Элементы и системы автоматизированного пневмогидропривода

Размещено на http://www.allbest.ru/

13

Элементы и системы автоматизированного пневмогидропривода

Содержание

Введение

1. Исходные данные

2. Расчет конструктивных параметров модуля

3. Расчет демпфера

4. Расчет трения в уплотнениях

5. Составление логических уравнений, описывающих состояние системы управления

6. Выбор элементов гидропривода

Заключение

Библиография

Введение

Гидравлические системы управления (ГСУ) наряду с электрическими и пневматическими системами являются одним из наиболее эффективных средств автоматизации и механизации производственных процессов. За рубежом около 30% всех автоматизированных производственных процессов оснащено ГСУ.

Оснащение ГСУ машин и оборудования составляет: упаковочных машин до 90%, сварочных и литейных машин до 70%, автоматических манипуляторов до 50%, кузнечно-прессовых машин более 30%, прачечного оборудования до 40%, текстильных и обувных, деревообрабатывающего и пищевого оборудования 20%.

Преимущества ГСУ особенно проявляются при механизации и автоматизации следующих наиболее массовых операций: зажима деталей, их фиксации, квантовании, сборке, контроле линейных размеров, транспортировании, упаковки и других, что позволяет исключить или свести до минимума участие человека в тяжелых и монотонных операциях, при этом производительность труда на операциях возрастает в 1,5-4 раза.

Широкому внедрению ГСУ в машиностроении способствуют из положительные качества: относительная простота конструкции и эксплуатационного обслуживания, низкая стоимость и быстрая окупаемость затрат; надежность работы в широком диапазоне температур, при высокой влажности и запыленности окружающей среды; пожаро- и взрывобезопасность; большой срок службы, достигающий 10000-20000 ч (10-50 млн. циклов); высокая скорость перемещения выходного звена гидравлических исполнительных устройств; легкость получения и относительная простота передачи энергии ,возможность снабжения им большого количества потребителей от одного источника; отсутствие необходимости в защитных устройствах при перегрузке.

1. Исходные данные

Тип гидро-демпфера: 1- зависящий от скорости.

Тип двигателя: 2-квадрант

Тип рабочего тела: 2-жидкость.

Количество двигателей: 2-два

1,2-1а-2а

Для гидравлического привода в качестве рабочего тела используется минеральное масло с давлением 4...6,3 Мпа.

2. Расчет конструктивных параметров модуля.

Диаметр делительной окружности зубчатого колеса

Сила, действующая на шток

Диаметр условного прохода проверяют по условию, что скорость потока жидкости не должна превышать 6м/с из условия:

Vду = 4VSц / dду

Где Vду - скорость потока через диаметр условного прохода,

V- скорость штока цилиндра,

Sц - площадь поршня цилиндра, dду - диаметр условного прохода.

Условие выполнено 3.94<6

Толщину стенок корпуса гидроцилиндра находят из выражения:

Где р-допустимое напряжение растяжения материала,

Р - давление в гидроцилиндре,

Rн, Rо - наружный и внутренний радиус корпуса цилиндра.

Толщину крышек гидроцилиндра определяют по формуле:

3. Расчет и выбор конструктивных параметров гидравлического демпфера

Уменьшение скорости исполнительного органа модуля при подходе к точке позиционирования (безударная остановка) часто обеспечивается применением гидравлических демпферов, создающих усилие торможения.

В этой работе будет проведен расчет гидравлического демпфера, у которого коэффициент демпфирования в основном зависит от координаты запорного элемента.

Определим зазор

где dп- диаметр поршня демпфера 15 мм, -коэффициент динамической вязкости масла, l -длина конической запорной части демпфера, d1,d2 -диаметры запорной части демпфера. Исходя из конструктивных ограничений принимаем мм, мм.

Находим необходимую длину конусной части равную ходу штока демпфера из выражения:

Сила торможения демпфера определяется из выражения:

Где М - крутящий момент, развиваемый модулем, r- радиус расположения демпферов и задается конструктором, I- момент инерции модуля, - угол поворота модуля, - угловая скорость модуля.

Определим коэффициент демпфирования

4. Расчет трения в уплотнениях

Расчет силы трения в уплотнениях по конструктивным параметрам производят с помощью условного коэффициента трения по формуле 4:

где Рк - контактное давление по кольцу,

l - ширина контакта кольца,

D - диаметр уплотнительного кольца,

fТ - коэффициент трения определяют по графику на рисунке 7(fТ=0.27).

Момент трения М_т в уплотнении диаметром D определяем из выражения:

М_{т =} р /2 f_ТР_КD² l

Контактное давление определяют по формуле:

Р_К = Р_{КО +}S Р_с

где Р_КО - среднее контактное давление,

S - коэффициент передачи давления, для резины S = 0.9…0.98,

Р_с - давление среды.

Среднее контактное давление определяют из выражения:

Р_КО = К_ф Е е

Где Е - модуль упругости материала, для резины Е = 4….15 Мпа,

К_ф - коэффициент учитывающий влияние формы сечения на величину Р_КО , для кольца круглого сечения К_ф =1.95, для кольца прямоугольного сечения К_ф = 1.1.

Значение е < 0.2 для колец круглого и прямоугольного сечения определяют из выражения:

е = (d - н) / 3d

где d - диаметр сечения кольца,

н - высота канавки под уплотнение.

Для манжетных уплотнений е =0.01…0.04, а К_ф = 0.8…1.0.

Длину контакта определяют из соотношения:

l = Ка d

Ка = 3 е - коэффициент.

Ка = 3*0.18 = 0.54

l = 0.54*0.0195 = 0.01053

5. Составление логических уравнений, описывающих состояния системы управления

Уравнения записывают, используя таблицу состояний .

Для каждого выходного сигнала можно составить уравнение, устанавливающее его зависимость от входных сигналов. Эти уравнения могут быть записаны в виде совершенно дизъюнктивной нормальной форме (СДНФ) или совершенно конъюнктивной нормальной форме (СКНФ). В дальнейшем будем использовать уравнения - СДНФ.

СДНФ - представляет собой логическую сумму всех конституант единицы для данного выходного сигнала. Конституанта единицы - логическое произведение всех входных сигналов для состояния, при котором данный выходной сигнал принимает действительное значение. Произведение должно быть равным единице при подстановке значений входных сигналов, соответствующих этому состоянию, и принимать нулевое значение для любых других вариантов.

Реализуем схему управления с помощью программы Simens LogoSoft

6. Выбор элементной базы

Гидроэлекторостанция - необходима для подачи масла в гидравлическую систему.

Распределительная аппаратура.

Элемент

5/2 распределитель с гидравлическим управлением, двухстороннего действия.

Маркировка: 458-33.

Общие характеристики распределителя.

Рабочее давление: 0-10 Бар.

Присоединительные размеры: трубка G1/8.

Расход (Р=6 бар): 500 л/мин.

Минимальное давление управления: 2 Бар.

Схема управления построена на 3/2 распределителях с гидравлическим управлением и пружинным возвратом. Используются нормально закрытые и нормально открытые распределители.

Серия распределителей “3”.

Общие характеристики. демпфер гидропривод simens logosoft

Конструкция: золотникового типа.

Рабочее давление: 0-10 Бар.

Номинальный расход: 500 л/мин.

Условный проход: 5 мм.

Монтаж: через отверстия в корпусе.

Маркировка: 438-35 - 3/2 распределитель НЗ с присоединительным размером G1/8.

Будем использовать пневмодроссели для регулирования скорости перемещения поршня цилиндра путем изменения их расходной характеристики.

Выбираем дроссели RFU-444 расход свободного потока (дроссель открыт) 550л/мин.

Переливной клапан

Ставится на выходе маслостанции для управеления давлением масла в сети

Заключение

В ходе данной курсовой работы был рассчитан гидравлический привод типа квадрант, рассчитаны его параметры и гидравлические характеристики.

Также согласно заданию были разработаны общий вид, система управления и монтажная схема гидравлической системы.

Библиографический список

1. Федорец Ю.П. Гидроприводы и гидропневмоавтоматика станков / Федорец В. А. Педченко М. Н., Пичко А.Ф. и др. Под редакцией В.А. Федорца.- К.: Вища шк. Головное изд-во, 1987-375 с.

2. Пневматические устройства и системы в машиностроении: Справочник Е.В. Герц, А.И. Кудрявцев. - М.: Машиностроение, 1981.-408с.

3. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине “Элементы и системы автоматизированного пневмогидропривода” В.П. Поливцев.

4. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3-х т. Т2,3. - 5е изд., - М.: Машиностроение, 1980. - 577с.

5. Свешников В.К. Станочные гидроприводы. Справочник 2-е издание. / Свешников В.К., Усов А.А. - М.: Машиностроение. 1988 - 512 с., ил.

Размещено на Allbest.ru