Расчет станочных приспособлений с пневмогидравлическими приводами зажимных устройств

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Получить практические навыки применения и расчета станочных приспособлений с пневмогидравлическими приводами зажимных устройств.

2.теоретический раздел

Пневмогидравлические приводы применяют для перемещения зажимных устройств приспособлений. Они состоят из преобразователя давления, который соединен с гидроцилиндрами приспособлений и необходимой аппаратуры.

По виду работы пневмогидроприводы бывают с преобразователями давления прямого действия и с преобразователями давления последовательного действия.

Пневмогидравлические приводы питаются сжатым воздухом из цеховой сети через пневматическую аппаратуру под давлением 0, 39-0, 58 Мн/м² при давлении масла в гидравлической части привода 7, 8-9, 8 Мн/м². Высокое давление масла в пневмогидроприводе создается пневмогидравлическим и преобразователями прямого или последовательного действия, превращающими давление сжатого воздуха в высокое давление масла.

Пневмогидравлические приводы, сочетающие в себе простоту конструкции пневматических с преимуществами гидравлических приводов, обеспечивают быстроту перемещения зажимных устройств, небольшие габариты конструкции, создание больших сил зажима, сравнительно небольшую стоимость. Пневмогидроприводы применяют для зажима заготовок в одно-, многоместных и многопозиционных приспособлениях в серийном производстве [1].

Схема работы пневмогидравлического привода с преобразователем давления прямого действия основана на непосредственном преобразовании давления сжатого воздуха в высокое давление масла.

Пневмогидропривод (рисунок 1) состоит из пневмоцилиндра 2 одностороннего действия с поршнем 3 и гидравлического цилиндра 1 одностороннего действия с поршнем 5. Сжатый воздух поступает из воздушной сети через кран в бесштоковую полость “А” пневмоцилиндра 2 и перемещает поршень 3 со штоком 4 влево. Шток 4 давит на масло, которое перемещает в гидроцилиндре 1 поршень 5 со штоком 6 влево. При этом шток 6 через промежуточные звенья перемещает зажимные устройства приспособления при зажиме заготовки. При разжиме поршни 3 и 5 со штоками, пружинами перемещаются вправо [1, 4].

Рисунок 1 – Схема пневмогидравлического привода

При равновесии привода, т.е. давления между воздухом и маслом в пневмогидравлическом преобразователе (без учета трения):

.

Откуда давление масла в цилиндре

.

где Р - давление масла в гидроцилиндре, Мн/м²; Р_в — давление воздуха в пневмоцилиндре, Мн/м²; D — диаметр поршня пневмоцилиндра, м; d — диаметр штока плунжера, м.

.

Отношение i является коэффициентом усиления давления, принимают i =16-21.

Сила на штоке рабочего гидроцилиндра (без учета сопротивления возвратной пружины), но с учетом механического к.п.д.

.

Подставим вместо Р его значение, тогда:

,

обозначим

.

Подставим в равенство значение силы Q и, произведя преобразования, получим:

, .

где D - диаметр поршня гидроцилиндра, м; η - 0, 8-0, 85 - коэффициент полезного действия; Q - сила на штоке пневмоцилиндра, н.

Величина хода штока пневмоцилиндра:

,

откуда

,

С учетом η ₀ определяющего потери масла на утечку

.

где L -ход штока пневмоцилиндра, м; l — ход штока рабочего гидроцилиндра, см; η ₀=0, 95 объемный к.п.д. привода; n - число рабочих гидроцилиндров приспособлений, обслуживаемых приводом.

Из выражения определяем диаметр рабочего гидроцилиндра без учета к.п.д.

.

Диаметр штока пневмоцилиндра .

Из формулы определяем диаметр пневмоцилиндра

.

Объем (м³) сжатого воздуха, расходуемого за один цикл зажима детали в приспособлении:

.

где D — диаметр поршня пневмоцилиндра, м; L — длина хода поршня со штоком пневмоцилиндра, м.

3. Порядок выполнения работы

3.1. Изучить настоящее методическое пособие

3.2. Получить у преподавателя схему закрепления заготовки в приспособлении и значение силы резания.

3.3. Рассчитать потребное усилие закрепления заготовки.

3.4. Рассчитать конструктивные размеры силового привода приспособления.

3.5. Сформулировать выводы по работе

4. Содержание отчета

4.1. Цель работы.

4.2. Схема закрепления заготовки в приспособлении.

4.3. Исходные данные.

4.4. Расчет потребного усилия закрепления заготовки.

4.5. Расчет конструктивных размеров силового привода

4.6. Вывод

5. Контрольные вопросы

5.1. Область применения станочных приспособлений с пневмогидроприводом.

5.2. Виды уплотнений применяемых в пневмогидросистемах станочных приспособлений.

5.3. Порядок расчета конструктивных размеров пневмогидроприводов станочных приспособлений.

5.4. Какие элементы входят в состав пневмогидропривода станочных приспособлений?

5.5. Порядок расчета величины хода штока пневмоцилиндра станочного приспособления с пневмогидроприводом.

5.6. Порядок расчета основных характеристик пневмогидропривода станочного приспособления.