Материал: Курсовое проектирование по автоматизации, робототехнике и ГПС кузнечно-штамповочного производства. Антонов С.И., Бойко А.Ю

Время цикла подачи с одной подвижной кареткой

(87)

с двумя подвижными каретками

(88)

Примерная циклограмма работы подач приведена на рис.49. Расчет элементов времени цикла приведен ниже.

Время прохождения сигнала от управляющего клапана до воздухораспределителя t₁= l_т /α_в .

Скорость распространения звука в воздухе α_в принимается равной 340 м/c.

Время срабатывания серийно выпускаемых распределителей указывается в паспорте. Время срабатывания распределителей оригинальной конструкции с пневматическим управлением определяется так же, как и для нневмоцилиндра с η=0.15÷0.25 и α=1:

Где (89)

Рис 49. Циклограмма работы клнщевой подачи: а-с одной подвижной кареткой; б- с двумя подвижными каретками; 1-захваты подающей каретки; 2- захваты удерживающей каретки; α_m- угол поворота кривошипного вала пресса, соответсвующий технологическому ходу ползуна. Зоны, соответсвующие закрытому состоянию захватов, заштрихованы.

Коэффициент расхода выхлопного трубопровода μ_в. являющийся функцией коэффициента потерь ξ в трубопроводе,

Где

(90)

Тогда

(91)

Где

Принимая диаметр пневмотрубопровода наполнения - и его длину до распределителя – , определяют сопротивление пневмотрубопровода ξ = а затем по рис. 50 определяют коэффициента расхода μ.

Р ис 50. Зависимость коэффициента расхода μ от сопротивления пневмотрубопровода ζ

Величина р_ву = (1,2...1,7)- р_а, а значение φ₂ (р_а / р_ву) принимают по графикам установившихся значений (рис. 51) в зависимости от р_а / р_ву.

Коэффициент расхода подводящего трубопровода μ определяют анало­гично μв по графику на рис. 50, а значение φ₁ (р/р_м) принимают по графикам установившихся значений (рис. 52) в зависимости от отношения р/р_м .

Рис 51. Зависимость расходной функции φ₂ (р_а / р_ву) для определения времени опоражнивания постоянного объема

Рис 52. Зависимость расходной функции φ₁ (р/р_м) для определения времени наполнения постоянного объема

Расчетная схема пневмопривода подачи приведена на рис. 53.

Рис 53. Расчетная схема пневмопривода подачи

Время срабатывания пневмодилиндра при холостом ходе каретки подачи складывается из времени подготовительного периода (от срабатывания воздухораспределителя до начала движения) t и времени движения t ;

(92)

Коэффициенты расхода трубопроводов, питающих цилиндр, определяют аналогично коэффициентам расхода трубопроводов воздухораспределителя.

Относительную нагрузку η = Q/(Рм/F) определяют с учетом действия только статических сил

(93)

Силу трения подвижных масс подачи по направляющим определяют при коэффициенте трения покоя:

(94)

Сила трения в уплотнениях:

при движении в сторону штоковой полости

(95)

при движении в сторону бесштоковой полости

(96)

Ширину манжет b'₀ и b''₀ определяют по ГОСТ 6678—72 и ГОСТ 14896—84.

Коэффициент трения в манжетах μ_тр=0,08÷0,1 (для резиновых манжет со смазочным материалом). Для V -образных уплотнений коэффициент z₀=1, для колец z₀= 2.

При уплотнении поршня с помощью поршневых колец силу трения уплотнений по цилиндру (штоку) определяют по формулам:

- при движении каретки в сторону штоковой полости

(97)

;

- при движении каретки в сторону бесштоковой полости

(98)

Сила F_{m ра} учитывается со знаком (+) при движении каретки в сторону штоковой полости цилиндра и со знаком (-) - в сторону бесштоковой полости. Относительная величина

(99)

При величина δ получается отрицательной и её принимают равной нулю.

Время движения

(100)

Каждое из времен этапов движения вычисляют по формуле

(101)

Установившаяся скорость принята

(102)

Величину η определяют с учетом статических сил. Составляющая времени

(103)

Где

;

Значение р_у и р принимают при тех же условиях, что р_ву и φ(ра/ р_ву)

Коэффициент μ_т определяют аналогично предыдущим значениям коэф­фициентов расходах учетом приведения диаметров выхлопного трубопровода к диаметру дросселя (в случае, если сброс воздуха через дроссель происходит в выхлопной трубопровод) - см. рис. 49-52.

Составляющая времени

(104)

Коэффициент восстановления при ударе зависит от мног их факторов:

• материала соударяющихся тел,

• формы контактирующих поверхностей,

• массы соударяющихся тел и т. д.

Однако для учета времени колебаний подвижных масс значение его может быть ориентировочно принято

(105)

При определении величины Nу необходимо учитывать, что давление воздуха в выхлопной полости принимает значения р .

Времена t и t определяют по тем же формулам, что и время холостого хода. Однако при расчетах необходимо учитывать, что

Силы сопротивления перемещению (полезная нагрузка) определяют по формуле

(107)

Необходимо также учитывать, что штоковая и бесштоковая полости ци­линдра меняются местами, т. е. изменяется V1 и V2, α, η, μ, μв, δ которые определяют аналогично этим же величинам при холостом ходе.

При определении величины р при рабочем ходе в формулу вместо m' необходимо подставит

(108)

Расчет ускорений подвижных масс.

Ускорения подвижных масс с относительной нагрузкой η = , не превышающей 0,4 ... 0,5, с учетом инерционных сил при разгоне определяют по формуле

(109)

Где

В рассматриваемой формуле расчетные величины принимают значения:

при рабочем ход

(110)

при холостом ходе

(111)

Величины u0, Nтр, Nу, Nс, G2, G рассчитывают по формулам (102), (94), (95), (107), (74), (72).

Значения рву, ру и φ(ра/рву ) принимают при тех же условиях, что и раньше.

Коэффициент η определяют с учетом инерционных сил, действующих на привод в период разгона:

- при холостом ходе

(112)

- при рабочем ходе

(113)

Где

Путь разгона подвижный масс о ₀ определяют по графику (рис. 54).

Рис 54. Путь разгона подвижных масс

При расчете необходимо учитывать, что с изменением направления движения (в сторону штоковой полости цилиндра или бесштоковой) или нагрузки (рабочий или холостой ход) изменяются все величины, кроме N_тр, m', р_м.

Максимальное ускорение подвижных масс при торможении

Величины u₀, S_mэ с изменением направления движения или нагрузки меняют значения. Их рассчитывают по формулам (102), (103).

При проектировании подач, например, с механическим приводом время цикла подачи определяется кинематикой механизма и заданным числом кодов в минуту, а расчет условий точности подачи методически остается тем же.

Конкретные величины в расчетах (усилия зажатия материала, ускорения и т. д.) определяют по принятой схеме с использованием существующих методик.

Варианты конструктивных схем приводов подач приведены в приложении 2.

9. РАСЧЕТ ЗАЖИМОВ ЗАГОТОВКИ ДЫРОПРОБИВНЫХ ПРЕССОВ С ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

При штамповке деталей типа панелей на дыропробивных прессах с программным управлением (ПУ) обязательным условием обеспечения точности расположения вырубаемых контуров является надежное крепление заготовки в зажимах координационного стола. По виду энергоносителя известны три типа зажимов заготовки: механические, пневматические и гидравлические. На рис. 55 показана схема пневматического зажима дыропробивного пресса модели К0126Б усилием 400 кН для изготовления панелей с максимальными габаритными размерами 6x1000x1200 мм. Сжатый воздух поступает в полость А и, воздействуя на пружину 1 поднимает цилиндр 2, который жестко соединен с верхней губкой 3. Усилие зажима увеличивается за счет разности плеч и . Заготовка, находящаяся между подвижной губкой 5 и губкой 4, являющейся одновременно и корпусом зажима, надежно фиксируется опираясь на поверхность Б зажима. Расстояние l от базы В крепления зажима на каретке координатного стола

Р ис 55. Схема пневматического зажима заготовки дыропробивного пресса модели K0136Б

до базы Б должно быть одинаковым для всех зажимов, установленных на прессе.

При сбросе воздуха пружина возвращает цилиндр в первоначальное положение и зажимы раскрываются.

Смещение заготовки в зажимах может произойти под действием сил трепня, создающих сопротивление в период движения, сил инерции, действующих на заготовку в горизонтальной плоскости во время разгона и торможения, и сил, возникающих в процессе вырубки.

Поскольку указанные группы сил действуют в разное время цикла, необходимо оценить их величины, и по наибольшим значениям определить требуемое усилие зажима заготовки.

На рис. 56 показана схема действия сил при закреплении листа в двух зажимах (О - центр пробиваемого отверстия; νх, νy, νр - составляющие и результирующая скорости движения).

Сила трения Р1 определяется по формуле

(114)