Материал: Обоснование и создание циклического гидропривода станочного оборудования с атоматическиим управлением

Поскольку наибольшее влияние на закон движения стола оказывает геометрическая характеристика УГУ, при синтезе ГППУ целесообразно именно за счет ее обеспечивать заданный закон движения СС, а остальные гидроаппараты принять нормализованными, т.е. не менять их конструкционные параметры.

Рисунок 4.7 - Диаграмма переходного процесса БП-РП при разных величинах РП

Синтез управляющего гидроустройства.

На рисунке 4.8 приведена геометрическая характеристика УГУ. Расчет производился при U = 0,5; значения остальных параметров совпадают со значениями, приведенными выше.

Рисунок 4.8 - Геометрические характеристики УГУ

На геометрическую характеристику УГУ оказывают влияние параметры привода. Анализ результатов расчета показывает, что давление питания оказывает незначительное влияние на геометрическую характеристику.

То же самое можно сказать и о влиянии перемещаемой массы (рисунок 4.9), влияние же угла наклона кулачка управления оказывает большее воздействие на геометрическую характеристику (рисунок 4.10). Положение поршня ГЦ в момент переключения с БП на РП оказывает существенное влияние (рисунок 4.11).

Рисунок 4.9 - Геометрические характеристики УГУ, рассчитанные при разных перемещаемых массах

Расчет производился для положений поршня. Близких к крайним. Анализ характеристик показывает, что для достаточно точного осуществления заданного закона движения стола при значительном изменении положения поршня ГЦ в момент переключения необходимо вновь производить синтез УГУ.

Рисунок 4.10 - Геометрические характеристики УГУ, рассчитанные при разных углах наклона рабочей поверхности кулачка управления

Рисунок 4.11 - Геометрические характеристики УГУ, рассчитанные при разных скоростях стола при быстром подводе

5. Определение оптимальных параметров гидропривода

Для определения оптимальных параметров гидропривода произведем анализ получившегося графика зависимости (рисунок 5.1).

Рисунок 5.1 - График зависимости

На этом графике приведена форма рабочего элемента, позволяющая получить геометрическую характеристику, наиболее близкой к заданной. В данном случае наиболее близкое совпадение фактической и заданной характеристики обеспечивается при цилиндрическом золотнике с треугольными пазами. Изучив график получаем, что на геометрическую характеристику УГУ оказывают влияние параметры привода. Анализ результатов расчета показывает, что давление питания оказывает незначительное влияние на геометрическую характеристику.

То же самое можно сказать и о влиянии перемещаемой массы (рисунок 4.8), влияние же угла наклона кулачка управления оказывает большее воздействие на геометрическую характеристику (рисунок 4.9.). Положение поршня ГЦ в момент переключения с БП на РП оказывает существенное влияние (рисунок 4.10). Расчет производился для положений поршня. близких к крайним. Анализ характеристик показывает, что для достаточно точного осуществления заданного закона движения стола при значительном изменении положения поршня ГЦ в момент переключения необходимо вновь производить синтез УГУ.

6. Программа динамического расчета гидропривода на ПК

В данном разделе будет рассматриваться ход выполнения автоматизированного расчета синтеза УГУ, а также анализа движения гидропривода и исследование динамических характеристик гидропривода.

. Запускаем программу для выполнения динамического расчета «Project». Открывается окно №1. (рисунок 6.1).

Рисунок 6.1 - Окно программы №1

. В открывшемся окне №1, выбираем необходимую нам операцию, в данном случае - «Ввод исходных данных для синтеза управляющего гидроустройства».

. Производим ввод исходных данных. Открывается окно №2. (рисунок 6.2).

. Возвращаемся к окну №1. При необходимости ввода новых значений редко изменяемых параметров, выбираем соответствующую операцию- «Ввод редко изменяемых параметров» . Открывается окно №3. (рисунок 6.3).

. В окне №3, выбираем соответствующий параметр, который вдальнейшем хотим изменить. Выбрав параметр производим ввод данных. (Рисунок 6.4).

Рисунок 6.2 - Окно программы №2

Рисунок 6.3 - Окно программы №3

Рисунок 6.4 - Ввод редко изменяемых параметров

. После проведения перечисленных выше действий, переходим к окну №1 (при этом, открывавшиеся при этом окна можно закрыть).

. Выбираем операцию - «Определение геометрической характеристики УГУ». Программа выполняет необходимые расчеты, относящиеся к синтезу. После чего, полученные результаты заносятся в таблицу Microsoft Office Excel. (рисунок 6.5).

Рисунок 6.5 - Фрагмент таблицы, результатов расчета

. По таблице расчетов строится график зависимости площади проходного сечения устройства от перемещения zего подвижного элемента, т.е. (рисунок 6.6).

. При необходимости таблицы расчетов и графики можно распечатать.

Для анализа движения гидропривода также можно воспользоваться данной программой. Для этого выполняем действия:

Рисунок 6.6 - График зависимости

. Запускаем разработанную нами программу для выполнения динамического расчета «Project». Открывается окно №1 (рисунок 6.7).

Рисунок 6.7 - Окно программы №1

. В открывшемся окне №1, выбираем необходимую нам операцию, в данном случае - «Ввод исходных данных для анализа движения гидропривода». Отрывается окно №4.(рисунок 6.8).

. В окне №4 производим выбор необходимой нам, формы рабочего элемента.

. Выбрав форму рабочего элемента, вводим данные для анализа движения ГП, а также параметры выбранного рабочего элемента (рисунок 6.9 и 6.10).

Рисунок 6.8 - Окно программы №4

Рисунок 6.9 - Окно программы №5

. При необходимости производим ввод редко изменяемых параметров, как было указанно в разделе 6.1. в пунктах 4, 5.

. После проведения перечисленных выше действий, переходим к окну №1 (открывавшиеся при этом окна можно закрыть).

Рисунок 6.10 - Ввод параметров рабочего элемента

. Выбираем операцию - «Определение закона движения выходного звена ГД». Программа выполняет необходимые расчеты, относящиеся к анализу. После чего, полученные результаты заносятся в таблицу Microsoft Office Excel. (рисунок 6.11).

Рисунок 6.11 - Фрагмент таблицы, результатов расчета

) По таблице расчетов строится график зависимости от измененных параметров (рисунок 6.12).

Рисунок 6.12 - График зависимости

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выпускной квалификационной работы были выполнены следующие работы:

изучено устройство и принцип действия циклических гидроприводов, в результате которого было выявлено, что наиболее предпочтительным является гидропривод, управляемый гидроустройством с автоматическим регулятором, который поддерживает постоянный перепад давления на рабочей щели золотника.

проведён сравнительный анализ теоретических методов динамического анализа и синтеза гидроприводов с детерминированным управлением;

разработана расчетная схема и математическая модель циклического гидропривода, управляемого гидроустройством с автоматическим регулятором;

разработана программа расчета гидропривода, управляемый гидроустройством с автоматическим регулятором;

были проведены исследования влияния параметров гидропривода на его динамические характеристики. Исследования показали, что применение гидроустройства с автоматическим регулятором позволяет сократить разброс координаты остановки рабочего органа, наибольшее влияние на динамические характеристики оказывает форма рабочего элемента управляющего устройства, скорость установившегося движения.

По результатам анализа определены оптимальные параметры гидропривода, а разработанная математическая модель позволяет произвести динамический синтез управляющего гидроустройства и динамический анализ гидропривода с требуемыми техническими характеристиками.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Ухин, Б.В. Гидравлические машины. Насосы, вентиляторы, компрессоры и гидропривод / Б.В. Ухин. - Москва: ФОРУМ, 2011. - 320 с. ил.

. Устройства и элементы систем автоматического регулирования и управления / под ред. В.В. Солодовникова // Техническая кибернетика. Книга 3. Исполнительные устройства и сервомеханизмы. - Москва: Машиностроение, 1976. - С. 735 с. ил.

. Колпаков, В.Н. Гидропневмопривод станочного оборудования: учебное пособие / В.Н. Колпаков. - Вологда: ВоГТУ, 2008. - 135 с.

. Теория автоматического регулирования / под ред. В.В. Солодовникова // Техническая кибернетика. Книга 1: Математическое описание, анализ устойчивости и качества систем автоматического регулирования. - Москва: Машиностроение, 1967. - С. 770 с. ил.

. Цуханова, Е.А. Динамический синтез дроссельных управляющих устройств гидроприводов / Е.А. Цуханова. - Москва: Наука, 1978. - 256 с.

. Левитский, Н.И. Расчет управляющих устройств для торможения гидроприводов / Н.И. Левитский, Е.А. Цуханова. - Москва: Машиностроение, 1971. - 232 с.

. Цуханова, Е.А. Динамический синтез дроссельных управляющих гидроустройств машин / Е.А. Цуханова. - Москва: 1975. - 423с.

. Алгоритм анализа и синтеза механизмов. Исследование динамики гидроприводов с учетом сжимаемости жидкости / Н.И. Левитский, Т.П. Неофитова, Б.И. Павлов и др. - Москва: 1977, 274с.

. Цуханова, Е.А, Теория машин и гидропневмопривода. Состояние теории гидросистем машин / Е.А. Цуханова. - Москва: Машиностроение, 1970, с. 473.

. Автоматизация исследований и контроля точности в машиностроении. Моделирование движения гидропривода с учетом сжимаемости рабочей среды / В.И. Сергеев, Е.А. Цуханова, И.Т. Чернявский. - Москва: Наука, 1967, с. 119-133.

. Механика машин. Синтез пневматических и гидравлических механизмов / Н.И. Левитский, Е.В. Герц, Г.В. Крейнин, Е.А. Цуханова. - Москва: 1976,. вып. 51, с. 95-102.

. Ермаков, В.В. Гидравлический привод металлорежущих станков / В.В. Ермаков. - Москва: Машгиз, 1963. - 324 с.

. Дрейшнер, Э.Л. Исследование переходного процесса гидрофицированных силовых столов агрегатных станков (при переключении с быстрого подвода на рабочую подачу) / Э.Л. Дрейшнер. - Москва, 1970. - 214 с.

. Дрейшнер, Э.Л. Исследование переходного процесса переключения силовых узлов агрегатных станков с быстрого подхода на рабочую подачу / Э.Л. Дрейшнер. - Кишинев: Тимпул, 1970. - 34 с.

. Дрейшнер, Э.Л. Динамика переходного процесса в гидрофицированных агрегатных станках / Э.Л. Дрейшнер // Станки и инструмент - Кишинев: Тимпул, 1973. - С. 11-13.

. Хаймович, Е.М. Гидропривод и гидроавтоматика станков / Е .М. Хаймович. - Москва: Машгиз, 1959.- 556 с.

. Методические рекомендации по оформлению выпускных квалификационных работ, курсовых проектов, работ для студентов очной, очно-заочной (вечерней) и заочной форм обучения / сост. Тритенко А.Н., Сафонова О.В. - Вологда: ВоГУ, 2016. - 79 с.

. Гурьев, В.Л. Гидравлические объемные передачи / В.Л. Гурьев, В.И. Погорелов- Москва: Машгиз, 1964. - 343 C.

. Праздников, А.В. Применение гидравлических передач в машиностроении. Динамика подающего аппарата с гидравлическим торможением / А.В. Праздников - Москва: Машиностроение, 1964, часть 2, с. 148-158.

. Праздников, А.В. Динамический расчет гидравлических тормозных устройств. / А.В. Праздников, А.М. Иоффе // Теория машин-автоматов и гидропневмопривода - Москва: Машиностроение, 1966, с. 285-293.

. Каменецкий, Г.И. Унифицированные панели / Г.И. Каменецкий // Станки и инструмент - Москва: Машиностроение, -. 1954, 12, с. 1-6.

. Ланский, З.Дж. Современные американские методы конструирования и выработка спецификаций для гидравлических и пневматических цилиндров, применяющихся в металлообрабатывающих станках. / З.Дж. Ланский - Кливленд: Ханифин Корпорейшен, - 1974. - С. 14 с.

. Лунев, В.В. О частном случае торможения массы пи помощи гидродемпфера / В.В. Лунев // Пневматика и гидравлика. - Москва: Машиностроение, - 1981, вып. 8, С. 104-110.

. Немировский, И.А. Графоаналитический метод расчета гидроприводов / И.А. Немировский. - Москва: Машиностроение, - 1968 - 144 с.

. Тарко, Л.М. Переходные процессы в гидравлических механизмах / Л.М. Тарко. - Москва: Машиностроение, - 1973. - 168 с.

. Навроцкий, К.Л. Метод расчета переходного процесса в гидроприводе поступательного движения / К.Л. Навроцкий. - Известия ВУЗов. Машиностроение, - 1979, в.9, с. 58-62.

. Трифонов, О.Н. Графический расчет переходных процессов при торможении поршня силового гидроцилиндра / О.Н. Трифонов, В.Г. Чупин // Станки и инструмент. - Москва: Машиностроение, - 1968, 4, С. 14-16.

. Цуханова, Е.А. Теория машин и гидропневмопривода. Состояние теории гидросистем машин / Е.А. Цуханова. - Москва: Машиностроение, - 1970, с. 9-267.

. Свешников, В.К. Станочные гидроприводы: справочник. / В.К. Свешников. - Москва: Машиностроение, - 2008. - 640 с: ил.