ВСТУП

В сучасному виробництві одною з основних тенденцій розвитку машинобудування, верстатів та верстатного обладнання є створення і використання спеціалізованих верстатів з високим ступенем автоматизації де необхідно реалізувати велику кількість різноманітних рухів. Одним з конструкторських рішень,за допомогою якого можна розвязати поставлені задачі, є використання гідро і пневмопристроїв, що найкраще відповідають сучасним вимогам. Застосування гідроприводів дозволяє спростити кінематику верстатів, знизити металоємність, підвищити точність, надійність і рівень автоматизації.

Широке використання цих технологій в верстатобудуванні визначається рядом їх значних переваг: можливістю отримати великі зусилля і потужності при малих розмірах гідросистеми, забезпечення широкого діапазону безступінчатого регулювання швидкості (при умові хорошої плавності руху), можливість роботи в динамічних режимах з потрібною якістю перехідних процесів, захист систем від перевантаження і точний контроль діючих зусиль. За допомогою гідроциліндрів вдається отримати прямолінійний рух без кінематичних перетворень, а також забезпечити відповідне співвідношення швидкостей прямого і зворотного ходів. До основних переваг гідроприводів слід віднести також достатньо високе значення ККД, підвищену жорсткість і довговічність.

Разом з тим гідроприводи мають і недоліки, які обмежують їх використання. Це втрати на тертя і витоки, які знижують ККД гідроприводу і викликають розігрівання робочої рідини; необхідність застосування фільтрів тонкої очистки для забезпечення надійності гідроприводів, що підвищує їх вартість і ускладнює технічне обслуговування.

В даному курсі ми розглядаємо питання оптимізованого вибору елементів гідросистеми, а саме гідроприводу, з врахуванням їх взаємної роботи, причому цей вибір визначається раціональним співвідношенням між недоліками і перевагами цих елементів. Для цього потрібно досконало знати уніфіковані вузли гідроприводів, їх систематизацію і опис з вказаними основними параметрами, розмірами, особливостями монтажу і експлуатації, раціональними областями застосування.

1 Схема гідроприводу та опис її роботи в режимах

Рис.1.1 Схема гідроприводу.

Установка складається з таких елементів: насос – 1; розподільники – Р1,Р2,Р3; гідроциліндр – Ц; клапани зворотні – Кзв1, Кзв2,Кзв3; дросель – ДР; запобіжний клапан – КЗ; переливний клапан – КП; бак – Б; напірні лінії – 2,4,5,6; зливні лінії – 3,7,8,9,10,11; всмоктувальні лінії – 1.

1.1Холостий хід

Потік рідини, що забирається з баку Б через всмоктувальну лінію 1та створюється насосом Н, по напірній гідролінії10 надходить на розподільник2, що знаходиться у положенні “б”,тобто у нейтральному положенні, потім по гідролінії 2 надходить на запобіжник КЗ.

В цьому режимі роботи робоча рідина не виконує ніякої роботи і вся енергія іде на перегонку робочої рідини в бак.

1.2 Робочий хід

1.2.1Прямий хід

Потік робочої рідини, що створюється насосом Н, по гідролінії 2 через дросель йде на розподільник Р1, що знаходиться у положенні“а”. В цьому положенні гідролінія 2 з’єднується з гідролінією 5, а гідролінія8з’єднується з гідролінією9. При такому з’єднанні рідина іде по гідро лінії 4,клапан зворотній Кзв1, далі по гідролінії5вштакову порожнину гідроциліндра Ц. В гідроциліндрі потік робочої рідини створює тиск необхідний для переміщення поршня гідроциліндра, на який діє навантаження та витискування рідини через зливну лінію 7, клапан зворотній Кзв3, зливну лінію8, рзподільникР1, зливну лінію9по якій рідина надходить баку Б.

1.2.2Зворотній хід.

Потік робочої рідини, що створюється насосом Н, по гідролінії 2 йде на розподільник Р1, що знаходиться у положенні“в”. В цьому положенні гідролінія2з’єднується з гідролінією8, а гідролінія4 з’єднується з гідролінією2. При такому з’єднанні рідина іде по гідролінії8,на розподільник Р2 який може займати дві позиції. Розглянемо їх.

Позиція а.

При цьому робоча рідина через гідролінію 2, через запобіжний клапан КЗ, зливну гідро лінію 11, потрапляє у бак Б.

Позиція б.

При цьому робоча рідина через гідролінію 7 заповнює порожнину гідроциліндра Ц, витісняючи рідину зі штокової порожнини ,потім через гідро лінію 6, переливний клапан КП, гідро лінію 10, розподільник Р1, гідро лінію 9 зливається у бак 9.

1.2.3 Режим перевантаження

Іноді гідроприводи можуть працювати в режимі перевантаження – тиск в системі перевищює допустимий (на шток гідроциліндра діє навантаження, на яке не розрахована система чи перекритий один з дроселів). Коли тиск в гідросистемі перевищує допустимий, спрацьовує запобіжний клапан КЗ або переливний клапан КП .

Коли розподільник Р1 у положені «б», то рідина через гідро лінію 2, запобіжний клапан КП, гідро лінію 11потрапляє убак.

Коли розподільник Р1 у положені «в», рідина від гідроциліндра через гідролінію 6, переливний клапан КП, гідро лінію 10, розподільник Р1, гідро лінію 9 потрапляє у бак.

Дросель Др призначений для регулювання швидкості руху гідроциліндра та для регулювання плавності його ходу.

2 Розрахунок основних параметрів і вибір гідродвигуна

Гідроциліндри, що застосовуються у верстатобудуванні, розділяються:

а) по напрямку дії робітничого середовища на циліндри однобічної дії,у яких рух вихідної ланки під впливом робочого середовища можливо тільки в одному напрямку, ідвосторонньої дії,у яких рух можливий у двох взаємно протилежних напрямках;

б) по конструкції робочої камери на поршневіциліндри, у яких робочі камери утворені робочими поверхнями корпуса і поршня зі штоком (однобічним чи двосторонньої дії), іплунжерні,у яких робоча камера утворена робочими поверхнями корпуса і плунжера.

Рисунок 2.1 – Конструктивні схеми гідроциліндрів

Основні параметри циліндрів регламентуються ДСТ 6540—68.

Основні типи циліндрів, застосовуваних у верстатних гідроприводах, показані на рис. 2.1. Корпус поршневого циліндра двосторонньої дії з однобічним штоком (а)жорстко закріплений на станині верстата, а шток зв'язаний з робочим органом, що рухається. Якщо в циліндр при прямому і зворотному ході надходить однакова кількість робочої рідини, то при малому діаметрі штокаі, а при збільшенні діаметра штока швидкість збільшується в порівнянні з. Якщо потрібно забезпечити, може застосовуватисядиференціальне включенняциліндра, коли. У цьому випадку при русі вправо обидві порожнини циліндра з'єднуються з напірною лінією, а при русі вліво - штокова порожнина продовжує з'єднуватися з напірною лінією, а поршнева з'єднується зі зливною лінією гідросистеми.

Рисунок 2.2 – Конструкція гідромотора

Придвосторонньому штоці (б) площіпоршня однакові і.Недоліки таких циліндрів — збільшена довжина і необхідність другого ущільнення для штока. Іноді буває зручніше закріпити шток на станині, а корпус циліндра зв'язати з органом, що рухається, (в, г).У цих випадках робоча рідина в циліндр підводиться через отвори в штоку, однак вимагаються спеціальні отвори для випуску повітря з верхніх частин робочих порожнин (при нормальній роботі заглушаються пробками). Для зажимних і фіксуючих механізмів широко застосовуются циліндри односторонньї дії(д).Плунжерний циліндр (с) здатний переміщувати вертикально розташований робочий орган тільки вверх; рух вниз відбувається під дією сили ваги. За допомогою декількох плунжерних циліндрів (ж) можна отримати рух в обидві сторони. Плунжерні циліндри простіші у виготовленні, так як відпадає необхідність в трудо­ємкій обробці внутрішньої поверхні (дзеркала) циліндра.