Проектирование гидропривода к сверлильному станку для выполнения автоматического цикла движений (стр. 1 из 3)

Министерство образования РФ

Дисциплина: Гидропневмопривод

Курсовая работа

Тема: Проектирование гидропривода к сверлильному станку для выполнения автоматического цикла движений

Содержание

1. Определение основных параметров исполнительных гидродвигателей и выбор их типоразмеров

1.1. Выбор исполнительного гидродвигателя для обеспечения вертикальной подачи сверлильной головки.

1.2. Выбор исполнительного гидродвигателя для обеспечения поворота стола на котором установлена деталь.

1.3. Выбор исполнительного гидродвигателя для обеспечения фиксации стола.

2. Проектирование принципиальной гидравлической схемы.

2.1. Выбор схемы установки дросселя.

2.2. Определение количества дросселей и регуляторов расхода.

2.3. Выбор схем разветвления потоков и определение общего вида гидросхемы.

3. Определение основных параметров гидросистемы и выбор оборудования.

3.1. Расчет подачи масла в исполнительные гидродвигатели.

3.2. Расчет сил трения.

3.3. Расчет давлений в гидросистеме.

3.4. Выбор гидроаппаратов и определение потерь давлений.

1. Определение основных параметров исполнительных гидродвигателей и выбор их типоразмеров

В качестве исполнительных гидродвигателей (ГД) могут быть использованы: гидроцилиндры (Ц), гидромоторы (М), и поворотные гидравлические двигатели (Д).

Количество выбранных ГД равно числу движений, указанных в задании на курсовое проектирование.

В курсовой работе требуется обеспечить три различных движения:

- Вертикальная подача сверлильной головки (ВСГ)

- Поворот стола на котором установлена деталь (ПС)

- Фиксация стола (Ф)

1.1 . Выбор исполнительного гидродвигателя для обеспечения вертикальной подачи сверлильной головки

В качестве исполнительного ГД для обеспечения данного типа движения предпочтительными являются гидроцилиндры. Но по заданию требуется обеспечить значительную длину перемещения рабочего органа (1550 мм.). При таких перемещениях длина хода Ц определяет зону неустойчивого движения. Поэтому в качестве исполнительного двигателя выбираем гидромотор.

Крутящий момент на валу:

Н×м

где: К₁=1.2 – коэффициент запаса по нагрузке;

R– технологическая нагрузка, Н;

d₂=30÷35 – средний диаметр ходового винта, мм;

λ – угол подъема резьбы ходового винта;

ρ – угол трения.

R=R±m_пчgsin(b)=16000+360*sin 90º=19531,6 Н.

Минимальная частота вращения ходового винта:

об/мин

Максимальная частота вращения ходового винта:

об/мин

Сопоставляя рассчитанные величины с паспортными данными выбираем гидромотор типа Г15-23Н со следующими характеристиками:

- Рабочий объем: V=40 см³

- Номинальный расход масла: Q=38.4 л/мин

- Номинальный крутящий момент на валу: М_ном=33.3 Н·м

- Номинальное давление на входе мотора: Р_ном=6.3 Мпа

- Номинальная частота вращения вала: n_ном=960 об/мин

- Максимальная частота вращения вала: n_max=1800 об/мин

- Минимальная частота вращения вала: n_min=20 об/мин

Из-за того, что минимальная частота вращения ходового винта значительно меньше минимальной частоты вращения вала гидромотора, возникает необходимость применения понижающего редуктора. Вал гидромотора через муфту соединяется с редуктором, выходной вал которого напрямую соединяется с ходовым винтом.

Расчетное передаточное число редуктора определяется по формуле:

Это передаточное число округляется в большую сторону до значения из стандартного ряда. Принимаем u=6,3

Гидромотор и редуктор подобраны верно если выполняются следующие условия:

1.2. Выбор исполнительного гидродвигателя для обеспечения поворота стола на котором установлена деталь

В тех случаях, когда рабочий орган станка (в нашем случае это стол) совершает поворот сначала в одну сторону а затем в противоположную, целесообразно использовать поворотные гидродвигатели (Д).

Исходными данными для их выбора являются:

-

Н·м – крутящий момент, необходимый для обеспечения поворотного движения;

-

c^-1 – максимальная угловая скорость вращения;

-

- максимальный угол поворота.

Выбираем поворотный гидродвигатель ДПГ63 имеющий следующие характеристики:

- Рабочий объем на угол поворота 270º: V=200 см³

- Расход масла при максимальной скорости поворота: Q=6.3 л/мин

- Номинальный крутящий момент: М_ном=630 Н·м

- Номинальное давление нагнетания: Р_ном=16 Мпа

- Максимальное давление нагнетания: Р_max=20 Мпа

- Максимальная угловая скорость поворота: ω_Дmax=3.14c^-1

1.3. Выбор исполнительного гидродвигателя для обеспечения фиксации стола

Для фиксации стола будем использовать гидроцилиндр. Для этого необходимо определить расчетный диаметр поршня:

мм

Округляем расчетный диаметр до стандартного значения: D_p=63 мм.

Проверяем выполнение следующего условия:

л/мин

По заданию необходимо обеспечить ход 9 мм. Выбираем стандартное значение хода S=10 мм.

Выбираем гидроцилиндр со следующими характеристиками:

- - диаметр цилиндра;

- - диаметр штока;

- - ход поршня.

2. Проектирование принципиальной гидравлической схемы

Перед составлением схемы необходимо выбрать способ регулирования скорости выходных звеньев гидродвигателей. В курсовой работе используется дроссельный способ управления, заключающийся в создании гидравлического сопротивления потоку жидкости, путем изменения проходного сечения.

Схема проектируется на основе имеющихся циклограмм движения рабочих органов станка.

2.1. Выбор схемы установки дросселя

В данном случае целесообразно использовать схемы установки дросселя на входе гидродвигателя. Такая схема позволяет обеспечить более высокий к. п. д.

2.2. Определение количества дросселей и регуляторов расхода

Количество дросселей и регуляторов расхода выбирается отдельно для каждого гидродвигателя, по циклограммам движения рабочих органов станка. Для быстрых перемещений используются дроссели, а для рабочих подач – регуляторы расхода.

2.2.1.Для движения L1 (гидромотор):

Рабочий орган станка совершает движение по следующему циклу: стоп (С)→быстро вперед (БВ) →рабочая подача со скоростью 1 (РП1) →быстро назад (БН)→стоп (С) → рабочая подача со скоростью 2 (РП2) → быстро назад (БН)→стоп в течении времени между циклами (ВМЦ).

Объединяем движения по группам. Первой группе соответствуют быстрые перемещения – БВ и БН, второй группе – рабочая подача РП. По таблице 2.1 [1, с.21] находим необходимое количество дросселей и регуляторов расхода для каждой из групп:

- Первая группа: необходимое количество дросселей – 1

- Вторая группа: необходимое количество регуляторов расхода – 1

Таким образом, общее количество аппаратов:

- Дроссели……………………………………………….1 шт.;

- Регуляторы расхода…………………………………...1 шт.

2.2.2.Для движения L2 (поворотный гидродвигатель):

Рабочий орган станка совершает движение по следующему циклу: стоп (С)→быстро вперед (БВ) →стоп (С) →быстро назад (БН)→стоп (С).

Объединяем движения по группам. Первой группе соответствуют быстрые перемещения – БВ и БН. По таблице 2.1 [1, с.21] находим необходимое количество дросселей и регуляторов расхода для каждой из групп:

- Первая группа: необходимое количество дросселей – 1

Таким образом, общее количество аппаратов:

- Дроссели……………………………………………….1 шт.

2.2.3.Для движения L3 (односторонний гидроцилиндр с пружинным возвратом):

Рабочий орган станка совершает движение по следующему циклу: отжим (О)→стоп (С)→зажим (З)→стоп (С)→ отжим (О)→стоп (С)→зажим (З)→стоп (С).

Объединяем движения по группам. Первой группе соответствуют движения – О и З. По таблице 2.1 [1, с.21] находим необходимое количество дросселей и регуляторов расхода для каждой из групп:

- Первая группа: необходимое количество дросселей – 2

Таким образом, общее количество аппаратов:

- Дроссели……………………………………………….2 шт.

Итак, в гидравлической схеме понадобится:

- Дроссели……………………………………………….4 шт.;

- Регуляторы расхода………………………………….1 шт.

2.3. Выбор схем разветвления потоков и определение общего вида гидросхемы

Принцип работы гидропривода, собранного по составленной гидравлической схеме достаточно прост: масло проходит через определенный настроенный дросселирующий аппарат и поступает в напорную полость соответствующего гидродвигателя. В это же время масло из сливной полости вытесняется и поступает на слив, в масляный бак.

Различные участки циклограммы показывают, что масло, в течении цикла, должно направляться по различным трубопроводам, проходить через различные дросселирующие аппараты и поступать к гидродвигателю. Таким образом, гидравлическая схема строится на основе разветвления потоков. Этот принцип позволяет достигнуть инвариантности направления потоков.