Proiectarea Unui Motor Hidraulic al Unei Instalatii Hidraulice de Tip Robot Industrial

CUPRINS

Introducere. Tema de proiect si date de proiectare

Determinarea cursei cilindrului hidraulic ……………..3

Calculul cilindrului …………………………………………….4

Calculul diametrului interior al cilindrului

Calculul final al fortei de presiune

Determinarea grosimii peretelui cilindrului

Calculul lungimii de referinta a tijei ……………………13

Calculul pistonului ……………………………………………14

Conditia de rezistenta

Calculul la incovoiere a tijei pistonului

Determinarea fortei ce actioneaza in piston ……….16

Determinarea debitului de alimentare

Determinarea puterii de actionare

Materiale si tehnologie ………………………………………20

Bibliografie ……………………………………………………….22

CAPITOLUL 1

Introducere

Tema:

Sa se proiecteze motorul hidraulic al unei instalatii hidraulice de tip robot industrial prezentat in figura!

Date de proiectare: n=2

– masa dispozitivului de prindere

– masa bratului

– unghiul de lucru

– lungimea bratului DE

– lungimea bratului FD

– timpul total al ciclului de lucru

– timpul de demarare

– timpul de lucru efectiv

– timpul de deplasare rapida

– viteza de demarare

– viteza de deplasare rapida

CAPITOLUL 2

Determinarea cursei cilindrului hidraulic

Figura nr.1

Viteza de lucru :

Viteza miscarii rapide:

CAPITOLUL 3

Calculul cilindrului

Calculul diametrului interior al cilindrului

Pentru cilindrul de forta cu tija unilaterala este necesar sa se precizeze forta de actionare necesara impingerii respectiv tragerii pistonului in/din cilindru.

Diametrul interior al cilindrului se calculeaza cu relatia:

, unde

-forta de actionare in lungul tijei pistonului

-presiunea nominala de lucru

-randamentul mecanic total

fig.2

Presiunea pn se alege conform tabelului din figura3

fig. 3

Calculul final al fortei de presiune

Fig.4

Etansarea fiind cu simering avem:

Deci, adoptam

Garnitura tip simering considerata la montaj are urmatoarele dimensiuni:

d=4.8[cm]

b=0.7[cm]=h

La deplasarea rapida

Cazul deplasarii de lucru

Forta de frecare din tija

Deoarece etansarea se realizeaza cu o garnitura de tip manson avem:

, unde:

pc presiunea pe capul mansonului

Deplasare rapida

Deplasarea de lucru

, unde

-suprafata pe care actioneaza forta de presiune asupra pistonului.

Avans:

Retragere:

La avans:

La retragere:

Determinarea grosimii peretelui cilindrului

In acest calcul se considera ca fiind un recipient sub presiune supus la tensiuni pe doua directii.

Daca intre diametrul interior al cilindrului(D) si grosimea de calcul exista relatia:

pentru calculul grosimiii se utilizeaza relatia:

unde:

k=1…3[mm] – (adaos de coroziune) k=1,5

functie de tipul materialului, ductil sau fragil

In cazul un care <16, calculul grosimii se face cu relatia:

unde p reprezinta presiunea de incercare

adoptam

CAPITOLUL 4

Calculul lungimii de referinta a tijei

Tija este supusa la flambare.

Figura nr.4

CAPITOLUL 5

Calculul pistonului

Pentru calculul pistonului avem urmatorul desen:

Figura nr.5

Conditia de rezistenta din sectiunea este.

Calculul la incovoiere a tijei pistonului

Din ecuatia de echilibru se obtin reactiunile : si

Forta taietoare este constanta pe intreaga lungime

Momentul incovoietor intr-o sectiune oarecare x are expresia :

Variatia momentului incovoietor este liniara, avand valorile extreme:

pentru ,

,

CAPITOLUL 6

Determinarea fortei care actioneaza pe piston

La avans:

La retragere:

Determinarea debitului de alimentare

La avans:

La retragere:

Determinarea puterii de actionare

CAPITOLUL 7

Materiale si tehnologie

Materiale utilizate pentru realizarea cilindrilor hidraulici:

Materiale nemetalice:

cauciucul nearmat-tip F, STAS 9606-71 folosit pentru executia inelelor “o” a mansetelor de etansare, a inelelor de racolare si a elementului ce asigura etansarea la presiuni joase din componentele de etansare.

cauciucul tot de tip F armat cu fire textile pt executia elementului ce asigura etansarea la presiuni inalte, din compactele de etansare.

rasina acetilenica armata cu fire textile, ce-i asigura rezistenta la strivire si un coeficient de frecare redus, pentru inelele de ghidare.

Exista tendinta ca materialele de sinteza termoplastice pe baza de poliaceti(P.O.M.) si teflon(P.T.T.E) sa inlocuiasca unele elemente metalice din componenta cilindrilor, cum ar fi: bucsele de ghidare, din bronz sau alama, sau diverse inele de alunecare folosite la ghidarea pistoanelor.

Aspecte tehnologice

Prelucrarea alezajului cilindrilor se executa in cadrul productiei de serie mare, cu scule speciale, pe masini specializate.

Rugozitatea finala a suprafetei, =0.4, se obtine prin rulare sau rectificare si honuire. Aceste operatii nu lasa urme longitudinale caer ar duce la pierderi volumice, iar rularea realizeaza suplimentar si ecruisarea suprafetei prelucrate.

Abaterile de la forma sunt destul de severe:

conicitatea maxima admisa la 1000[mm] este de 0.03[mm]

ovalitatea maxima admisa:0.02[mm]

abaterea axei alezajului de la rectilinitate-0.02[mm] la 500[mm] lungime

abaterea maxima a generatoarelor de la rectilinitate(convexitate, concavitate):0.03[mm].

Tiele sunt supuse tratamentului termic de imbunatatire, fiind ulterior cromate dur. Rugozitatea finala este tot de 0.4,iar ovalitatea si conicitatea se limiteaza la 0.01[mm].

Piesele turnate trebuie detensionate pentru diminuarea tensiunilor interne ce ar duce, in timp, la modificarea dimensiunilor.

BIBLIOGRAFIE

1.Constantin Spanu-Cilindri hidraulici, Galati 1993

2.Ghesa I.-Marci si produse din otel, Ed. Tehnica Bucuresti 1989

3. Tatarascu Ovidiu- Indreptar de metalurgie, Ed. Tehnica Bucuresti 1988

4. I. Crudu si altii- Atlas ”Reductoare cu roti dintate”, Ed. Didactica si Pedagogica, Bucuresti 1981.e 0.03[mm]

ovalitatea maxima admisa:0.02[mm]

abaterea axei alezajului de la rectilinitate-0.02[mm] la 500[mm] lungime

abaterea maxima a generatoarelor de la rectilinitate(convexitate, concavitate):0.03[mm].

Tiele sunt supuse tratamentului termic de imbunatatire, fiind ulterior cromate dur. Rugozitatea finala este tot de 0.4,iar ovalitatea si conicitatea se limiteaza la 0.01[mm].

Piesele turnate trebuie detensionate pentru diminuarea tensiunilor interne ce ar duce, in timp, la modificarea dimensiunilor.

BIBLIOGRAFIE

1.Constantin Spanu-Cilindri hidraulici, Galati 1993

2.Ghesa I.-Marci si produse din otel, Ed. Tehnica Bucuresti 1989

3. Tatarascu Ovidiu- Indreptar de metalurgie, Ed. Tehnica Bucuresti 1988

4. I. Crudu si altii- Atlas ”Reductoare cu roti dintate”, Ed. Didactica si Pedagogica, Bucuresti 1981.