Конструирование гидравлических демпфирующих устройств с переменным сопротивлением

Конструирование электромагнитных захватных устройств

Конструктивная схема электромагнитного захватного устройства приведена на рис. 5.

Рис. 5. Электромагнитный схват

Расчет усилий электромагнитных схватов можно проводить по следующим формулам:

– в случае плоской детали и цилиндрического полюса

;

– в случае цилиндрической детали и цилиндрического полюса

;

– в случае квадратной детали с плоским торцом и квадратного полюса

.

здесь B_u – магнитная индукция (Т);

d - диаметр полюса (м);

а - сторона квадрата (м);

d - воздушный зазор между деталью и полюсом магнита (м) [16].

В управляемых машинах с цикловым управлением, остановка исполнительных механизмов, которых осуществляется с помощью жестких переналаживаемых упоров, широкое применение нашли гидравлические демпфирующие устройства, уменьшающие скорости подхода к упорам до значений, при которых уп­ругие колебания после остановки не превышают допустимого уровня. Однако, как показали экспериментальные исследования процессов позиционирования исполнительных механизмов этого типа, результаты которых описаны во второй главе, обычные демпфирирующие устройства, если их не подстраивать, не обес­печивают требуемую степень демпфирирования колебаний при изменениях нагрузок и ско­ростей движения. Для устранения этого недостатка предложена конструкция гидравлическо­го демпфирующего устройства с переменным сопротивлением, который эффективен при изменениях указан­ных параметров в достаточно широких пределах [3].

Принципиальная схема гидравлического демпфирующего устройства показана на рис. 6. Демпфер содержит корпус 1, заполненный рабочей жидкостью, шток 2 с поршнем 3, разделяющим кор­пус на две полости А и Б. Между поршнем и стенкой корпуса установлена возвратная пружина 4. В теле штока 2 выполнена осевая полость В, в которой установлен плунжер 5 с поясками разных диаметров, подпружиненных с двух торцов пружинами 6 и 7. Полость В между поясками плунжера сообщается с полостью А посредствам щелевой проточки 8, вы­полненной в теле штока, и отделяется от полости В дроссельными шайбами 9, установленными в отверстиях 10. Данный демпфер отличается от обычных наличием обратной связи по перепаду давления на его поршне. За счет этой связи вначале получается необходимый пере­пад давления, который затем поддерживается постоянным до конца хода поршня.

Рис. 6. Принципиальная схема гидравлического демпфирующего устройства

Демпфирующее устройство работает следующим образом. При наезде исполнительного механизма с некоторой минимальной скоростью, на которую настроен демпфер, на шток 2, последний, преодолевая усилие пружины 4, смещается вправо. При этом давление в полости В повышается и рабочая жидкость перетекает через отверстия в дроссельных шайбах 9, полость В и радиальную ще­левую проточку 8 в полость А. В результате дросселирования потока жидкости в дроссель­ных шайбах скорость подвижного элемента уменьшается и он плавно тормозится до тех пор, пока поршень 3 не коснется ограничительных упоров корпуса. При увеличении массы исполнительного механизма или скорости его перемещения давление в полостях Б и В повышается. Плунжер 5, преодоле­вая усилие пружины 7, перемещается вправо и начинает перекрывать пояском меньшего диаметра отверстие 8. При этом расход перетекающей жидкости уменьшается, а, следова­тельно, уменьшается и скорость штока до заданного значения, при котором обеспечивается безударное торможение. При движении исполнительного механизма в противоположную сторо­ну пружина 4 возвращает поршень со штоком в исходное положение, а жидкость перетекает из полости А в полость Б через отверстие 8, полость В и отверстия 10.

Конструирование проводится применительно к исполнению гидравлического демпфера, показанному на рис.7. В данной конструкции предполагается, что дросселирующие отверстия 4 имеют прямоугольную форму. Их количество определяется величиной максимальной массы M_max исполнительного механизма. В качестве упругих элементов 11 и 12 используются пружины сжатия одинаковых размеров и жесткости.

Рис. 7. Гидравлический демпфер с переменным сопротивлением

1- корпус; 2- поршень; 3- шток; 4- дросселирующее отверстие;

5- канал;6- дроссельная шайба; 7- плунжер; 8,9- фланцы;

10- возвратная пружина; 11,12- пружины плунжера; 13,14- крышки;

15- болт; 16-винт; 17- кольцо уплотнительное

Для расчета демпфера используются следующие исходные данные: M_max – максимальная масса движущихся частей исполнительного механизма вместе с грузом, кг; M_min - минимальная масса движущихся частей исполнительного механизма, кг; - допускаемая величина ускорения при ударе исполнительного механизма об упор (обычно применяется ); - максимальное, минимальное и установившееся значения скорости исполнительного механизма (); ∆S – эффективная площадь плунжера(∆S= (50-100) ; h - ширина радиальных щелей в штоке; L - ход штока демпфера. Варианты заданий приведены в конце методических указаний.

В результате расчета требуется определить все размеры гидравлического демпфера, указанные на рис. 8.

Рис. 8. Основные размеры демпфера

Дата добавления: 2014-12-25