2. Исходные данные для расчета гидропривода

Исходными параметрами для расчета привода возвратно-поступательного движения обычно служат:

1. длина перемещения исполнительного механизма гидропривода при быстром подводе – L_Б.П;

2. длина рабочего хода – L_Р.Х;

3. скорость рабочей подачи – V_Р.Х;

4. полезная нагрузка – F_Р.Х;

5. приведенный вес перемещающихся частей станка – F_G;

6. время выстоя выходного звена привода в исходном положении – t_В;

7. полное время цикла – t_Ц;

8. протяженность гидролиний – l_НАП, l_СЛ..

Расчет привода начинают с уточнения скоростных и силовых условий работы привода.

3. Определение скоростей движения выходного звена гидропривода

Из условия равенства расходов жидкости в первом и третьем периодах работы гидропривода (Q_б.п= Q_б.о) находим

• для поршневой рабочей полости

V_Б.П  S_Н = V_Б.О  S_С ;

_, (3.1)

• для штоковой рабочей полости цилиндра

_, (3.2)

где – коэффициент мультипликации привода. В станкостроении наиболее часто встречаются гидроприводы с .

Время быстрого хода вперед и быстрого хода назад [2] :

- для поршневой рабочей полости

,

(3.3)

t_Б.О= t_Ц -t_В -t_Р.Х -t_{Б.П ,} (3.4)

где t_Р.Х = L_Р.Х / V_Р.Х - время рабочей подачи.

Средние скорости выходного звена гидропривода при быстром движении вперед и назад соответственно будут равны:

V_Б.П = L_Б.П/ t_Б.П , (3.5)

V_Б.О = (L_Б.О + L_Р.Х) / t_Б.О . (3.6)

4. Определение внешних нагрузок на выходном звене гидропривода

В процессе работы оборудования цилиндр преодолевает внешние силы полезной нагрузки F_п (например силы резания), трения F_тр в направляющих силового стола, силы тяжести F_G, а при динамических режимах - инерционные нагрузки F_ин [1].

В металлорежущих станках инерционные нагрузки, действующие при разгоне и торможении, чаще всего не совпадают по времени с действием сил резания.

В этих случаях во время холостых ходов нагрузки, преодолеваемые цилиндрами при разгоне и торможении, могут определяться по формулам, приведённым ниже:

- для вертикального движения по схеме I (рис.4.1):

F_х.х=F_ин+F_G+F_тр ( ускорение вверх), (4.1)

F_х.х= - F_ин+F_G+F_тр ( замедление вверх); (4.2)

- по схеме II:

F_х.х=F_ин-F_G+F_тр ( ускорение вниз ) , (4.3)

F_х.х= - F_ин-F_G+F_тр ( замедление вниз). (4.4)

Для горизонтального движения F_G=0.

С хема I Схема II

С хема III Схема IV

Рис. 4.1. Схемы работы гидроцилиндров

В рассматриваемом примере (рис. 1.1) максимальные значения внешних сил (кН) на штоке гидроцилиндра, расположенного горизонтально, при БП, РХ и БО равны:

F_БП=F_ин+F_тр.н ; F_РХ=F_п+F_тр.н ; F_БО=F_ин+F_тр.н;

F_ин= ma=F_GV_max/(gt) ; (F_G, кН; V, м/с; g,м/с²; t,c); (4.5) F_тр.н=F_G , (4.6)

где -коэффициент трения, =0,1...0,3; V_max- скорость исполнительного механизма; t-время разгона (торможения) поршня, t=0,1...0,5 с; g -ускорение свободного падения. Скоростная и нагрузочная диаграммы работы гидропривода показаны на рис.4.2.

Рис.4.2. Скоростная и нагрузочная диаграммы гидропривода агрегатной головки