Методика расчёта и выбора механизированных приводов присп-ний (на примере пневматических и гидравлических).

Выбрав способ базирования деталей и разместив установочные элементы в приспособлении, определяют величину, место приложения и направление сил для зажима обрабатываемой детали. Затем подбирают конструкцию привода для перемещения зажимных устройств при зажиме и разжиме детали. Величину сил зажима и их направление определяют в зависимости от сил резания и их моментов, действующих на обрабатываемую деталь. Для этого к детали прикладывают все действующие на неё силы и решают шесть уравнений статики на равновесие детали. Найдя силу на штоке пневмоцилиндра и зная давление сжатого воздуха, определяют диаметр пневмоцилиндра:

D= 1,4* .

где Q - сила на штоке; Р - давление сжатого воздуха.

При Р = 4 кГс / см', D = 0,7 * . (см). Найденный размер диаметра пневмоцилиндра округляют по нормали и по принятому диаметру определяют действительную осевую силу на штоке.

Аналогично рассчитывают диаметр поршня гидроцилиндра зная силу на штоке и давление

D=1,13* ,(cm).

При выборе типа привода учитывают их особенности. К достоинствам пневмоприводов относятся:

1. Возможность регулирования силы зажима детали;

2. Простота управления зажимными устройствами:

3. Бесперебойность работы при изменениях температуры воздуха.

К недостаткам пневмоприводов относятся:

1. Недостаточная плавность перемещения рабочих элементов, особенно при переменной нагрузки;

2. Небольшое давление сжатого воздуха в полостях пневмоцилиндра и пневмокамеры;

3 Относительно большие размеры

пневмоприводов для получения значительных

сил на штоке пневмопривода.

Гидроприводы имеют ряд преимуществ перед

пневмоприводами:

1. Высокое давление масла на поршень гидроцилиндра создаёт большую осевую силу на штоке;

2. Из-за высокого давления масла в полостях гидроцилиндра можно уменьшить размеры и вес гидроцилиндра;

3. Возможность бесступенчатого регулирования сил зажима и скоростей движения поршня со штоком.

К недостаткам гидроприводов относятся:

1. Сложность гидроустановки и выделение площади для её размещения:

2. Утечки масла, ухудшающие работу гидропривода.

(1). Пневматические приводы.

В качестве источника энергии исп-ся воздух под давлением. Для станочных присп-ний принимают Рв=0,4-0,6 Мпа.

Конструктивно применяются пневмоцилиндры и пневмокамеры.

а) пневмоцилиндры: - одностороннего действия (рис 7.4.1)

q-реакция пружины;

Рв´pD²_ц/4=Ршт; Ршт.= Рв´pD²_ц/4´h-q;

- двухстороннего действия (рис 7.4.2)

Ршт.= Рв´pD²_ц/4´h; Ршт.= Рв´(pD²_п/4-pD²_шт/4)´h.

б) пневмоцилиндры: исп-ся в качестве основного привода или вспом-го для предвар-го удержания заг-ки в приспособлении.

Особенностью констр-ции является наличие диафрагмы из прорезиновой ткани, а также корпуса и крышки, выполненных литьём или штамповкой. Пневмокамеры значительно дешевле пневмоцил-ов, но обладают непостоянством силы по длине перемещения штока. Относительно постоянная сила обеспечивается на ограниченной длине перемещения штока (рис 7.4.3):

На участке DL:

Ршт.= Рв´p(D-d)²/4´h.

(2). Гидравлические приводы. В качестве источника энергии исп-ся масло под давлением. Приводы выполняются в виде цилиндров. (+) – обладают значительно большей силой на штоке по сравнению с пневмоприводом; - имеют значительно меньшие габариты, что позволяет механизировать присп-ния, устанавливаемые в стеснённых зонах резания; не требуют спец-ой смазки.

(-) – высокая стоимость привода за счёт повышения прочности элементов констр-ции, более кач-го выполнения уплотнений в подвижных парах; - питание осущ-ся как правило индивид-но или групповыми гидростанциями.

Исходными данными для расчёта гидравлических приводов явл-ся: 1. усилие на штоке Р, 2. ход поршня L, 3. время рабочего хода поршня t.

Задаваясь давлением масла (р), можно определить площадь поршня (F):

F=P/p ;

отсюда диаметр цилиндра:

D=(4P/pp)^1/2.

Секундная произ-ть насоса опред-ся по формуле:

Q=v/th₁=FL/th₁=PL/tph_{1 ;}

h₁- объёмный КПД системы, который учитывает утечки в золотнике и цилиндре.

Мощность, расходуемая на привод насоса:

N=Q´p/7500´h₂=PL/7500´h₁h₂ ;

h₂- КПД насоса силового узла.

Часть 6. Автоматизация технологического проектирования.