеспечить двухскоростной режим работы впериод цикла, т.е. малые скорости движения при выполнении рабочих ходов ибольшие скорости при холостых ходах.

Для этой цели в схемы вводится обычнодополнительный распределитель (Р БХ ). При последовательном дроссельном регулировании (на входе или на выходе) указанный распределитель включаетсяпараллельно дросселю, пропуская через себя жидкость при быстрых ходах. Припараллельном дроссельном регулировании Р БХ устанавливается последовательно дросселю, пропуская жидкость при медленных рабочих ходах. При объемном регулировании обычно устанавливается второй регулируемый насос (H БX ),поток от которого с помощью Р БХ либо направляется в гидродвигатель, объединяясь с первым насосом Н (при быстрых ходах), либо сливается в бак (прирабочих ходах).Для обеспечения плавного безударного переключения РО с БП на РХ (длястанков) или остановки его в крайних положениях необходимо предусмотретьтормозные устройства.

В первом случае тормозное устройство можно совместить с Р БХ , а во втором - установить тормозные устройства в одной или обеихисполнительных линиях (TУ 1 и ТУ 2 ). В качестве Р БХ и ТУ целесообразно использовать распределители, выполненные по схемам 73 или 573.Для обеспечения независимого управления торможением при движении РОв разные стороны параллельно тормозным устройствам ТУ1 и ТУ2 устанавливаются обратные клапаны КО1 и КО2.Различают два способа управления торможением: по пути и по времени.Первый способ отличается высокой надежностью и обеспечивает высокую стабильность координаты остановки РО, второй - дистанционность управления.Выбор того или иного способа управления торможением определяется условиями работы оборудования.Для осуществления автоматического управления циклом работы РО применяют электрическое или электрогидравлическое управление.

Способ управления распределителями зависит от мощности потока жидкости и определяетсяпри выборе модели гидроаппаратов.14Для регулирования теплового режима привода в схему вводится теплообменник ТО.После этого соответствующие обозначения наносятся на схему. При управлении торможением по пути применяется механическое управление.Принципиальная схема ГП выполняется в соответствии с ГОСТ на правилавыполнения гидравлических схем и условные графические изображения ихэлементов [7].

Комплексы гидроаппаратов, входящих в состав насосных установок, гидроблоков управления, гидропанелей и других узлов, выделяются насхеме штрихпунктирными линиями.На принципиальной схеме следует также схематично показать упоры,флажки, конечные выключатели, необходимые для управления работой привода по циклу, и тонкими штриховыми линиями со стрелками на конце - связь ссоответствующими элементами гидравлической схемы (электромагнитами) суказанием характера воздействия: включение (вкл.) или выключение (выкл.)электромагнита.Все элементы схемы (аппараты, линии, конечные выключатели и др.) обозначаются и приводится подробное описание работы по требуемому циклу.При описании движения потоков жидкости широко применяется символьный метод.В отличие от ГП, пневматические приводы (ПП), как правило, не имеют индивидуального источника питания, так как сжатый воздух, подаваемый компрессорной станцией, поступает в заводскую сеть, но перед подачей в пневмоустановку его пропускают через блок подготовки, который включает последовательно установленные вентиль, фильтр – влагоотделитель, регулятор давления и маслораспылитель.

Кроме того, в связи с сильной сжимаемостью воздухаобъёмное регулирование в ПП практически не применяется.1.2.3.4.5.6.7.8.9.Вопросы для самопроверки по главе 3Как осуществляется предохранение гидросистемы от давления, превышающего допустимое?Как осуществляется реверсирование выходного звена гидродвигателя?Как обеспечивается разгрузка насосов в положении “стоп”?Как обеспечивается равенство скоростей для прямого и обратного ходовпри использовании гидроцилиндра с односторонним штоком?Как обеспечивается двухскоростной режим работы привода?Как реализуется в схеме дроссельное или объёмное регулирование скорости выходного звена гидродвигателя?Как обеспечивается стабильность скорости рабочего хода при переменных нагрузках?Как осуществляется управление торможением гидродвигателя по пути ипо времени?В чём заключается отличие схемы пневмопривода от гидропривода?154.

РАСЧЁТ И ВЫБОР НАСОСНОЙ УСТАНОВКИНасосная установка - это совокупность одного или нескольких насосных агрегатов и гидробака, конструктивно оформленных в одно целое. В свою очередь, насосный агрегат состоит из установленных на кронштейне и связанныхэластичной муфтой насоса и приводного электродвигателя. Агрегаты изготавливаются в вертикальном или горизонтальном исполнении.Серийно выпускаемые насосные установки комплектуются обычно в зависимости от модификации одним или несколькими насосными агрегатами, поэтому целесообразно выбирать их вместе. В противном случае они выбираютсяотдельно и конструктивно объединяются в процессе проектирования ГП.Выбор насосной установки осуществляется исходя из требуемых расходажидкости и давления в ГП, поэтому прежде всего следует определить максимальный расход жидкости, необходимый для питания ГД на всех этапах цикла.Для ГМ и поворотных ГД расход жидкости имеет максимальное значениепри быстрых ходах и определяется по формуле:Qmax =ω Д maxqст .2πДля поворотного ГД q ст здесь следует определить исходя из q 270ст , пересчитав его на полный оборот, т.е.q ст = q 270ст 360/270.Для ГЦ необходимо рассчитать максимальные расходы жидкости на всехэтапах цикла: БП, РХ и БО.В общем случае максимальный расход жидкости определяется по формуле:Q max = ν Дmax F э ,где Q max - максимальный расход жидкости на конкретном этапе цикла;ν Дmax -максимальная скорость движения поршня ГЦ на данном этапе;F э - эффективная площадь поршня.В частности, для ГЦ с двусторонним штоком:F э = π(D ст 2 – d ст 2)/4.Для ГЦ с односторонним штоком формула зависит от схемы включения ГЦи направления движения штока.Для простой схемы включения и "толкающем" штоке:при "тянущем" штоке:F э = πD ст 2 /4 ;F э = π(D ст 2 – d ст 2)/4.Для дифференциальной схемы:F э =πd ст 2/4.16Номинальная подача насоса Q ном должна превышать наибольший из этихрасходов на всех этапах цикла, с учётом объёмных потерь, т.е.

должно выполняться условие:Q н ≥ Q max /η он ,где η он – объёмный к. п. д. насоса.Гидроприводы станочного оборудования чаще всего работают в повторно-кратковременном режиме. В этих условиях на основе циклограммы работы механизмов составляют циклограммы расходов и давлений, требуемых от насосной установки, в зависимости от времени t.