Економічний розрахунок циклу роботи частини свердлильного верстату (затиск деталі (циліндр 1.0) та робота приводу подачі свердла)

Міністерство освіти, науки молоді і спорту України

Національно технічний університет України

«Київський політехнічний інститут»

кафедра «Прикладна гідроаеромеханіка та механотроніка»

Розрахункова  графічна робота з предмету: «Математичне моделювання та прогнозування мехатроних систем»

Виконав: студ. VI курсу, ММІ

гр. МАм-62

Вороний Г.О.

Преревірив: викладач

  Левченко О.В.

Київ 2011

План

Вступ

1.  Аналіз циклу та статичний розрахунок приводів.

2.  Вибір розрахункових схем.

3.  Вибір апаратури.

4.  Енергетичний розрахунок.

5.  Економічна частина.

5.1.Визначення вартості схем.

5.2.Розрахуємо витрати на експлуатацію обладнання строком на 10 років.

6.  Розрахунок коефіцієнта ефективності.

Висновок

Список літератури

Вступ

В сучасному суспільстві нав’язується ідея матеріального збагачення, якщо перевести цю ідею на виробництво, тоді випливає, що слід економити. Тобто виготовляти систему чи пристрій з мінімальними енергетичними та трудовими затратами, а також затратами на експлуатацію при максимальному КПД, з можливістю швидкої зміни, заміни, переналаштування системи.

В даній роботі ми розглянемо економічний розрахунок одного циклу, що реалізований різними способами та виберемо найбільш оптимальну на певний строк експлуатації.

Слід зауважити, що схеми виконані на одному рівні (електрогідравліка). Це зроблено для того щоб уникнути однозначності вибору оптимальної схеми.

1.  Аналіз циклу та статичний розрахунок приводів.

Аналіз циклу.

Спершу ніж перейти до аналізу запишемо цикл та початкові умови роботи.

В даній роботі розглядається цикл роботи частини свердлильного верстату, а саме затиск деталі (циліндр 1.0) та робота приводу подачі свердла: бистрий підвід; робоча подача; бистрий відвід (циліндр 2.0).

Вибираємо цикл: 1 – 2 – ;

Привід 1 працює в наступному режимі:  робочий хід;  бистрий відвід.

Привід 2 працює в наступному режимі:   бистрий підвід (БП); робоча подача (РП); бистрий відвід (БВ).

Графічно роботу системи представлено на Рис.1.

Рис. 1.1 Циклограма

Перш ніж вибрати гідравлічні схеми, опишемо деякі вимоги до системи.

Привід 1 повинен забезпечувати контроль початкового положення (втягнутий), контроль затиску деталі, що включає контроль рівня тиску та можливість переналадки рівня тиску,  можливість наладки швидкості затиску, потрібна безпечна схема.

Привід 2 1 повинен забезпечувати контроль початкового положення (втягнутий), контроль початку обробки , контроль кінцевого положення (кінець обробки),  можливість наладки швидкості БП, РП, БВ, потрібна безпечна схема.

Насосна станція повинна забезпечувати потрібний рівень тиску з можливістю переналадки, контроль чистоти рідини, контроль температури робочої рідини.

Статичний розрахунок приводів.

Початкові умови:

Зусилля затиску Р1=2000Н;

Робочий хід S1=60mm;

Швидкість переміщення штоку V1=0.07 м/с.

Зусилля затиску Р2=6000Н;

Робочий хід S2=100mm;

Швидкість переміщення штоку V2БП= V2БВ =0.1 м/с, V2РП=0.05 м/с.

Рис.1.2 Розрахункова схема.

Розрахуємо діаметри циліндрів.

Циліндр 1.0.

Вибираємо рівень тиску низького рівня в першому наближені p=0.1MПа.

mm;приймаємо 16 mm.

Перевіримо відповідність обраного діаметру та стандартні циліндри. З перевірки випливає, що один параметр не відповідає, а саме робочий хід S1. Отже, підбираємо стандартний циліндр та перерахуємо робочий тиск.

Обрано D1 = 25 мм / d1 = 16 мм, S1 = 63 мм.

Звідки:  

приймаємо р1=4,1 МПа.

Циліндр 2.0.

mm;приймаємо 32 mm.

Перевіримо відповідність обраного діаметру та стандартні циліндри. Параметри відповідають. Перерахуємо тиск.

Обрано D = 32 мм / d = 18 мм, S2= 100 мм.

 приймаємо р2=7,5 МПа.

Тиск в системі приймаємо рс=8,3МПа.

Визначаємо витрати кожного такту:

;

;

;

;

;

Визначаємо час спрацювання:

  

2.  Вибір розрахункових схем.

Як вже було сказано схеми мають один рівень – електрогідравлічний. Нижче приведено три гідравлічні схеми з електричним керуванням.

Схема №1 Рис.2.1 найпростіший приклад, так як реалізована простими апаратами, що не потребують високої кваліфікації робітника при налаштуванні та діагностиці.

Рис. 2.1

Схема №2 Рис.2.2 найкомпактніша схема, має малу кількість апаратів, в той же час потребує високої кваліфікації робітника при наладці та обслуговувані.

Рис. 2.2

Схема №2 Рис.2.3 дещо поліпшена схема за рахунок пропорційного переливного клапана, в той же час за рахунок цього клапана підвищується рівень робітника.

Рис. 2.3

3. Вибір апаратури.

Всі апарати вибрано з умовним проходом dy=6 mm. Вся апаратура фірми «BOSCH REXROTH», 2005р.

Бак (1500 грн.) : об’єм V=15літрів;

Циліндр (1200 грн.) 1.0: HVBS02F1HG

D = 25 мм / d = 16 мм;S = 63 мм;

Циліндр (1500 грн.) 2.0: HVBS03G1HG

D = 32 мм / d = 188 мм; S = 100 мм;

Розподільник 1.1, 2.1: золотниковий розподільник 4WE 6 E6X/EG24NK4/V;

Типу 4/3, з електромагнітами в маслі з зворотними пружинами;

Qmax = 80 л/мин;

Pmax = 350 бар;

Приєднувальний розмір за нормою DIN24 340 форма A,

ISO 4401 и CETOP-RP 121 H

Напруга живлення 24 В;

З аварійним керуванням;

Розподільник (960 грн.) 2.3, 2.5: KKDEN1NA/SN0V;

Прямої дії з електромагнітним керуванням 2/2;

Qmax = 80 л/хв;

Pmax = 250 бар;

Приєднувальний розмір за нормою R/T-13A

Напруга живлення 24 В;

З аварійним керуванням;

Пропорційний розподільник (6400 грн.): 4WRA 6 E15-2X/G24K4/V;

Пропорційний розподільник 4/3, прямої дії,

Витрата      15      15 л/хв,

Перепад тиску             10 бар

Напруга живлення       24 В DC

Аналогові підсилювачі у вигляді європейського формата