1.5 Конструирование путевых выключателей

Синхронизация работы системы управления станком с подающим устройством достигается за счет установки на левой стороне одной из роликовых балок путевого выключателя (рисунок 12).

Рисунок 12 – Установка путевого выключателя

При установке отливки на роликовые балки, груз ложится на поверхности катания роликов и при этом взаимодействует с маятником, установленным между швеллерами балки. К нижней части маятника крепится груз, так, чтобы в свободном состоянии маятник занимал строго вертикальное положение. В верхней части маятника закреплена пластинка из магнитного материала, а на стенке швеллера – индуктивный бесконтактный датчик. Пока ролики не касаются груза, магнитная пластинка и датчик находятся на достаточном удалении друг от друга и сигнал от датчика на командоаппарат станка. Но как только отливка касается роликов, маятник поворачивается против часовой стрелки (положение маятника показано на рисунке 12 штриховыми линиями) и магнитная пластина становится на расстоянии около 5 мм от датчика, что вызывает его срабатывание.

1.6 Расчет рабочих параметров гидроцилиндра

В результате предварительного расчета и эскизной проработки проекта, установлены размеры, вес и скорость линейного перемещения каретки. Полученные данные служат для определения параметров гидропривода подающего устройства.

Составляем расчетную схему гидроцилиндра (рисунок 13).

Рисунок 13 – Расчетная схема гидроцилиндра

В рассматриваемом гидроцилиндре шток шарнирно закреплен к неподвижной раме, цапфа корпуса шарнирно соединена с кронштейном каретки. Выбору подлежат следующие геометрические параметры: диаметр поршня D_П, диаметр штока d_Ш и ход корпуса S.

Ход цилиндра должен соответствовать ходу каретки Н=1700 мм,

Записываем выражения для расчета площадей поперечного сечения:

- штоковой полости

- поршневой полости

Для расчета геометрических размеров гидроцилиндра составляем уравнение баланса сил, действующих на корпус вдоль оси гидроцилиндра.

P₁ – P₂ = P_У + R_D ,

где P₁ – сила от рабочего давления в штоковой полости;

P₂ – сила противодавления в поршневой полости;

P_У – сила трения в сопряжениях поршня и корпуса;

R_D = 0,1 тС = 1000 Н – технологическое усилие (сила сопротивления движению отливки).

Выразим силы P₁ и P₂ через площади поперечного сечения полостей гидроцилиндра, рабочее давление и давление гидравлического сопротивления в сливной линии

P₁ = р₁ · F₁

P₂ = р₀ · F₂

где р₁ – рабочее давление;

F₁ – площадь поперечного сечения штоковой полости;

р₀ – давление в сливной линии;

F₂ – площадь поперечного сечения поршневой полости.

Введем производные геометрический параметр гидроцилиндра – отношение диаметра штока к диаметру поршня

Тогда площадь поперечного сечения штоковой полости

Силу трения в уплотнениях Р_У в первом приближении принимаем равным 25% от технологического усилия R_D :

Р_У = 0,25 · R_D

Запишем уравнение баланса сил, действующих на корпус с учетом принятых соотношений

Из последнего выражения выражаем диаметр поршня

мм

где R_D = 1000 Н – технологическое усилие;

р₁ = 0,5 МПа – рабочее давление [3, с. 8];

k = 0,5 – отношение диаметра штока к диаметру поршня (по каталогу фирмы «АПРЕЛЬ»);

р₀ = 0,196 МПа – давление гидравлического сопротивления в сливной линии [3, с. 8].

Определяем диаметр штока

d_ШТ = D_П · k = 157,3 · 0,5 = 78,7 мм

В соответствии с расчетными размерами гидроцилиндра подъема поворотной стрелы по каталогу фирмы «АПРЕЛЬ» выбираем цилиндр с обозначением HCС.60.25.860 – 01 с характеристиками:

- диаметр поршня D_П = 160 мм;

- диаметр штока d_Ш = 80 мм;

- ход S = 1750 мм.

Для выбранного цилиндра рассчитываем площади поперечного сечения:

- штоковой полости

= 15080 мм² = 0,015 м²

- поршневой полости

20106 мм² = 0,02 м²

Рассчитываем расходов рабочей жидкости

- при прямом ходе

м³/с = 30,6 л/мин

- при обратном ходе

м³/с = 40,8 л/мин

где Н = 1700 мм = 1,7 м – ход цилиндра;

t = 50 с – время цикла;

F₁ = 0,015 м² – площадь поперечного сечения штоковой полости;

F₂ = 0,02 м² – площадь поперечного сечения поршневой полости.

За расчетный расход Q_ПВ рабочей жидкости принимаем наибольший из Q₁ и Q₂, то есть

Q_ПВ = Q₂ = 40,8 л/мин