Расчет приводов зажимных устройств
Изучение составляющих пневматических, гидравлических, пневмогидравлических, центробежно-инерционных приводов. Магнитные и электромагнитные приспособления в металлообработке. Применение электромагнитных плит. Принцип действия магнитных приспособлений.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 01.01.2015 |
| Размер файла | 142,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1. Расчет приводов зажимных устройств
Как указывалось в предыдущих главах, приводы используются в приспособлениях с зажимными устройствами первой и третьей групп. В зажимных устройствах первой группы применяются пневматические, гидравлические, пневмогидравлические, механогидравлические, центробежно-инерционные и другие приводы. В третьей группе - вакуумные, магнитные, электростатические и др.
1.1 Пневматический привод
Пневматический привод состоит из пневмодвигателя, воздухопроводов и пневматической аппаратуры различного назначения. Энергоносителем здесь является сжатый воздух с давлением Р = 0,4 - 0,6 Мпа. Расчет на прочность элементов пневмопривода производят при давлении Р = 0,6 МПа, а величину развиваемого им усилия Ри при давлении Р = 0,4 МПа.
Пневмодвигатели выполняют в виде поршневых цилиндров и диафрагменных пневмокамер.
1.1.1 Поршневые двигатели (пневмоцилиндры)
Они подразделяются на одинарные и сдвоенные. В одинарных имеется один поршень, а в сдвоенных - два. Они могут быть также одностороннего и двухстороннего действия (рис. 1).
Рис. 1. Пневмоцилиндр двухстороннего действия
1. Для пневмоцилиндров одностороннего действия
;
;
,
где к - характеристика пружины,
а - величина сжатия.
2. Для пневмоцилиндров двухстороннего действия
,
,
где - КПД 0,85,
q - сопротивление возвратной пружины.
1.2 Диафрагменные пневмокамеры
Рис. 2. Диафрагменная пневмокамера
1. Для пневмокамер одностороннего действия
.
2. Для пневмокамер двухстороннего действия
Диафрагменные пневмокамеры (рис. 2) в силовом отношении отличаются от поршневых тем, что развиваемое ими усилие Ри изменяется по мере движения штока.
Достоинства пневмокамер:
· рабочая камера не обрабатывается и гораздо дешевле пневмоцилиндров;
· герметичны;
· долговечны.
Недостатки:
· малый ход поршня;
· падения усилия по длине хода штока;
· диаметральные размеры больше осевых.
1.3 Гидравлический привод
Гидравлический привод состоит из силового гидравлического цилиндра, насоса, бака, трубопроводов, аппаратуры управления и регулирования. Гидроцилиндры бывают одностороннего и двухстороннего действия. Благодаря использованию более высокого давления жидкости по сравнению с пневмоприводом при тех же развиваемых усилиях имеет меньшие габариты и вес; масло обеспечивает смазку трущихся частей.
Недостатки гидроприводов:
· сложность гидроустановки и необходимость в дополнительной площади для ее размещения;
· большая стоимость.
Простейшая схема с одним насосом приведена на рис 3.
Масло от насоса 4 направляется золотником управления 2 в одну из полостей гидроцилиндра 1. Когда передается к зажимным элементам несамотормозящияся, масло должно подаваться в систему под рабочим давлением в течении всего времени работы механизма зажима и почти весь расход масла (за исключением утечек) должен проходить через переливной клапан 3, настроенный на рабочее давление, что вызывает нагрев масла и непроизводительным затрат энергии. Поэтому такую схему целесообразно применять в случаях, когда передают к зажимным элементам самотормозящяся и насос после зажима может отключаться .
Рис. 3. Схема гидропривода с одним насосом.
Для уменьшения затрат мощности выполняют привод с двумя насосами:
Рис. 4. Схема гидропривода с двумя насосами.
5 - низкого давления и большой производительности и 4 - высокого давления и малой производительности. При холостом ходе масло поступает в цилиндр 1 одновременно от обоих насосов. После замыкания механизма (упора зажимного элемента в деталях) давления в системе увеличивается, и напорный золотник 6 отключает насос низкого давления. В дальнейшем будет уже работать только насос высокого давления (рис. 4).
Можно выполнить привод только с одним насосом низкого давления в сочетании с мультипликатором 7. При повышениях давления в системе специальный напорный золотник 8 включает мультипликатор, который благодаря разности площадей поршня и штока-плунжера повышает давления в цилиндре; обратный клапан 9 отключает часть системы с низким давлением. Такое устройство (рис. 5) может быть использовано при самотормозящихся передачах; при несамотрмозящих передачах можно использовать только для кратковременного зажима. В противном случае мультипликатор должен был бы компенсировать большие объемные потери масла и его габаритные размеры при этом сильно бы возросли.
Применяют также привод с насосом 10, (рис. 6) автоматически регулирующим производительность по давлению. При увеличении давления в системе цилиндр управления 11 уменьшают производительность насоса до величины, необходимой для компенсации объемных утечек.
Рис. 5. Схема гидропривода с одним насосом и мультипликатором.
Можно выполнить привод только с одним насосом высокого давления, но малой производительности (рис. 7) в сочетании с гидроаккумуляторами 13. Здесь при зажиме масло подается одновременно аккумуляторам и насосам. После зажима насос через клапанную пробку 12 пополняет аккумулятор.
Рис. 6. Схема гидропривода с одним насосом.
Производительность насоса должна обеспечить зарядку аккумулятора за время зажима - выполнения рабочих операций. Такую схему применяют при сравнительно небольшом времени зажима.
При большой продолжительности выполнения рабочих операций выполнят более сложную схему с гидроаккумулятора (рис. 8). Насос 4 высокого давления и большой производительности подает масло через обратный клапан 9, золотник 2 с электроуправлением в гидроцилиндр 1 и гидроаккумулятор 13. когда давление в гидросистеме достигает максимального значения, на которое настроен предохранительный клапан 14, реле давления 15 с помощью золотника 14 переключает поток масла от насоса на слив. Тогда давление в системе поддерживается аккумулятором. При падении давления до минимального рабочего срабатывает реле давления 16, переключающее золотник 14, вследствие чего насос снова нагнетает масло в систему и заряжает аккумулятор.
Рис. 7. Схема гидропривода с одним насосом и гидроаккумулятором.
Рис. 8. Схема гидропривода с насосом и аккумулятором.
1.4 Пневмогидропривод
Рис. 9. Пневмогидропривод.
Пневмогидропривод (рис. 9) состоит из силового гидравлического цилиндра и пневмогидравлического усилителя давления. Усилители давления бывают двух типов: прямого и последовательного.
Принцип работы усилителя прямого действия основан на непосредственном преобразовании сжатого воздуха низкого давления Рв в высокое давление жидкости Рг. Отношение (Dв / dг)2 называется коэффициентом усиления.
2. Магнитные и электромагнитные приспособления в металлообработке
Значительный прогресс в металлообработке может быть достигнут за счет применения универсальных приспособлений, использующих энергию магнитного поля. Такие приспособления могут применяться в условиях единичного, серийного и массового производств.
Можно выделить четыре основных этапа процесса использования магнитных полей в металлообработке: 1) намагничивание изделий; 2) удержание их магнитным полем во время обработки; 3) размагничивание приспособления для снятия изделий; 4) размагничивание самих изделий после обработки (при необходимости).
Первые три этапа осуществляются соответствующими приспособлениями, снабженными специальными системами управления, четвертый - отдельными системами размагничивания.
По типу источника магнитной энергии приспособления разделяют на:
· электромагнитные (источник - электромагнита);
· с постоянными магнитами (источник - постоянные магниты);
· электропостоянные (источник - постоянный магнит и электромагнит).
2.1 Электромагнитные приспособления
Электромагнитные приспособления известны и применяются более 200 лет. Их силовой блок содержит катушку, обтекаемые электрическим током и намотаны вокруг стальных сердечников для концентрации магнитной энергии.
Катушка с сердечником образует магнитную систему, которые могут быть двух видов: Н- или П- и Ш- образные (рис. 10).
Рис. 10. Магнитные системы электромагнитных приспособлений: а - Н - образная двухполюсная; б - Ш - образная трехполюсная; в, г - многополюсные.
привод гидравлический электромагнитный металлообработка
Преимущества электромагнитных приспособлений:
· простота и жесткость концентрации;
· низкая стоимость;
· возможность дистанционного управления;
· легкость автоматизации;
· практически неограниченные размеры;
· возможность регулирования усилия притяжения.
· Недостатки:
· необходимость системы управления и токопровода;
· нагрев за счет тепла, выделяемого катушками;
· возможность возникновения опасности при аварийном отключении электроэнергии.
2.1.1 Применение электромагнитных плит
Электромагнитные плиты выпускают двух форм: прямоугольные и круглые. Прямоугольные (ГОСТ 17519-91) электромагнитные плиты применяют на плоскошлифовальных, фрезерных, строгальных и других станках, а также как самостоятельные приспособления при выполнении слесарных, сварочных, разметочных, сборочных, контрольных и других работ Руд =35 - 40 Н/см2 , до 200 Н/см2. Круглые: на токарных, лоботокарные, карусельных, расточных, плоскошлифовальных Руд =40 - 50 Н/см2 и выше.
2.2 Приспособления с постоянными магнитами
Такие приспособления получили широкое распространение в 50-х годах прошлого века в связи с разработкой новых магнитотвердых материалов.
Особенности конструкции и применения магнитных приспособлений зависят от типа используемых в них магнитов. По энергетическим характеристикам постоянные магниты, используемые в магнитной оснастке, могут быть разделены на три группы.
Первая: с энергией, приходящиеся на 1 м3 = 5 - 15 кДж (ферриты) (рис. 11 а).
Рис. 11. Магнитные системы с постоянными магнитами: а - энергией 5 - 15 кДж/м3; б - энергией 20 - 40 кДж/м3 ;в - энергией свыше 50 кДж/м3; 1- магниты; 2 - стальные полюса; 3 - изделия.
Такие магниты из-за низких значений магнитной индукции не могут самостоятельно служить полюсами приспособлений и нуждаются в стальных концентраторах магнитной энергии, из-за чего используются в стальной арматуре. Вторая: с энергией на 1 м3 = 20 - 40 кДж (рис. 11 б).
Это в основном литые магниты типа Альнико , которые сами могут являться полюсами приспособлений.
Третья: с энергией на 1м3 выше 40 кДж (рис. 11 в ,г).
Это высокоэнергетические магниты на основе редкоземельных элементов, здесь нет необходимости в силовом блоке.
Преимущества магнитных приспособлений:
· независимость (автономность) от внешнего источника энергии в процессе эксплуатации;
· безопасность;
· отсутствие внутренних источников теплоты;
· постоянное повышение энергетических и эксплуатационных характеристик за счет использования новых магнитотвердых материалов.
2.2.1 Применение магнитных приспособлений
ГОСТ 16528-81 - плиты, ГОСТ 24568-81 - патрона.
Применяются на токарных, фрезерных, шлифовальных, строгальных и других станках.
Наиболее распространенной станочной оснасткой, использующей постоянные магниты, являются магнитные плиты и патроны
Рис. 12. Магнитная плита.
При включенном состоянии полюсы 2 силового блока лежат на немагнитных элементах 5 корпуса 1, направляя весь магнитный поток магнитов 3 через адаптер 4 и детали 6. при отключенном состоянии полюса 2 расположены под немагнитными прокладками адаптера. В результате магнитный поток имеет новое направление.
Сила притяжения (min) плит с ферритами - 2,5 - 4 Н/см2; литые магниты Арнико - 5 - 15 Н/см2 ; редкоземельными - 15 - 30 Н/см2 до 70 Н/см2.
2.3 Электропостоянные магнитные приспособления
Принцип действия электропостоянных магнитных приспособлений состоит в параллельной работе постоянных магнитов и электромагнитов. При этом рабочий магнитный поток представляет собой сумму магнитных потоков, обусловленных обоими указанными источниками.
Магнитные потоки постоянного магнита и электромагнита могут замыкаться по различным контурам (рис. 13 а, в) и по одному и тому же контуру (рис. 13 б, г) системы. Важно, чтобы их суммирование произошло в полюсах силового блока. Соотношение этих потоков, т.е. соотношение долей энергий магнитов и электромагнитов в общей энергии крепления определяется требованиями системы управления, обеспечения безопасности его эксплуатации и назначением оснастки.
Преимущества:
· простота управления и автоматизации, возможность дистанционного управления;
· возможность регулирования усилия притяжения в широких пределах;
· безопасность (при отключении энергии, детали удерживаются за счет энергии постоянных магнитов).
Недостатки:
· неавтономность (наличие токопроводов);
· наличие внутреннего источника теплоты (катушка) и дефицитных магнитотвердых материалов;
· постоянная намагниченность рабочей поверхности при отключения питания электромагнитов.
Рис. 13. Эектропостоянные магнитные системы: а - энергией 5 - 15 кДж/м3; б - энергией 20 - 40 кДж/м3 ;в - энергией свыше 50 кДж/м3 ; 1 - магниты; 2 - сердечники электромагнитов; 3 - изделия.
1. магниты;
2. сердечники электромагнитов;
3. изделия.
Электропостоянные магнитные приспособления сочетают основные преимущества постоянных магнитных приспособлений и электромагнитных.
Они развивают силы притяжения до 70 Н/см2 и более.
Применение: на фрезерных, шлифовальных, строгальных и других станках.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Структурная схема гидравлических приводов. Классификация и принцип работы гидравлических приводов по характеру движения выходного звена гидродвигателя, по возможности регулирования, по схеме циркуляции рабочей жидкости, по типу приводящего двигателя.
реферат [528,2 K], добавлен 12.04.2015Понятие гидропривода. Описание особенностей типовых гидравлических приводов станочного оборудования. Изложение основных принципов их проектирования, а также методики и основных этапов расчета гидравлических систем гидроприводов станочного оборудования.
учебное пособие [3,4 M], добавлен 26.12.2010Определение моментов резания при механической обработке деталей. Выбор места приложения зажимных усилий, вида и количества зажимных. Силовой расчет станочных приспособлений для фрезерования шпоночного паза. Расчет коэффициента надежности закрепления.
курсовая работа [359,1 K], добавлен 21.05.2015Назначение, конструкция, принцип действия автоматизируемого устройства, предназначенного для мойки деталей вагонов. Размещение силовых приводов на конвейерной моечной машине. Определение устройств автоматики непосредственно управляющих силовыми приводами.
контрольная работа [327,2 K], добавлен 25.11.2016Роль технологической оснастки в интенсификации производства изготовления деталей. Предназначение зажимных устройств и предъявляемые к ним требования. Расчет приспособления на точность. Базирование и закрепление заготовки в трехкулачковом патроне.
контрольная работа [72,3 K], добавлен 27.02.2012Способы проектирования гидросхемы приводов, которая предназначена для автоматизации основных операций, выполняемых на машине для сварки трением при использовании элементов гидроавтоматики. Подбор гидроцилиндров, выбор насосной станции. Расчет потерь.
курсовая работа [184,3 K], добавлен 28.02.2011Выбор схемы базирования, направления и точки приложения сил зажима. Определение требуемой силы зажима заготовки в приспособлении на операции зенкерования. Силовой расчет комбинированных зажимных механизмов и станочных приспособлений с ручным приводом.
контрольная работа [401,8 K], добавлен 07.11.2014Ознакомление с принципами разработки и конструирования установочно-зажимных приспособлений. Обработка деталей в условиях крупносерийного производства на примере приспособления для обработки отверстия в корпусе подшипника. Операционный эскиз на операцию.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 14.07.2013Ленточные конвейеры - распространенный тип транспортирующих машин непрерывного действия во всех отраслях промышленности. Наиболее распространенные виды лент. Описание барабанов, роликоопор, приводов, натяжных устройств. Загрузка и разгрузка конвейера.
контрольная работа [1,2 M], добавлен 10.01.2010Привод грузоподъемной машины, его структура и принцип действия, основные элементы и их взаимодействие. Расчет рабочего органа машины: диаметра грузового каната, диаметра и длины барабана. Выбор электродвигателя, оптимальной компоновки редуктора.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 27.04.2011Изменение кинематики приводов подач вальцешлифовального станка. Замена устаревших ДПТ на современные высокомоментные синхронные двигатели. Определение скорости рабочего и быстрого ходов. Момент инерции вала. Электрическая схема управления станка.
дипломная работа [143,1 K], добавлен 03.04.2011Расчет конвейерной линии, фиксирующего и технологического пневмоцилиндров, приводов сортировочного узла и главного конвейера. Конструкция и принцип работы технологической установки. Этапы розлива вина, укупорки, этикетирования, установки колпачка.
курсовая работа [803,2 K], добавлен 22.07.2014Приспособление как технологическая оснастка для установки или направления инструмента при выполнении технологической операции. Применение станочных приспособлений. Технические требования на приспособления в зависимости от их служебного назначения.
методичка [342,9 K], добавлен 22.01.2010Деталь "Шток" и маршрут ее обработки. Анализ конструкции устройств и механизмов станка. Компоновка модернизируемого станка. Особенности кинематической схемы и цепей станка. Обоснование и предварительный расчет приводов. Построение структурных сеток.
дипломная работа [2,3 M], добавлен 14.04.2013Понятие и принцип работы барабанных бункерных загрузочных устройств, их внутреннее строение и взаимосвязь составляющих элементов. Порядок расчета производительности данного приспособления. Порядок и правила технологической обработки ступенчатого вала.
контрольная работа [329,3 K], добавлен 08.06.2014Базирование заготовки приспособления для шпоночно-фрезерного станка. Расчет силового механизма и выбор силового привода. Разработка эскизных вариантов приспособлений. Расчет его производительности и пропускной способности. Описание работы приспособления.
курсовая работа [578,2 K], добавлен 29.12.2011Типовые конструкции приспособлений для зубодолбежных станков. Проектирование приспособления для долбления цилиндрических зубчатых колес. Расчет режимов резания и технических норм времени. Точностный и экономический расчеты станочного приспособления.
курсовая работа [812,7 K], добавлен 09.05.2014Типы станочных приспособлений, их применение, сущность и особенности разработки. Расчет сил резания, выбор схемы закрепления заготовки, конструкции зажимного механизма и силового привода. Работа приспособления и расчет погрешностей установки заготовки.
курсовая работа [561,9 K], добавлен 30.05.2012Классификация и особенности приводов. Принципы и критерии их выбора. Типы преобразующих механизмов. Общие сведения, функции и классификация систем управления и средства блокировки. Типы и построение цикловых диаграмм работы механизированных устройств.
контрольная работа [468,4 K], добавлен 16.07.2015Проектирование универсально-сборного приспособления для установки и закрепления заготовки для последующей обработки на фрезерном станке. Расчет сил резания и усилий зажима. Описание конструкции и работы основного и вспомогательного приспособлений.
курсовая работа [58,0 K], добавлен 19.07.2009
