металло и автоматы (841805), страница 64
Текст из файла (страница 64)
Прн движении стола 16 с постоянной скоростью положение ролика 6, а следовательно, и распределителя 7 в каждый момент времени зависит от профиля копира 5. Если копир 5 поднимается вверх, распределитель 7 также поднимается вверх, сжимая пружину 10. При этом нижняя полость гидроцилиндра соединена с напорной магистралью 8 гидросистемы. Появляющаяся на поршне гидроцилиндра сила поднимает головку 12 вместе с фрезой 13 и корпусом распределителя до тех пор, пока магистрали 8 и 9 не будут перекрыты кромками распределителя 7. Если копир опускается, то движение головки 12 с фрезой И реверсируется. Таким образом, головка 12 с фрезой 13 постоянно следует за движением распределителя 7 и на обрабатываемой заготовке 14 воспроизводится профиль копира 5. Поэтому вертикальная подача з, будет переменной как по величине, так и по знаку.
Сила, действующая на копир, невелика, так как она необходима лишь для перемещения распределителя 7 и деформации пружины 10„ поэтому копир может изготовляться из нежестких материалов (пластмассы, дерева, гипса). Сила„развиваемая поршнем 11, достаточна для преодоления сил резания и перемещения головки 12. Следовательно, в этом приводе мы видим пример гидравлического усилителя мощности. Рассмотренные случаи применения приводов позволяют отметить, что гидроприводы позволяют: развивать большие силы при малых размерах исполнительных органов, высокое быстродействие, у них можно просто регулировать скорость, позволяют работать в динамических режимах и по жестким упорам, а также обеспечивать широкие возможности автоматизации рабочего цикла различных станков. Наряду с указанными преимушествами гидроприводы имеют и ряд недостатков, ограничивающих рациональную область их применения, к ним можно отнести потери на трение и утечки, которые учитывают соответствующими величинами КПД: Ч - Ч»»»»ЧОЧГ.
где ч — общий КПД гидроснстемы станка; ч„,„— КПД, учитывающий потери на трение; Ч, — объемный КПД, учитывающий утечки: ч, — гидравлический КПД. учитывающий потери движения в трубопроводах и наналах элементов гидросистем. $2. Принцип расчета гмдрои оневмосмстем станков Гидро- и пневмоцилиндры преобразуют энергию давления масла или воздуха в механическую энергию движения поршня. Движение от поршня 6 (рис. !8)) через шток 12 передается рабочему органу станка 13, кото- 234 рый движется вдоль направляющих, станины 14 с заданной подачей з. Корпус цилиндра 4 установлен неподвижно на станине. Масло (или воздух) поступает в цилиндр по трубопроводам, присоединенным к отверстиям 1 н 9.
Для обеспечения торможения в конце хода в крышках цилиндра предусмотрены дроссели 1б и обратные клапаны 15. При движении рабочего органа вправо масло (или воздух) через отверстие ! проходит в правую полость 3 цилиндра, а из левой полости 7 происходит вытеснение масла (или воздуха) через отверстие У. Для сообщения движения рабочему органу И станка необходимо на поршне б создать такую нагрузку Р, которая могла преодолеть сумму сил полезных н вредных сопротивлений: Р =- Я + Т„.+ Т + Т„+ Т„-+ Т„ =- )т + Т.Т, где Й вЂ” нагрузка на шток, возни- '', кающая при резании; ҄— сила трения 'т в направляющих станйны 14; Т сила трения штока в уплотнении 10; 4» Т„ — сила трения поршня б в корпусе '-') цилиндра 4; Т, — сила, возникающая '.:» под действием давления масла в обрат- '4 ной полости цилиндра; Т„ — сила: инерции, возникающая прн разгоне ра-,',.
бочего органа станка; Т.Т вЂ” суммарная '~ сила вредных сопротивлений. Для создания нагрузки Р в полости: цилиндра 3 необходимо развить рабо-"..' чее давление Р, следовательно, иР* 4 где Р— плошадь поршня; Р— рабо-:.; чее давление в цилиндре; Π— диаметр", цилиндра. Зная величины сил полезных и вред'; ных сопротивлений, можно определить: рабочее давление в гидроцилиндре:, р = ~~ При расчетах, как правило," величина нагрузки Й, возникающей пря;» резании, уже известна.
а силы вред-"-,' ных сопротивлений необходимо опреде-;.' лить. Если направляющие плоские н;.; 'т'-образные, то сила трения в направ-.':. ляющих ;„:,;Где 6 — сила, возникающая под дей" сгнием веса рабочего органа станка ,.; на станину; 11, — составляющая силы „:,'резания, прижимающая рабочий орган ! :; станка к станине; 1 — коэффициент ;: трения покоя (обычно 1 = О,!6) Трение штока Т в уплотнении !О Тл=п1 1р ~„, ~:где д — диаметр штока; 1 — длина .;:: уплотнения; рт — давление уплотне,;," ння 1О на поверхность штока, оно за- ~~.'- висит от степени зажатия втулкой 1/ ,' уплотнения !О в крышке 8 цилиндра, :;: 1, — коэффициент трения между што-: ком и уплотнением. Силу трения поршня в корпусе ци,,':, линдра определяют по формуле ,"" .где  — диаметр цилиндра; 1 — ширина :, уплотнительного кольца Б; г — число уплотнительных колец; р — рабочее ",,' давление в цилиндре; р„ — удельное :-::'(контактное) давление уплотнительного кольца на стенки цилиндра.
Необходимо, чтобы уплотнительные кольца плотно прилегали к цилиндру !... и обеспечивали герметичность. Поэтому здесь нужна строгая цилиндричность как внутренней поверхности цилиндра, так и внешней поверхности сжатого уплотнительного кольца. Сила Т,, возникающая под действием давления в обратной полости 7 цилиндра, может быть определена по формуле Л То=роРо=рэ ~ Ф 4~ ) где Рэ — давление в обРатной полости цилиндра; Š— площадь поршня со стороны штока. Сила инерции, возникающая при разгоне рабочего органа !2 станка, х Т ч а ! ° где 0 — вес рабочего органа; 8— ускорение свободного падения; э — наи- большая подача рабочего органа; 1,— время разгона рабочего органа до тре- буемой скорости.
Зная рабочее давление в цилиндре, можно определить и давление Р„. ко- торое должен развивать насос: Р. = Р+ ЬР. где ЛР— потери давления по пути от насоса к цилиндру, гхР = 7хРт+ гхРх+ цР 235 здесь Лр, — потери давления в трубах; Ьр„ — потери давления в клапанах; Лр, — потери давления в гидрораспредел ителе. Зная давление р, можно определить толщину стенок цилиндра (см. рис. 181): 8=в Рр 2й, где Р, — допустимая величина напряжений из условий жесткости По этой же формуле можно определить толщину стенки трубопровода, канала или кольцевого отверстия. Потери давления в трубах определя. ют по формуле бр,=й — „— 2у, )в вв дт где Х вЂ” коэффициент, учитывающий характер потока; 1, — длина трубы; А — диаметр трубы; и — скорость жидкости в трубе; у — удельный вес жидкости.
Чтобы поршень развил скорость 5 в цилиндре. необходимо подать определенный объем жидкости или воздуха, а именно 1) = г5, где г" — большая площадь поршня. При расчете гидро- или пневмосистемы станка задают минимальные и максимальные скорости движения и определяют наибольший объем масла, который необходимо подать в цилиндр, чтобы получить максимальную скорость перемещения рабочего органа 12 станка (см. рис.
181): Далее следует определить объем бака насосной установки и других элементов. Диаметр трубы А =- у —, где Я— .в /4Ц расход жидкости (нли воздуха), проходящего через трубу; о — скорость течения жидкости или воздуха по трубе. Предварительно объем бака 1'в выбирают из условия, что 1'в=- (3 —;5) Я.', Я; -- производительность насоса за 1 мин. Далее производят проверку по условиям тепловых выделений в процессе работы гидросистемы: 1 б р/( 4вг ) в где ц — количество теплоты, выделяемое гидросистемой в течение часа, кДж; ~" 1 == (м (в здесь 1„— температура масла; 'С; — температура окружающей среды, .
'С Количество теплоты д, выделяемое-;:. гидросистемой, можно определить по::„ формуле (в)мвв = ряввв По величине этого объема выбирают производительность насоса (~ Щ е в Ча где т)„— объемный КПД гндросистемы. После определения (,)„выбирают стандартный насос (по величине давления и производительности). Мощность И(кВт) на валу насоса можно определить по формуле Ф чр )О б12 где ߄— производительность насоса, л/мин; р„— давление жидкости в насосе, мПа. 236 где ( — время одного перехода; Т время рабочего цикла; р — давление,:: в гидросистеме: и — КПД насоса;.: 0 — коэффициент загрузки насоса„.
— 9 — расход масла через эле-., й. Рн мент гидросистемы; тр — потери дав-'... ления в элементе гндросистемы; Если н'в>Ъ', то необходимо взятЫ' йв.=- (3 —:5) (;).' и установить теплооб-;~ менник Площадь поверхности воздуш-,'; ного теплообменника Р=: , где' б бв '= кд~ д„— количество теплоты, рассеивав.'. мое баком объемом Км бб =: = 4Л( )~рэв; К вЂ” коэффициент тепло.- передачи от масла к окружающей среде;: ;",й'-3. Основные эяементы гидра- м пнеамесистенг стамнеа 4 Основными элементами гидро- и :;',пневмосистем станков являются клапа-",':: ны, дроссели, регуляторы скорости, : распределители, краны управления в др. Комбинация этих аппаратов по::,:.:зволяет составлять самые различные ,„.." типы систем, обеспечивающих простые '-:;: н сложные циклы движения рабочих .органов станков.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
