ГП МУ к ДЗ_2019 (802258), страница 2
Текст из файла (страница 2)
При этом такжетребуется расшифровка обозначений используемых переменных.10УКАЗАНИЯ К СОСТАВЛЕНИЮ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ СХЕМЫ, ЦИКЛОВОЙДИАГРАММЫ И ПОСТРОЕНИЮ ГРАФИКОВ.Гидравлическая схема пресса должна соответствовать заданному типугидропривода и обеспечивать выполнение полного цикла его работы спараметрами,предусмотреннымизаданием,аизображениегидромашин,гидроёмкостей и гидроаппаратов должны соответствовать ГОСТ 2.781 илиISO 1219-1.Присоставлениигидравлическойсхемынеобходимоиспользоватьматериалы лекционного курса, изложенные в разделе «Типовые фрагментыгидравлических схем».
В частности, в зависимости от заданного типа приводанеобходимо применять такие типовые фрагменты, как:− «защита насоса от перегрузки»,− «соединение насосов разных характеристик»,− «регулирование противодавления возвратных цилиндров и их защитаот мультипликации давления»,− «обеспечение выдержки под давлением»,− «повышение скорости с помощью ускорительных цилиндров»,− «питаниепилотовраспределителейсэлектрогидравлическимуправлением»,− «подключение аккумулятора» и др.На гидросхеме должны быть показаны и обозначены все управляющиеаппараты, обеспечивающие контроль, блокировку и автоматизацию работы КШМ(манометры, электроконтактные манометры, конечные выключатели, реледавления и т.д.).Для прессов силой до 4 МН можно применять гидроцилиндры поршневоготипа, свыше 4 МН – только плунжерного типа.Направляющие гидрораспределители с диаметром условного прохода более6 мм должны иметь электрогидравлическое управление.11При составлении гидросхемы, кроме основного рабочего цилиндра,необходимо предусмотреть гидроцилиндр выталкивателя или вспомогательныйгидроцилиндр механизации (съема, подачи инструмента, отделения прессостаткаи т.п.)Таблицавключенияпоследовательностьидолжнаэлектромагнитовдлительностьвсехпериодовдвиженияотражатьипаузисполнительных механизмов машины в течение полного цикла её работы,содержать информацию о состоянии электромагнитов на каждом периоде, а такжеуказания электрических аппаратов, подающих команды на начало и конецкаждого периода цикла.Ниже показан образец оформления цикловой диаграммы.Таблица 5.
Цикловая диаграммаПериод циклаДлительностьпериода, сРабота электромагнитовЭ1Э2ЭiАппаратвключенияначалоконецпериода периодаКнопкаВК 1«Пуск»Ход приближения8-+…+Ход …………Выталкивательвниз……………………………………6+…-+ВК 4ВК5Графики силового и скоростного режимов работы пресса, режимамощности.На графике силового режима работы пресса должно быть отраженоизменение давления жидкости во всех полостях всех цилиндров (включаявспомогательные цилиндры механизации) на периодахприближения,деформирования и возвратного хода, а также изменение силы деформирования.На графике скоростного режима работы пресса нужно показать скоростьрабочих частей пресса на тех же периодах движения.На графике режима мощности показывается изменение развиваемойнасосами гидравлической мощности по периодам цикла.Графики следует строить в масштабе с указанием численных значенийвеличин в характерных точках.12ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ГИДРОДВИГАТЕЛЕЙНезависимо от типа цилиндра (поршневой или плунжерный) рабочаяплощадь F1 поршня (плунжера) определяется формулой:PнрнF1 =(1)где Рн – номинальная сила пресса,рн – номинальное давление насоса (см.
ГОСТ 12445). Для КШМ рекомендуетсяиспользовать номинальные давления 20, 25 и 32 МПа.Диаметр рабочего поршня (плунжера):4 ⋅ F1πD1 =(2)Суммарная площадь возвратных плунжеров или кольцевая площадь поршня:Pвр2F2 =(3)где Рв - сила возвратного хода (см. таблицу 5),р2 - давление в возвратных цилиндрах р2 ≤ рн (для привода с непрерывнымрегулированием подачи при выборе p2 необходимо обеспечитьприемлемую скорость возвратного хода).Диаметр возвратного плунжераD2 =4 ⋅ F2π⋅Ζ(4)где Z – число возвратных плунжеров (обычно Z=2)Диаметр штока поршневого рабочего гидроцилиндраd = D12 −4 ⋅ F2π(5)Размеры цилиндра выталкивателя рассчитываются по аналогичнымформулам с подстановкой в них силы выталкивателя Рвыт.Диаметры плунжеров, поршней и штоков должны быть округлены достандартных значений из ГОСТ 6540, или до размеров стандартных уплотнений,13например, ГОСТ 22704.
Округление необходимо производить таким образом,чтобы необходимое для преодоления нагрузки давление не превысилономинальное.РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ТИПОВ ПРИВОДОВНасосный привод постоянной подачиРасчет производится в следующей последовательности:1. По ГОСТ 12445 выбирается номинальное давление насоса рн и по формулам(1) - (5) определяются площади полостей и диаметры гидроцилиндров пресса.2. При заданных величинах времени tД и хода SД деформирования определяетсяподача насоса:Qн = F1 ⋅SДtД(6)3.
Установочная мощность насоса:N ну = рн ⋅ Qн(7)4. Установочная мощность электродвигателя:N эу =N ну(8)ηнгде ηн = 0,78…0,92 – эффективный КПД насоса.5. Скорости на всех периодах цикла определяются по общей формуле:Vi =где Vi и FiQнFi(9)- скорость подвижных частей и площадь полости цилиндра,заполняемая на соответствующем периоде цикла (приближение, рабочий ход,возвратный ход).6. Диаметрыусловного проходагидрораспределителейопределяютсяпографикам из Приложения А с таким расчётом, чтобы максимальный перепад14давленияпритечениижидкостивлюбойгидролиниивнутригидрораспределителя не превышал 0,1…0,2 МПа.7.
Время отдельных периодов цикла рассчитывается какti =SiVi(10)где Si и Vi - перемещение и скорость подвижных частей пресса насоответствующем периоде цикла.8. Общее время цикла:Tц = ∑ ti(11)9. Производительность машины:П=60Tц(12)Насосный двухступенчатый приводВ приводе используются два насоса разных характеристик: насос низкогодавления (НД) рНД с большой подачей QНД и насос высокого давления (ВД) рВД смалой подачей QВД1. Определяются размеры исполнительных цилиндров по формулам (1) – (5).2. На графике давления p=f(S) аналитическим, численным или графическимпутем находится точка «К», в которой следует отключить насос НД. Точкаразделяет ход деформирования на два участка SНДВД и SВД.pНДКSНДВДSВДSДРисунок 115pВД = pнpSПоложение точки выбирается таким образом, чтобы заштрихованнаяплощадь на графике была максимальна (13).f = ( pВД − pНД ) ⋅ S1 → maxТакженеобходимо,чтобыприводразвивалвконце(13)каждогоучасткамаксимальную и одинаковую мощность, которая принимается за установочную(14):N ну = рНД ⋅ (QНД + QВД ) = рн ⋅ QВД(14)Положение точки «К» определит значения рНД, QНД, QВД3.
При заданном времени деформирования tД определяется установочнаямощностьN ну (S НДВД ) =[(F1⋅ рНД ⋅ S НДВД + рн ⋅ S Д − S НДВД1tД)](15)4. Установочная мощность электродвигателя определяется по (8)5. Из формулы (14) можно найти значения подач насосов:QВД =N нурВД(16)QНД =N нурНД− QВД6. При известных подачах насосов определяются скорости движения подвижныхчастей пресса при ходе вниз (VНДВД, VВД, ) и ходе вверх (Vв):− при совместной работе двух насосов VНДВД =− при работе одного насоса VВД =QВДF1QНД + QВДF1(17)QвF2где Qв - подача при ходе вверх. Qв = QВД – при движении вверх от одного− для хода вверх Vв =насоса или Qв = QНД + QВД - при движении вверх от двух насосов.
Если для16возвратного хода необходимо использовать два насоса, следует проверитьусловие p2 < pНД.7. Выбор Ду гидрораспределителей - аналогично приводу постоянной подачи.8. Далее определяются время отдельных периодов цикла, общее время цикла ипроизводительность (см. формулы (10)-(12)).Примечание.
Графическое определение положения точки «К» применяется дляслучая, когда отключение насоса НД производится по давлению (с помощью реле давления,настроенного на давление pНД). Это оптимальный случай, когда установочная мощностьопределяется по формуле (15), а мощности в конце каждой ступени равны (16).Можно отключать насос НД при помощи конечного выключателя при достиженииползуном пресса определенного положения.
В этом случае участки SНДВД, SВД и давлениерНД определяются положением точки «К», которая задается разработчиком привода по егоусмотрению.Насосный привод с регулируемой подачей Q=f(p)Характеристика регулируемого насоса показана на рисунке 2.QQmaxКppпрpmaxРисунок 2Точка «К» определяет давление рпр начальной затяжки пружины насоса,при превышении которого начнется регулирование подачи. Точка «К» делитобщий ход деформирования на два участка: SНР - нерегулируемый, на которомподача насоса постоянна и максимальна, и SР – регулируемый, на котором подачаизменяется в функции давления.17рpпрpmaxKSSРSНРSДРисунок 3ПоложениеточкиК,т.е.начальнуюзатяжкупружины(началорегулирования) задает разработчик. Следует выбирать положение точки такимобразом, чтобы обеспечить минимальную установочную мощность привода иприемлемое время возвратного хода.Порядок расчёта:1.Определяются размеры исполнительных цилиндров по формулам (1) – (5).2.На силовом графике РД=f(S) отмечается точка «К», с которой начинаетсярегулирование подачи (см.
рисунок 3). Определяются участки SНР и SР .3.При заданном времени деформирования tД определяется максимальнаяподача насоса4.Установочная мощность насосаN ну = рпр ⋅ Qmax(18)5.Установочная мощность электродвигателя определяется по (8)6.Скорость движения на ходе приближения и нерегулируемом участкерабочего хода:V1 =7.Q maxF1(18)Скорость движения на регулируемом участке хода определяется текущейподачей насоса:18 рmax − pi Qi = Qmax ⋅ p −p пр max(19)где Qi и рi - текущие значения подачи и давления на участке регулирования.Снимая с силового графика на участке SР значения рi определяем по (19)соответствующее значение Qi и по формуле Vi =Qi/F1находим текущеезначение скорости на участке SР .8.Время перемещения ползуна пресса на ходе приближения и нерегулируемомучастке рабочего хода определяется по общей формуле:ti =SiViгде индекс i относится к соответствующему(20)перемещению и скорости(приближение, нерегулируемый участок рабочего хода)9.Время перемещения нанерегулируемом участке SНР рабочего ходанаходится по (10), на регулируемом участке SР время можно рассчитать потой же зависимости, принимая скорость движения, как среднюю на этомучастке.10.
Скорость и время возвратного хода определяетсяпо (9) и (10) с учетомтого, при каком давлении работает насос на возвратном ходе. При рвоз<рпрнасос работает с максимальной подачей, при рвоз>рпр – с соответствующейтекущей подачей Qi.11. Общее время цикла и производительность машины определяются по (11),(12).19Насосно-маховичный приводНасосно-маховичный привод отличается от обычного привода тем, чтомежду электродвигателем и насосом установлен маховик. Это обеспечиваетснижениеустановочноймощностиэлектродвигателяпосравнениюсустановочной мощностью насоса. Если в обычном приводе установочнаямощность Nэу>Nну, то в насосно-маховичном приводе Nэу <Nну.В части определения всех параметров привода, кроме установочноймощности электродвигателя, методика расчета не отличается от рассмотренныхвыше типов приводов. Специфика расчета состоит только в определенииустановочной мощности электродвигателя и в необходимости определениямомента инерции маховика.Установочная мощность электродвигателя определяетсяпо среднеймощности за рабочий ход, т.е.:N эу =AДt Д ⋅ ηэ(21)SДгде AД = ∫ PД (S )dS - работа деформирования, определяемая по силовому графику0технологической операции, ηэ = 0,3…0,4 – эффективный КПД пресса.Поскольку эта мощность не является максимальной, электродвигатель неможет обеспечить подъем давления насосом до максимального значения рн, алишь до некоторого значения рс < рн.Так как N эу =pc ⋅ Qн, откудаηнpc =N эу ⋅ ηнQн20(22)р∆АмрсрнСS1S2SSДРисунок 4На участке S2 работа Аэ2=F1·рс·S2 совершается электродвигателем, а работа∆Ам – совершается маховиком, поскольку двигатель с мощностью, рассчитаннойпо формуле (23), не может поднять давление выше рс.Маховик отдает энергию, снижая свои обороты в пределах допустимогоскольжения (для асинхронного двигателя ~ 10%).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
