Линейное перемещение

Усилия: F₁ : F₂ : F₃ и скорости V₁ : V₂ : V₃.

Исполнительный механизм, чаще всего, гидроцилиндр с односторонним потоком.

Рис. 1. Принципиальная гидравлическая схема

привода линейного перемещения

Редукционные клапаны КР1, КР2, КР3 обеспечивают необходимые давления на исполнительном механизме ГЦ для создания усилия F₁, F₂ и F₃ согласно технологического процесса. Причем каждый редукционный клапан работает при включенном распределителе Р1, Р2 и Р3, работающими в крановом режиме. Заданные скорости движения штока гидроцилиндра ГЦ обеспечиваются дросселями Д1, Д2 и регулятором потока РП. Последний также служит для обеспечения реверса движения поршня ГЦ. Соответственно, это происходит при включенном том или ином распределителе Р4, Р5 и Р6.

Распределитель Р7 обеспечивает рабочее и холостое движения штока ГЦ. При холостом движении включается Р7 в крайнее правое положение, Р6 в штоковой полости ГЦ, из поршневой полости жидкость через обратный клапан ОК поступает на распределитель Р7 и далее в насосную установку.

Среднее положение распределителя Р7 обеспечивает давление в других приводах установки при фиксированном положении рассматриваемого привода.

Аналогично составляются схемы для двух других приводов установки, и составляется общая схема.

Пусть в установке имеется еще привод вращения и привод фиксации.

Привод вращения нагружен моментами М₁ и М₂ и имеет скорость вращения w.

Привод фиксации нагружен силой F и имеет скорость V.

В первом приближении общая схема будет выглядеть следующим образом.

Рис. 2. Принципиальная гидравлическая схема установки

На рис. 2 повторен первый привод установки (рис. 1) и представлены II привод вращения с двумя моментами на валу гидромотора ГМ и привод III фиксации с гидроцилиндром ГЦ2. Необходимо отметить, что распределитель Р11 двухпозиционный, так как фиксация, зажим или тормоз не могут иметь промежуточного положения.

Представленная схема на рис. 2 является не окончательной и может быть уточнена в результате расчетов.

4.2. Следующим этапом выполнения курсовой работы является выбор параметров исполнительных двигателей (гидроцилиндров и гидромоторов).

При линейных перемещениях заданы усилия F и скорость V. Расчет сводится к выбору гидроцилиндра, которые должны обеспечивать заданное условие.

Из всех заданных значений F выбирается максимальное значение F_max каждого привода. Определяется площадь S поршня по следующей зависимости

,

где 0,7 – коэффициент, учитывающий потери на трение и утечки в гидроцилиндре.

р – давление, воздействующее на поршень.

Давление р выбирается из ряда номинальных давлений, используемых в гидроприводах технологического оборудования [1].

Например, фрагмент из этого ряда: 2,5; 4,5; 6,3; 10; 12,5: 16; 20; 25; 32 [МПа].

По площади поршня S определятся его диаметр D.

.

Необходимо стремиться к тому, чтобы в мм. Это дает возможность выбирать стандартные гидроцилиндры, широко используемые в технологических машинах. Если диаметр D не попал в диапазон, указанный выше, то выбирают другое давление р и производят расчет снова.

Если диаметр D попал в указанный диапазон, то выбирают гидроцилиндр из справочника [1] или каталога, но выбранный диаметр D_в должен быть ближайшим из ряда стандартных значений D. Например: D = 58 мм, выбирают D_в=63 мм и записывают марку гидроцилиндра 1-63х32хL по ОСТ 2Г21-1-73.

Рассчитывается потребный расход Q₁

где V_max – максимальная скорость из заданных значений по рассчитываемому приводу.

Если есть несколько приводов линейного перемещения, то по ним производится положенный расчет.

В некоторых заданиях применяется привод вращения, то тогда рассчитывается величина рабочего объема q или характерного объема y.

,

где М_max – максимальный момент, имеющий место в данном приводе.

р – давление, выбранное из номинального ряда.

Из справочников и каталогов выбирается гидромотор с ближайшим большим рабочим объемом q и вычисляются следующие параметры гидромотора: момент М при заданном давлении р_м, максимальное и минимальное допустимое число оборотов вала.

Если выбранный гидромотор по всем этим параметрам соответствует заданным, то выписывается марка гидромотора. В противном случае выбирается другой тип гидромотора с новым расчетом q при другом давлении р. Чаще всего выбранный гидромотор не соответствует по моменту М и минимальному числу оборотов вала.

Выходом из данной ситуации может быть установка механического редуктора после гидромотора с передаточным отношением i, который обеспечивает необходимое число оборотов на приводе, и, естественно, повышает момент.

Редуктор выбирается из справочника [3].

Рассчитывается потребный расход Q

,

где n_max – максимальное число оборотов на валу гидромотора из задания;

q – рабочий объем выбранного гидромотора.

После расчета и выбора гидродвигателя по всем приводам задания и сводится в таблицу:

р₁, р₂, р₃ – выбранное давление в приводах;

Q₁, Q₂, Q₃ – расходы в приводах, полученные в результате расчета.

Из трех значений давления выбирается максимальное, хотя они могут быть равными, и также максимальный расход из трех:

Р_max и Q_max

Определенные значения Р_max и Q_max являются исходными данными для выбора насосной установки, которая выбирается из справочника [3].

Рассчитанные значения Q₁, Q₂, Q₃, а также выбранные давления р₁, р₂, р₃ являются основанием для выбора гидравлических элементов в составленной ранее схеме.

Определяются типы всех элементов и основные их характеристики.