Опис роботи лінійного електрогідравлічного шагового приводу типу Г28-2. Основні типи конструкцій гідропідсилювачів. Огляд існуючих конструкцій та обґрунтування вибраної схеми, страница 14

Рис.6.1 навантажувальна характеристика

Рис. 6.2 характеристика регулювання по витраті

7.Динамічна модель

Розглянутий привід може бути представлений  наступною функціональною схемою де використані наступні позначення: ШД – шаговий двигун, ГУ – гідропідсилювач, ГЦ – гідроциліндр, Г – гвинтова пара.

Рис.7.1. Функціональна схема приводу

Переходимо до складання рівнянь руху кожної ланки в функціональній схемі.

Шаговий двигун описуємо рівнянням, яке зв’язує кут повороту з напруженням на виході:

де  К – коефіцієнт пропорційності між швидкістю і напруженням.

Передаточна функція прийме вигляд:

W₁(S) = К;

Гідроциліндр без врахування маси, тертя, стиску масла можна описати наступним рівнянням:

У_ГЦ = ;

де   F – площа поршня;

У_ГЦ – переміщення штоку;

Q – витрата масла.

Передаточна функція прийме вигляд:

W(S) =  .

Гвинтова пара перетворює кут повороту в переміщення:

Х =  ;

де  Н – крок різьби.

Передаточна функція прийме вигляд:

W(S) =  ;

Гідропідсилювач:

W(S) =  ;

Рис. 7.2. Структурна схема приводу

8.Розрахунок на міцність

Розрахунок циліндра на повздовжню  стійкість;

Матеріал циліндра і штока Сталь 45ХН ГОСТ 4543-71.

Межа міцності

Границя текучості

Межа витривалості

Зовнішній діаметр циліндра D_з = 48 мм

Внутрішній діаметр циліндра D_в= 32 МПа

Діаметр штоку 16 мм

Номінальний тиск р = 6,3 МПа

Рис. 8.1. розрахункова схема циліндра на повздовжню стійкість

Момент інерції перерізу:

І_А =  см⁴

 

І_Б =  = 0,32 см⁴

Площа циліндра:

 см² ;

Радіус інерції:

 =  = 1,44;

Гнучкість стержня:

;

μ²= = 14,5

μ = 3,5;

По графіку для μ = 3,5 знаходимо  кгс/см² ;

Критична сила:

F_а=f_ц =350010,1= 35350 кгс,

F_кр= F_а = 353500,25= 8838 кгс;

Приймаємо запас стійкості n_у=3,

Допустиме навантаження:

F_д= 2455 кгс

Допустимий тиск в циліндрі і умова стійкості:

Р_доп = 651 кгс/см²;

Перевірка умови стійкості:

125 кгс/см²651 кгс/см² – умова стійкості виконується.

9.Технологічна частина

9.1Вибір сталі і виду термічної обробки, яка забезпечує зносостійкість  деталей гідропідсилювача.

Деталі що  зазнають значного зносу, повинні мати у відповідних місцях високу твердість поверхні і потрібні механічні властивості. Необхідно вибрати сталь такої марки, яка дозволить відпуск при малому перерізі.

Це дає можливість виготовити деталі з найменшими внутрішніми напруженнями. При конструюванні деталей необхідно забезпечити плавність переходу від малих перерізів до великих, попереджувати появу тріщин, не допускати впадин і щілей,що служать концентраторами напружень.

Деталі із конструкційної легованої сталі, піддаються термохімічній обробці(цементації, азотуванню, ціонуванню). Леговані термохімічно оброблені сталі,  мають більш високі механічні властивості в поверхневому шарі, чим вуглеводні. Поверхні тертя на втулці і золотнику піддають цементації – насиченні поверхневого шару вуглецем під дією високої температури у відповідній атмосфері. Цементування – це трудоємкий і дорогий  процес з тривалим технологічним циклом. Її застосовують для деталей, що працюють на тертя при великих тисках, коли потрібна велика глибина твердого поверхневого шару. Для золотника потрібна висока зносостійкість поверхневого шару і не вимагається підвищена прочність серцевини, а також при необхідності запобігання деформацій при загартуванні застосовувати нагрів деталей встановлені ТВЧ.

Враховуючи властивості сталі і умови роботи, вибираємо сталь марки Ст12ХНЗА. Це високоякісна легована сталь.