Башта Т.М. - Гидропривод и гидропневмоавтоматика (1067398), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Применяются также исполнительные механизмы с гибкими разделителями, допускаюшими значительные перемещения жесткого центра (рис. 35). При перемещении жесткого центра (поршня) 1 в направлении действия давления жидкости (рис. 35, а) мембрана перегибается, перекатываясь со стенок поршня 1 на стенки цилиндра 3, к которым она плотно поджимается давлением жидкости (рис.
35, б). Передаваемое на жесткий центр усилие слагаегся из усилия г'„ развиваемого давлением р жидкости на эластичную часть мембраны, и усилия г"2 давления на жесткий ее центр. При условии бесконечно малой толщины ткани мембраны плошадь сечения поверхности перегиба 31 = — (Р21 — 14), где Р, и Р, — диаметры цилиндра и жесткого центра (поршня). Учитывая, что эффективной частью будет половина этой площади, усилие 8 60 Усилие Г„ развиваемое поршнем, и 2 Ге ))а 4 Суммарное усилие, передающееся на жесткий центр, Г=Г,+Г,= —,(И',+В,'). Подобные резино-тканевые мембраны не допускают двустороннего нагружении, поскольку образуются дополнительные перегибы (рис.
35, в), в результате чего мембрана будет разрушена. Сильфоны В гидропневмоавтоматике применяются также исполнительные механизмы с разделителем в виде цилиндрического сильфона (рис. Зб, а). Сильфоны изготовляют из металлов и лишь для работы при небольших давлениях— из неметаллических материалов (резины и различных пластиков). Ф е~ Рис.
Зб. Схема металлического. сильфоиа Металлические сильфоны бывают одно- и многослойные (до пяти слоев), причем многослойные сильфоны допускают при той же общей толщине, что и однослойные, и прн тех же размерах значительно больший ход при одинаковой нагрузке. Допускаемое давление для неметаллических сильфонов до 2 — 3 кГ~сне, для однослойных металлических сильфонов малых диаметров до 30 кГ/сие и больших ()150 мм) — до 2 кГ!сие. Многослойные сильфоны из нержавеющей стали применяют для рабочих давлений до 150 кГ(саге.
Применение этих сильфонов имеет особые преимущества в условиях низких и высоких температур, значение которых лимитируется материалом, из которого изготовлен сильфон. Долговечность металлического сильфона характеризуется общим числом ходов заданной величины до разрушения какой-либо из его волн, причем это число ходов зависит от размера и частоты-деформаций, увеличение которых снижает долговечность снльфона. Общее изменение длины (ход) сильфона состоит из растяжения (удлинения) и сжатия.
Рекомендуемое максимальное перемещение металлического сильфона составляет 25% его свободной длины, из которых 15% отводится на сжатие и 10% на растяжение. При необходимости обеспечения большого числа ходов изменение длины сильфона не должно превышать 10%. Допустимое осевое перемещение сильфона из резины можно в зависимости от размера гофров принять равным 50% полной его длины в свободном состоянии в каждую сторону.
Сильфоны предпочтительнее нагружать внешним давлением, причем допустимое давление в этом случае превышает давление при внутреннем нагруженнн на 25 — 30%. За эффективный диаметр сильфона приближенно принимают средний диаметр Оса гофров (см. рис. 36, а), в соответствии с чем усилие, развиваемое сильфоном при действии внутреннего давления жидкости, может быть при- Ы ближенно, пренебрегая влиянием жесткости материала сильфопа, вычислено как произведение давления Р на площадь круга со средним диаметром Р„: и 2 Р=гР= 4 РКл' где Р = — полезная (эффективная) площадь сильфона; ио'„ 4 ' — средний диаметр гофров сильфона, здесь 77, и Ое, — внешний и внутренний диаметр гофра.
Практически отношение наружного )с„ и внутреннего )с, радиусов составляет — ~ 2. Ре нв Точное определение эффективного диаметра (полезной площади сильфона) может быть произведено лишь измерением. Допустив, что перепад давления бр, действующий с внутренней стороны, удлиняет сильфон на величину Лх, и уравновесив этот перепад внешней силой ЛР, вычисляют полезную площадь сильфона по формуле ог 5= —. ар Сильфоны в основном изготовляют двумя способами: развальцовкой тонкостенной бесшовной трубы (рис. 36, б) и сваркой по торцам отдельных фасонных колец (рнс. 36, в). При изготовлении сильфонов сварным способом представляется возможным получить гофры любой высоты, тогда как высота гофров, изготовленных развальцовкой, лимитируется возможностью вытяжки материала.
Благодаря этому сварные сильфоны допускают при той же длине более высокое обжатие (ход), чем сильфоны из труб. Возможность повышения обжатия обусловлена также тем, что гофрам в этих сильфонах можно придать такую форму, чтобы они входили один в другой. МОМЕНТНЫЕ ГИДРОЦИЛИНДРЫ (НОВОРОТНИКИ) Для возвратно-поворотных движений приводимых узлов на угол, меньший 360', применяют момеытныа гидроцилиндр или поворотник, который представляет собой объемный гидродвигатель с возвратно-поворотным относительно корпуса движением рабочего органа (рис.
37). Ф Рис. 37. л1оиентные гиироиилиииры Моментный гидроцилиндр состоит из корпуса 1 и поворотного ротора, представляющего собой втулку 2, несущую пластину (лопасть) 3. Кольцевал полость между внутренней поверхностью цилиндра и ротором разделена уплотнительной перемычкой 4 с пружинящим поджимом к ротору уплотнительного элемента 5. При подводе жидкости под давлением р в верхний канал (на рис. 37, а показано стрелкой) пластина 3 с втулкой 2 будет поворачиваться по часовой стрелке. Угол поворота вала цилиндра с одной рабочей пластиной обычно не превышает 270 — 280'. Расчетный крутящий момент М на валу рассматриваемого гидроцилиндра с одной пластиной равен произведению силы Р, развиваемой перепадом давления жидкости Лр = р — р,„на рабочую площадь г" пластины, на плечо р приложения этой силы (расстояние от оси вращения до центра давления рабочей площади пластины, см.
рис. 37, а): М = Рр = бра. Из рис. 37, а видно, что рабочая площадь пластины и плечо приложения силы в и — а о+а р= 2 4 В соответствии с этим расчетный крутящий момент М р к и бР Р к) Ь 0+о) кРЬ ~ро (о) 2 4 8 где Лр = рр — р,„— перепад давления между рабочей (р ) н сливной (р„) полостями цилиндра; О и о( — внутренний диаметр цилиндра и диаметр ротора; Ь вЂ” ширина пластины по оси цилиндра (длина цилиндра). Угловая скорость в вала цилиндра определится из условия равенства расхода жидкости Я и объема, описываемого пластиной в единицу времени: Пок~ о где и„— окружная скорость центра давления пластины„ Подставив значения г = Ь и п,„=оьр =оп )З вЂ” к )э+8 2 ок— получим а О+о И о Ь оЬ ))2 4 2 8 Из этого выражения находим 80 (Во — ко) Ь' Фактический момент Мф и угловая скорость оф будут меньше расчетных в связи с наличием потерь трения и утечек жидкости, характеризуемых к механическим Ч„,„и объемным о),ь к.
п. д. гидроцилиндра: Мф = — Р ()'.)' — о(о) т) 8ач ь ()Зо — ло) Ь ' Применяются также многопластинчатые моментные гидроцилиндры (рис. 37, б и в), которые позволяют увеличить крутящий момент, однако угол поворота при этом уменьшится. 63 Момент М и угловая скорость оз многопластинчатого гидроцилиндра: гЬрЬ а а 80 8 ( )' яЬ (Оз — аз) ' где и — число пластин (поршней). Для гидроцилиндра с одной пластиной угол поворота выходного вала . может достигать 280', с двумя — 140'. Гидроцилиндры выпускаются в основном на перепад давления 200 †3 кГ(сма.
ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ПРЯМОЛИНЕЙНОГО ДВИЖЕНИЯ В ПОВОРОТНОЕ Поворотное движение вала может быть также осуществлено преобразованием при помощи различных механических элементов прямолинейного поступательного движения поршня цилиндра. а) Рис. 38. Схемы механизмов для преобразования прямолинейного движения в поворотг ное В частности, в металлорежущих станках широко применяется поворотный механизм с шестерней и зубчатой рейкой (рис.
38, а). Зубья рейки обычно нарезаются на скалке (поршне) цилиндра. Крутящий момент и поворотное движение передаются на выходной вал через шестерню, находящуюся в зацеплении с рейкой. В зависимости от длины рейки получают угол поворота от 90 до 360' н выше. Расчетный крутящий момент такого поворотинка рРо М=— 2 где р — давление жидкости (обычно 200 кГ~сиа). пега Р = — — площадь поршня; 1) и д — диаметр поршня и начальной окружности шестерни. Расход жидкости где у — угол поворота выходного вала.
При передаче больших крутящих моментов применяют поворотинки с двумя цилиндрами, штоки которых являются рейками (рис. 38, б). Для преобразования поступательного движения поршня в поворотное часто применяют шлице-винтовой механизм (рис. 38, в). Правый шток 1 выполнен в виде винта с углом подъема а = 70', входящего в гайку 2, являющуюся выходным валиком и совершающую лишь поворотные движения. Поршень же зафиксирован от поворотных движений с помощью шлицевого 64 соединения левого его штока с шлицевой втулкой силового цилиндра. В этом случае при осевых перемещениях поршня гайка 2, а следовательно, н выходной валик совершают поворотные движения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
