Задача №1. Рис.1. Схема гидропривода металлообрабатывающего станка

Рис.1. Схема гидропривода металлообрабатывающего станка

Гидропривод станка обеспечивает быстрый подвод, рабочую подачу и быстрый отвод стола 8 и детали 9, закрепленной на столе. Вес стола G. Стол скользит по направляющим, коэффициент трения f, в которых равен 0,16.

Гидравлическая схема представлена в положении, соответствующем быстрому подводу стола. Поршень 6 вместе c ненагруженным штоком 10 движется в правую сторону с заданной скоростью быстрого подвода v. Величина этой скорости обусловлена суммарным расходом рабочей жидкости (минеральное масло плотностью = 900 кг/м³), поступающей в левую (поршневую) полость гидроцилиндра 7 одновременно от насоса 2 по напорному трубопроводу 4 через распределитель 5 и из правой (штоковой) полости гидроцилиндра по трубопроводу 12 через распределители 13 и 5. Поршень и шток уплотнены резиновыми манжетами шевронной формы. При переключении распределителей 5 и 13 в положения соответственно I и II штоковая полость гидроцилиндра 7 отключается от поршневой полости и через гидродроссель 11 и распределители 13 и 5 соединяется с гидробаком 1. Скорость движения стола 8 уменьшается до скорости рабочей подачи v _р. Производится механическая обработка детали 9 с усилием резания, равным F. Быстрый отвод в левую сторону со скоростью v ₀ стола наступает при II и I положениях распределителей 5 и 13 соответственно.

Рабочая жидкость от насоса 2 по трубопроводу 4 через распределители 5 и 13 нагнетается в штоковую полость гидроцилиндра 8, а из поршневой полости через распределитель 5 отводится в гидробак 1. При переводе распределителя 14 во II положение насос соединяется с гидробаком, а стол останавливается при любых положениях распределителей 5 и 13.

Заданы: диаметры поршня и штока , ,скорость быстрого подвода , вес стола , давление p =7,1 МПа, в линии нагнетания насоса во время рабочей подачи, настроенное переливным клапаном 3.

Высота манжет h =20 мм. Площадь проходного сечения дросселя f =40 10 м².

Определить подачу насоса , скорость быстрого отвода , скорость рабочей подачи при нагруженном штоке усиления F= 2,4 кН, 2F и 3 F и построить график зависимости = f (F). Значение объемного КПД гидроцилиндра = 0,99, насоса = 0,85.

Решение

Подача насоса , определяется по скорости быстрого подвода v и площади поршня S с учетом утечек жидкости в гидроцилиндре и насосе.

Скорость быстрого отвода v определяется по расходу и эффективной площади S - S штоковой полости гидроцилиндра с учетом утечек жидкости в гидроцилиндре и в насосе.

Давление р , определяется из уравнения сил, действующих на поршень:

p S - p (S - S ) - T - T - T -F=0, (4)

где p — давление в поршневой полости гидроцилиндра;

T , T , T — силы трения в уплотнениях поршня и штока и в направляющих стола соответственно.

Сила трения в манжетах шевронного типа

где — напряжение трения манжет (среднее значение = 0,22 МПа).

Сила трения в направляющих стола

Отсюда запишем, что давление p при нагрузке F можно определить по формуле:

Перепад давлений на гидродросселе равен разности давлений на входе и выходе (за гидродросселем).

Без учета потерь в трубопроводах давление перед гидродросселем равно р , а за гидродросселем — 2 , где р —давление в штоковой полости гидроцилиндра; — потеря давления в распределительном устройстве ( = 0,2 МПа).

=11,295-0,4=10,895 МПа

Скорость рабочей подачи v пропорциональна расходу Q, пропускаемому гидродросселем:

v = Q / (S - S )

где S и S — площади сечений поршня и штока соответственно.

Расход через гидродроссель

Q =

где — коэффициент расхода гидродросселя; — площадь проходного сечения; — перепад давлений на гидродросселе.

Поэтому значение v определяется зависимостью

v =

Зададимся теперь следующим значением нагрузки 2 F и повторим расчёт скорости рабочей подачи.

Перепад давлений на гидродросселе равен разности давлений на входе и выходе (за гидродросселем).

Без учета потерь в трубопроводах давление перед гидродросселем равно р , а за гидродросселем — 2 , где р —давление в штоковой полости гидроцилиндра; — потеря давления в распределительном устройстве ( = 0,2 МПа).

=10,96-0,4=10,56 МПа.

Скорость рабочей подачи v

v =

Зададимся следующим значением нагрузки 3 F и повторим расчёт скорости рабочей подачи.

Перепад давлений на гидродросселе равен разности давлений на входе и выходе (за гидродросселем).

Без учета потерь в трубопроводах давление перед гидродросселем равно р , а за гидродросселем — 2 , где р —давление в штоковой полости гидроцилиндра; — потеря давления в распределительном устройстве ( = 0,2 МПа).

=10,62-0,4=10,2212 МПа.

Скорость рабочей подачи v

v =

Строим график зависимости скорости рабочей подачи от значения нагрузки:

Список использованной литературы

1. Лепешкин А. В. Гидравлика и гидропневмопривод. Ч. 2. Гидравлические машины и гидропневмопривод: учеб. для вузов /А. В. Лепешкин, А. А. Михайлин, А. А. Шейпак; под ред. А. А. Шейпака. - 5-е изд. доп. и перераб. - М.: МГИУ, 2008. - 351 с.

2. Шейпак А. А.Гидравлика и гидропневмопривод. Ч. 1. Основы механики жидкости газа: учеб. пособие для вузов / А. А. Шейпак; Федер. агентство по образованию, МГИУ, Ин-т дистанц. образования. - М.: МГИУ, 2007. -263 с.

3. Гиргидов А.Д. Механика жидкости и газа (Гидравлика): учебник для вузов./ А.Д. Гиргидов. - 2 изд. исп. и доп. - Спб: Изд-во СПБГПУ, 2003.

4. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: учебник для вузов / [Т. М. Башта [и др.]. - 2-е изд., перераб. - М.: Машиностроение, 1982. – 422 с.

5. Иванов Р.А. Гидравлика и гидпропневмопривод. Ч.1. Гидравлика: учебник для вузов/ Р.А. Иванов, Я. А. Иванов, С.В. Гераськин; под ред. Р.А. Иванова. – М.: Изд-во Военно-технического университета при федеральном агентстве специального строительства, 2004.

6. Иванов Р.А. Гидравлика и гидпропневмопривод. Ч.2. Гидропневмопривод подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин: учебник для вузов/ Р.А. Иванов, Я. А. Иванов, С.В. Гераськин; под ред. Р.А. Иванова. — М.: Изд-во Военно-технического университета при федеральном агентстве специального строительства, 2004.

7. Васильченко В.А. Гидравлическое оборудование мобильных машин: справочник/В.А. Васильченко. –М.: Машиностроение, 1983.

8. Погорелов В. И. Гидропневмопривод и автоматика: учеб. пособие / В. И. Погорелов, В. С. Тюшев. - Л.: СЗПИ, 1968. - 430 с.

9. Полубояринов, Ю. Г. Гидравлические системы в станочном оборудовании. Гидравлика / Ю. Г. Полубояринов; Гос. ком. РСФСР по делам науки и высш. шк., СЗПИ. - Л.: СЗПИ, 1991. - 95 с.

Дата добавления: 2015-08-20