Силовые привод. Характеристика силовых приводов

1.

5.Силовые привод
5.1 Характеристика силовых приводов
предназначены для создания исходной силы W
тяги , необходимой для зажима заготовки силой.
приводы используют также для механизации и
автоматизации приемов загрузки и выгрузки заготовок,
поворота приспособления, включения и выключения станка,
удаления стружки, транспортирования деталей и др.
Силовой агрегат привода представляет собой
преобразователь какого-либо вида энергии в механическую,
необходимую для работы зажимных механизмов.
по виду преобразуемой энергии различают приводы:
пневматические, гидравлические, пневмогидравлические,
электрические, электромагнитные, магнитные, вакуумные,
центробежно-инерционные.
По степени автоматизации различают механизированные и
автоматизированные приводы.
D

2.

5.2 Пневматические приводы
Пневмопривод широко используют в приспособлениях
благодаря его быстродействию, простоте конструкции, легкости
и простоте управления, надежности и стабильности в работе.
Вместе с тем пневмопривод имеет недостатки – неплавное
перемещение штока, большие габаритные размеры силовых
агрегатов и низкое давление воздуха, шум при выпуске
отработанного воздуха.
включает в себя следующие части:
–
–
–
–
источник сжатого воздуха – обычно цеховая или заводская
компрессорная установка;
силовой агрегат – пневмодвигатель, преобразующий энергию
сжатого воздуха в силу на штоке;
пневмоаппаратура – контролирующие приборы,
распределительные, предохранительные устройства;
воздухопроводы.
1. Пневмодвигатели бывают двух типов —
поршневые (пневмоцилиндры),
диафрагменные (пневмокамеры).

3.

Пневматические приводы
а) Пневмоцилиндр состоит из гильзы 1, поршня 2, крышек 3 и 4, штока
5. Поршень 2 имеет воротниковые уплотнения 6. крышки 3 и 4 и
шток 5 уплотняются резиновыми кольцами 7. Крышки с гильзой
стягиваются шпильками 8.
б) Пневмокамеры представляют собой конструкцию из двух литых
или штампованных чашек 1 и 2, между которыми установлена упругая
диафрагма 3 из прорезиненной ткани. В центре диафрагма зажата
между тарелками 4. Через тарелки усилие от диафрагмы передается
штоку 5.

4.

Пневматические приводы
2. По схеме действия пневмодвигателя:
односторонние
и
двухсторонние.
3. По виду присоединяемого привода:
прикрепляемые.
встроенные;
агрегатируемые.

5.

Пневматические приводы
3. По виду присоединяемого
привода:
прикрепляемые;
встроенные;
агрегатируемые.
Пример встроенного
пневмопривода
Агрегатированная пневмокамера.

6.

Пневматические приводы
Прикрепляемые приводы
могут быть трех видов:
- неподвижные;
- качающиеся;
- вращающиеся.
• встроенные;
• агрегатируемые.
4. По количеству приводов:
• одинарные;
• сдвоенные (если силы
закрепления недостаточны).
По способу крепления пневмоприводы можно разделить на приводы с
фланцевым креплением (а и б), приводы с креплением при помощи
специальных лап (в и г) и с шарнирным креплением, позволяющим цилиндру
поворачиваться на некоторый угол относительно оси О, для которой на задней
крышке цилиндра предусмотрены специальные приливы П

7.

Пневматические приводы
Достоинства пневмокамер перед пневмоцилиндрами:
рабочая камера не обрабатывается и гораздо дешевле
пневмоцилиндров;
герметичны;
долговечны.
Недостатки:
малый ход поршня;
падения усилия по длине хода штока;
диаметральные размеры больше осевых.
Стандартный ряд диаметров цилиндра: 50; 60; 75; 100; 125; 150;
200; 250; 300; 350 мм.
Для уплотнения в цилиндрах используются кольца и манжеты.
Посадки под кольца: H7/f7, H8/f8 Под манжеты H11/d11, H12/b12
Шероховатость под манжету –Ra=1,25, а под кольцо Ra=0,32

8.

5.2.1. Расчёт пневмопривода
Для толкающего пневмоцилиндра одностороннего действия:
Pшт p
D 2
q.
4
Для тянущего пневмоцилиндра одностороннего действия:
Pшт
D 2 d 2
p
q.
4
Для толкающего цилиндра двустороннего действия:
Pшт p
D 2
.
4
Для тянущего цилиндра двустороннего действия:
Pшт
D 2 d 2
p
.
4
где, D – диаметр цилиндра, мм;
p – давление сжатого воздуха (0,3…0,63 МПа)
η – К.П.Д., учитывающий потери в цилиндре, при D=150…200 мм
η=0,9…0,95.
q – сила сопротивления предельно сжатой пружины обратного хода, H.

9.

Пневматические приводы

10.

Ход штока пневмокамеры при плоской диафрагме:
3 pD 4 1 2
L
,
3
256ES
где p – давление сжатого воздуха, МПа;
D – диаметр диафрагмы по линии ее защемлении, мм;
S – толщина диафрагмы (тканевой основы), мм;
E – модуль упругости материала диафрагмы, МПа;
μ – коэффициент Пуассона материала диафрагмы.
Если диаметр штока меньше стандартного значения, то его проверяют на
прочность. Условие прочности штока:
d 1,13 10 3 Pшт / ,
где Pшт – сила на штоке, H;
– допустимое напряжение материала штока на растяжение (сжатие), Па.

11.

5.3 Гидравлический привод
В гидроприводах исходной энергией является
потенциальная энергия (энергия давления)
рабочих жидкостей (обычно масла).
На рисунке приведена структурная схема
гидропривода станочного приспособления для
зажима заготовки 6 рычагом 5.
Гидропривод состоит из масляной ванны 1,
гидронасоса 2, управляющей аппаратуры 3
(гидрораспределитель), силового агрегата
поршневого типа 4 (гидроцилиндр), контрольнорегулирующей аппаратуры 7 (сюда относятся
предохранительный и обратный клапаны,
гидроаккумуляторы, редукционные клапаны,
дроссели, манометры и т. п.) и трубопроводов 8.
Конструкции гидроцилиндров и способы их
компоновки с приспособлением такие же, как и
в пневмоприводе.
В качестве рабочей жидкости в гидравлических приводах обычно служит
масло индустриальное И20А или И40А.

12.

Гидравлический привод
По сравнению с пневмоприводом гидропривод имеет следующие
преимущества.
1. Компактность - значительно меньшие габаритные размеры
силовых агрегатов и всего приспособления т.к. давление масла в 10…30
раз выше (до 15 МПа), чем воздуха. При этом сокращается расход
металла, увеличивается жесткость приспособления, что позволяет вести
обработку на максимальных режимах резания.
2. Большие силы закрепления со штока гидроцилиндров можно
передавать непосредственно на заготовку без применения зажимных
механизмов – усилителей. При этом повышается КПД зажима,
упрощается конструкция приспособления.
3. Возможность бесступенчатого регулирования силы зажима,
скоростей и подач.
4. Способность работать в динамических режимах, при частых
включениях и реверсах.
5. Возможность распределения нагрузки на заготовку путем
компоновки нужного числа цилиндров, управляемых одним
золотником.
4. Работа гидроцилиндров выполняется более плавно и бесшумно.
5. Рабочая жидкость одновременно выполняет и функции смазки,
предохраняя движущиеся части от износа и коррозии.

13.

Гидравлический привод
Недостатки гидропривода:
1. Высокая стоимость (сложность нагнетательных
аппаратов, управляющей и контрольнорегулирующей аппаратуры)
2. Изменение свойств рабочей жидкости в
зависимости от температуры окружающей среды.
3. Нестабильность рабочей среды.
4. Утечки жидкости ухудшают характеристики и
условия работы
Гидропривод в приспособлениях применяется там,
где есть гидропривод самого станка.

14.

Расчет гидропривода
Сила на штоке гидроцилиндра одностороннего действия, Н

15.

Расчет гидропривода
Сила на штоке гидроцилиндра двустороннего действия, Н

16.

Расчет гидропривода
Производительность насосов гидравлических приводов, м3/с
Время срабатывания гидроцилиндра можно определить
выразив из предудущей формулы

17.

Расчет гидропривода

18.

Расчет гидропривода
Мощность, расходуемая на привод насоса, кВт
где Q – производительность насоса гидропривода, м3/с;
Р – давление масла в гидроцилиндре, МПа;