Исследование динамических характеристик циклического гидропривода - Дипломная работа

Гидропривод сегодня широко применяется в машиностроении и стал неотъемлемой составной частью современных мобильных машин и промышленного оборудования. В настоящее время во всем мире практически невозможно назвать такую отрасль промышленности или сельского хозяйства, в которых не применялся бы гидропривод. А возросшие в последние годы темпы создания и освоения серийного производства новых машин с гидравлическим приводом являются наглядным подтверждением научно - технического прогресса. Гидравлические устройства устанавливаются в системах управления на экскаваторах, бульдозерах, подъемниках, погрузчиках, кранах, а также в качестве силовых передач на движитель этих машин. К основным преимуществам гидропривода относятся: - возможность универсального преобразования механической характеристики приводного двигателя в соответствии с требованиями нагрузки, простота управления и автоматизации; - простота предохранения приводного двигателя и исполнительных органов машин от перегрузок; - широкий диапазон бесступенчатого регулирования скорости выходного звена; - большая передаваемая мощность на единицу массы привода; - надёжная смазка трущихся поверхностей при применении минеральных масел в качестве рабочих жидкостей. Но несмотря на существующие достоинства гидропривода, есть у него и недостатки, а именно в оборудовании необходимо решить вопрос по повышению цикловой производительности, что невозможно без существенного сокращения вспомогательного времени, доля которого в общем времени цикла в настоящее время достигает 40-60 %. В современном оборудовании наибольшее применение получил метод путевого управления последовательностью переходов. Вместе с тем, управление процессом переключения стола с быстрого подвода (БП) на рабочую подачу (РП) осуществляется, как правило, по времени. Для этого в настоящее время применяются электрогидравлические управляющие устройства - гидропанели подачи типа УН74, серийно выпускаемые отечественной промышленностью. В таких приводах величину недохода определяет, главным образом, разброс координаты точки перехода стола с БП на РП, который при постоянном давлении питания составляет в среднем 3-5 мм, поэтому сокращение его является актуальной задачей. Одной из современных тенденций развития станков является все более широкое применение централизованного ГП подачи силовых столов, особенностью которого является непостоянство давления питания. Наиболее полно требованиям, предъявляемым к приводам подачи СС, удовлетворяют ГП с путевым управлением процессом переключения с БП на РП (ГППУ), но, как показано в данной работе, для обеспечения необходимой стабильности координаты точки перехода стола с БП на РП при изменении давления питания и других параметров привода необходимо применять управляющее гидроустройство (УГУ) с регулятором, который поддерживает определенный перепад давления на рабочей щели УГУ. В частности, отсутствуют исследования УГУ с регулятором, не учитываются особенности централизованного гидропривода, синтез УГУ производится без учета сжимаемости жидкости, отсутствуют теоретические исследования разброса координаты точки перехода стола с БП на РП. Для достижения поставленной цели разработана математическая модель ГППУ, которая позволила учесть динамические характеристики регулятора УГУ, регулируемого насоса с аккумулятором. Принцип работы привода заключается в том, что жидкость весьма мало сжимается и давление передается по закону Паскаля. Силовой гидроцилиндр выполняет возвратно-поступательное движение, обеспечивая усилие (нагрузку) R, приложенное кштоку поршня гидроцилиндра, и скорости перемещения поршня ?п. Такой гидропривод применяется в тормозных системах. Циркуляция в гидроприводе может быть замкнутой или разомкнутой, и в последнем случае имеется гидробак (рисунок 1.1) [1]. Это необходимо не только в циклическом гидроприводе, но и в следящем с ЧПУ. Исполнительные устройства воздействуют на регулирующие органы при помощи механических передач, поэтому при выборе, расчете и проектировании исполнительных устройств необходимо располагать сведениями о характеристиках и конструкции последних. 1.1 Схемы и конструкции циклических гидроприводов станочного оборудования Гидравлические приводы автоматизированных станков и роботов подразделяются на два основных класса: ? детерминированные (или циклические); ? информационные (или ациклические). Благодаря этому перепад давлений на уплотняющих поясках золотника, расположенных по обе стороны от линии отвода, не превышает редуцированного давления (~ 0,25 МПа) и поддерживается постоянным в процессе работы аппарата. На сегодняшний момент представлено несколько вариантов решения данных задач, представлено несколько вариантов решения, но наиболее подробно методы решения рассмотрены в работах Е.А.Цухановой и Н.И.Левитского [5,6,7]. Потери давления ?рув УГУ подсчитывают по формуле [5]: ;МПа (1.4) где ?- плотность рабочей жидкости, кг/м3; ?y- коэффициент расхода, Q - расход жидкости через управляющее гидравлическое устройство, м3/сек; fy - площадь проходного с