В. Расчет пневмопривода

Пневматические силовые приводы широко применяют в приспособлениях разнообразных типов. Быстрота, легкость, постоянство силы зажима, возможность ее регулирования и контроля, а также дистанционное управление зажимами являются основными преимуществами пневмоприводов для зажима обрабатываемых заготовок. Пневматические приводы применяются в крупносерийном и массовом производствах.

Рис. 3. Схема пневматического привода зажима одностороннего (б) и двустороннего (а) действия станочного приспособления

Осевую силу на штоке Q_п определяют в зависимости от конструкции пневмоцилиндров:

для одностороннего действия (рис. 3,б)

;

для двустороннего действия (рис. 3,а)

;

для двустороннего действия штоковой полости

,

где D_ц – диаметр пневматического или гидравлического цилиндра (поршня), мм; р – давление сжатого воздуха, р = 0,39 МПа; η – коэффициент полезного действия пневмоцилиндра, учитывающий потери в пневмоцилиндре, η = 0,85... 0,90.

Для проектирования станочных приспособлений применяют рабочие полости цилиндров – диаметры пневмоцилиндров, мм: 20, 25, 30, 40, 50, 60, 75, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 360, 400;

диаметры гидроцилиндров, мм: 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75.

Размеры воздухопроводов выбирают в зависимости от диаметра поршня:

При определении силы зажима заготовки необходимо учитывать коэффициент запаса, т.е. найденную силу Q_п на штоке увеличить на коэффициент запаса К_зап.

Диаметр пневматического цилиндра

.

Расчетный размер диаметра пневмоцилиндра округляют до стандартных величин и определяют действительную осевую силу зажима на штоке.

Время срабатывания пневмоцилиндра

,

где ℓ_х – длина хода поршня, мм; d₀ – диаметр воздухопровода, мм; v_в – скорость перемещения воздуха, мм/с (v_в = 18000 мм/с при р = 0,39 МПа).

Общее время срабатывания пневмоцилиндра (гидроцилиндра) показывает производительность данного зажимного устройства. Ход поршня ℓ_х пневмоцилиндра устанавливают по конструктивным особенностям станочного приспособления, обрабатываемой детали и технологического оборудования. Необходимо стремиться к минимальным значениям хода поршня пневмоцилиндра, так как от него зависит быстрота закрепления заготовки в процессе обработки в данном приспособлении.

Пример. Определить основные параметры пневмоцилиндра для станочного приспособления. Операция – чистовое фрезерование. Фреза торцовая. Материал – сталь 45 ГОСТ 1050–74**. Сила резания Р_z = 4800 Н. Давление сжатого воздуха р = 0,39 МПа. Пневмоцилиндр двустороннего действия.

Решение. Для обеспечения надежности зажима заготовки определяем коэффициент запаса К_зап

К_зап = К₀ ∙ К₁ ∙ К₂ ∙ К₃ ∙ К₄ ∙ К₅ ∙ К₆ = 1,5 ∙ 1,2 ∙ 1 ∙ 1 ∙ 1 ∙ 1 ∙ 1 = 1,8.

Определим необходимую силу зажима для обрабатываемой заготовки

W_п = P_z ∙ K_зап = 4800 ∙ 1,8 = 8640 Н.

Определим расчетный диаметр пневматического цилиндра

мм.

где η = 0,85. Принимаем стандартный диаметр пневмоцилиндра D_ц = 200 мм.

Определим действительную силу зажима пневмоцилиндра двустороннего действия

Н.

Определим время срабатывания пневмопривода

с,

где ℓ_х – длина хода поршня по конструкции приспособления, ℓ_х = 40 мм; d₀ – диаметр воздухопровода принимается по рекомендациям в зависимости от диаметра пневмоцилиндра, d₀ = 10 мм; v_в – скорость перемещения сжатого воздуха, v_в = 18000 мм/с.