Реферати українською » » Розробка системи синхронізації становища траверси гідравлічного преса зусиллям 75000тс


Реферат Розробка системи синхронізації становища траверси гідравлічного преса зусиллям 75000тс

1 АНАЛІЗ ОБ'ЄКТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

         У цьому курсової роботі розроблено систему синхронізації положе ния траверси гідравлічного преса зусиллям 75000тс. Необхідність раз работки такої системи пояснюється лише тим, у процесі штампування через ексцентричного навантаження преса відбувається перекіс траверси віднось тельно нижнього штампа з заготівлею. Через перекосів траверси з'являється клиновидность одержуваних заготовок, тобто. погіршуються їх якісних параметрів, потрібно додаткова обробка в механічному цеху, що веде до підвищення витрат за виробництво продукції. Причини появи эксцентриситета навантаження: несиметричність форм штампуемых виробів, нерівномірний нагрівання заготівлі, нерівномірне остигання через специфіки форми вироби. Т.к. дані причини є неустранимыми, то підтримку паралельності траверси щодо столу потрібен з допомогою системи синхронізації.

Модернізація системи синхронізації дозволить одержувати штамповані заготівлі високої точності, знизиться обсяг робіт з подальшому опрацюванні деталей, знизиться час обробки заготовок, підвищиться продуктивність, отже собівартість одержуваних виробів буде вже ніколи. Т.о. економічний ефект від участі використання системи синхронізації траверси преса очевидний.

Наявна система синхронізації на пресі полягає в застосуванні синхронизирующих циліндрів, розміщених у частині траверси. Робота полягає в принципі гідравлічного спостереження. За появи перекосу поперечини преса, зростання тиску щодо одного синхронизирующем циліндрі підвищує тиск у іншому до вирівнювання траверси. Однак у процесі експлуатації такої системи виявили її малу надійність і точність. За сучасних умов вимоги до точності одержуваних заготовок зросли, тож зажевріла потреба у розробці нової виборчої системи синхронізації становища траверси.


Малюнок 1.1 – Схема системи обмеження перекосу рухомий поперечини преса 750 МН

         На розробку системи синхронізації становища траверси наведемо необхідні технічні характеристики гідравлічного преса.

     Пресс має дванадцять робочих циліндрів з діаметром поршня 1520 мм.

Номінальне зусилля – 750 МН, досягається з допомогою тиску всіх 12 циліндрів і власної ваги траверси 5000т (50 МН).

         за рахунок різної подачі робочої рідини до груп циліндрів може бути набір зусилля від 50 до 750 МН.

Пресс має привід від двухсекционной насосно-акумуляторної станції (тиску 20 і 32 МПа).

Хід траверси – 2000 мм.

Діапазон швидкостей траверси при робочому ході: 0,2 – 30 мм/с.

Зворотний хід поперечини здійснюється спеціальними поворотними циліндрами.

Система синхронізації діє за принципом зміни зусилля у робочих циліндрах при перекосе траверси із регулювання кількості що надходить них рідини. Дане регулювання можна проводити у різний спосіб. Розробка нової виборчої системи синхронізації передбачає відмовитися від синхронизирующих циліндрів, а використовувати як останніх чотири крайніх робочих. Ця можливість зумовлена тим, що у крайніх робочих циліндрах за будь-якої щаблі зусилля преса робочий тиск 32 МПа. Причому у момент появи перекосу необхідно зменшити подачу рідини в крайньому гидроцилиндре і відновить її за зникнення перекосу.

Переваги такого підтримки траверси в бесперекосном горизонтальному становищі під час робочого ходу при ексцентричному нагружении преса у цьому, що звільняється робоче простір у нижній частині траверси, максимально точне підтримку необхідного тиску штампування.

Регулювати витрата у робочих (синхронизирующих) циліндрах можна з допомогою напірного клапана, що включає до свого складу гидроцилиндр, переміщення поршня якого регулює витрата рідини через клапан у гидроцилиндр. Т.о. поставлено завдання проектування системи управління переміщенням поршня циліндра напірного клапана залежно від величини перекосу поперечини преса.

Структурна схема системи синхронізації траверси представлена малюнку 1.2.


Малюнок 1.2 – Структурна схема синхронізації траверси преса

         Регулируемым об'єктом є траверсу преса. Як чутливого елемента використовуємо датчик становища. Як усилительно- перетворюючого устрою застосуємо дросселирующий розподільник. Регулирующий орган – гидроцилиндр напірного клапана.    

Важливий елемент алгоритму роботи системи синхронізації – визначення залежності величини витрати рідини у робочому циліндрі від становища траверси. І тому необхідно провести в схему контролер, який обробляти інформацію з датчиків стану та видавати сигнали на установку становища златників у дросселирующих розподільниках. Через війну керовані клапани будуть відкриватися і закриватися на необхідну величину, подаючи в синхронизирующие гидроцилиндры певну подачу робочої рідини.

Витрата рідини у кожному синхронизирующем циліндрі управляється окремо, дві циліндра однією насосну установку. Таке рішення зумовлено конструктивними особливостями гідравлічного преса. Насосні установки містяться у верхню частину преса, безпосередньо поблизу напірних клапанів, регулюючих витрата в синхронизирующих циліндрах. Отже предотвращаются втрати тиску з довжині трубопроводу й у місцевих гідравлічних опорах. Два крайніх циліндра зліва управляються від однієї насосної установки, два крайніх циліндра справа – одної. У цьому підвищується надійність експлуатації системи синхронізації, т.к. при аварійних ситуаціях, як-от відмову у роботі приводного електродвигуна, є можливість із допомогою другий насосної установки повернути гидроцилиндры у початковий становище. Т.о. відмову у роботі системи обмеження перекосу не надасть істотно на функціонування системи.

На підвищення надійності роботи системи синхронізації слід передбачити можливі аварійним ситуаціям. У це підвищення тиску на виході з ладу гидроаппаратуры. У цьому необхідно сигналізувати про підвищення тиску у точках схеми й за необхідності відключити приводний електродвигун запобігання аварійних ситуацій.

Першочергове завдання розробки системи синхронізації становища траверси преса є розрахунок керованого впускного клапана, т.к. даний гидроаппарат перестав бути типовим і немає довідкових даних. Після розрахунку впускного клапана необхідне нього спроектувати систему управління, розрахувати і вибрати гидроаппаратуру. Для контролю становища траверси вибрати датчики стану та спроектувати схему поєднання цих датчиків з обраним микроконтроллером. У алгоритмі роботи необхідно врахувати сигнали з датчиків аварійних ситуацій.

Побудова динамічної моделі системи синхронізації дозволить отримати її перехідною процес і оцінити об'єкт управління на стійкість і швидкодія.

Функціональна схема системи синхронізації приведено малюнку 1.3. Схему розроблено у пакеті AUTOCAD2000.

Малюнок 1.3 – Функціональна схема системи синхронізації становища траверси преса

2 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РОЗРАХУНОК СИСТЕМИ СИНХРОНИЗАЦИИ

2.1 РОЗРАХУНОК ВПУСКНОГО УПРАВЛЯЕМОГО КЛАПАНА

Принципова схема клапана представлена малюнку 2.1.

Малюнок 2.1 – Впускной керований клапан гідравлічного преса

1-5 – клапан; 6 – втулка; 7 – отвори; 8 – ущільнення; 9 – кришка; 10 – пружина; 11 – покажчик.

         Проходное перетин клапана:

де Fпл – площа поршня циліндра, котрий обслуговується даним клапаном;

       uпл – швидкість поршня;

       uдо – швидкість руху рідини через клапан.

       При тисках рідини р=20-32Мпа uдо для клапанів вибирають до 20-30 м/c.

            Тоді діаметр умовного хідника та діаметр клапана:

       З отриманого діаметра основного клапана приймаємо діаметр розвантажувального клапана d1=22м, а діаметр штока клапана відповідно d2=12 мм.

Для клапана зусилля на підйом штока визначається за такою формулою:

де d1 – діаметр розвантажувального клапана;

       d2 – діаметр штока клапана;

       Т – сила тертя в манжетах;

       П – зусилля пружини.

            Нехтуючи силами тертя і зусиллям пружини знайдемо необхідне зусилля:

Звичайна величина підйому розвантажувального клапана 4мм.

2.2 ВИБІР ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ГИДРОЦИЛИНДРА

       Для регулювання потоком рідини в синхронизирующих циліндрах гідравлічного преса застосований напірний клапан, щодо його підйому використовуємо гидроцилиндр виходячи з таких умов:

       

що й - відповідно паспортне і заданий значення толкающего номінального зусилля на штоку;

  і - відповідно паспортне і заданий значення максимального ходу штока гидроцилиндра;

 і -відповідно паспортне і заданий максимальні значення швидкість руху штока.

Вибираємо гидроцилиндр з одностороннім розташуванням штока ЦРГ25Х12, має технічну характеристику:

D=25 мм; d=10 мм; =6 мм; =7400 М; =1,5 ; =0,95; m=1,88 кг при номінальному тиску .

=7400 Н>=2512Н;

         =1,5 >=0,1 ;

=6 мм>=4 мм.

Для обраного типорозміру гидроцилиндра визначаємо расчётные значення необхідного перепаду тиску і объёмного витрати рідини на вході у гидроцилиндр і - не вдома.

Ефективні площі поршня:

;

.

Необхідний перепад тиску:

.

Т.к. закриття і "відкриття клапана має відбуватися в мінімальне короткий час, то враховуючи мінімальне час спрацьовування дросселирующего розподільника 0,04с необхідна задана швидкість

uіз=4/0,04=0,1м/с.

Витрата рідини:

;

.

де - необхідний перепад тиску, ;

- тиск у нагнетательной порожнини гидроцилиндра, ;

- тиск у зливальний порожнини гидроцилиндра, (під час виборів гидроцилиндра передбачається, що );

- діаметр поршня гидроцилиндра, м;

- діаметр штока гидроцилиндра, м;

- механічний ККД гидроцилиндра;

 і - відповідно об'ємні витрати рідини на вході (в нагнетательном трубопроводі) і виході (в зливальному трубопроводі) гидроцилиндра,.

2.3 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ТРУБОПРОВОДОВ

Гидравлический розрахунок трубопроводів залежить від виборі оптимального внутрішнього діаметра труби і у визначенні втрат тиску з довжині трубопроводу.

Расчётное значення внутрішнього діаметра труби

де Q- расчётный об'ємний витрата рідини в трубопроводі,

[u]- допускаемая швидкість руху рідини,

- діаметр труби, м.

Допускаемая швидкість руху рідини в нагнетательном трубопроводі гидропривода вибирається по нормативним даним, залежно від расчётного перепаду тиску р на виконавчому органі приводу ([u]=3м/c).

.

З довідкової літератури [1] вибираємо внутрішній діаметр безшовної холоднодеформируемой труби те щоб дійсний внутрішній діаметр труби дорівнював расчётному значенням чи більше від нього, тобто.

Приймаємо безшовні холоднодеформируемые труби на нагнетательном і зливальному трубопроводі:

труба має зовнішнє діаметр 16 мм, товщину стінки 2 мм внутрішній діаметр мм.

Визначаємо справжню швидкість руху рідини в нагнетательном і зливальному трубопроводах:

де Q- об'ємний витрата рідини в трубопроводі,

Втрата тиску на своєму шляху рідини по нагнетательному трубопроводу (ділянку АБ) і сливному трубопроводу (ділянку ВГ) визначається:

,

де - втрата тиску, - коефіцієнт опору; 

- щільність робочої рідини, ; - довжина ділянки трубопроводу, - внутрішній діаметр обраної труби, - справжня швидкість руху рідини у ділянці трубопроводу,

Коефіцієнт опору

;

,

де - число Рейнольдса.

Кількість (критерій) Рейнольдса

;

де - кінематичний коефіцієнт в'язкості робочої рідини (олію И-20А), . 

2.4 ВИБІР ГИДРОАППАРАТУРЫ І ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВТРАТ ДАВЛЕНИЯ

Гидравлическая апаратура вибирається з довідника за дотримання наступних умов:

що й - відповідно номінальне паспортне тиск гидроаппарата і розрахунковий перепад тиску виконавчому органі приводу;

 і - відповідно номінальний паспортний об'ємний витрата гидроаппарата і розрахунковий максимальний витрата на вході у виконавчий орган приводу.

Для обраного типорозміру гидроаппарата визначається справжня втрата тиску під час проходження розрахункового витрати через гидроаппарат:

де - паспортне значення втрати тиску проходячи через гидроаппарат номінального паспортного витрати;

 - дійсне значення витрати, який струменіє через гидроаппарат.

1. Предохранительный клапан ПКПД10-20, має технічну характеристику:

            номінальне тиск - 20

Схожі реферати:

Навігація