XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020
Проектирование гидроцилиндров и расчет процессов контактирования с пятой
КомментарииПолная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Гидроцилиндр является объемным гидродвигателем, преобразующим энергию потока масла подаваемого под давлением в поступательное движение его выходного звена – штока. Он являются наиболее востребованным и часто применяемым типом гидродвигателя, поскольку позволяет обеспечить привод широкого спектра механизмов машин, оборудования и оснастки с самой разнообразной кинематикой движения. При этом гидроцилиндр позволяет реализовать практически любой цикл (непрерывный или с наличием остановок) и режим работы, обеспечивая различную величину скорости, перемещения и развиваемого усилия выходным звеном приводимого механизма. Независимо от области применения все варианты использования гидроцилиндров можно разделить на два вида:
гидравлический привод, в котором шток гидроцилиндра непосредственно связан с поступательно перемещающимся выходным звеном приводимого механизма (ползуном, кареткой),
гидравлический привод, в котором шток гидроцилиндра шарнирно соединен с ведущим звеном приводимого механизма (кривошипом, кулисой, коромыслом), совершающим вращательное, качательное или сложное движение
Основные типы гидроцилиндров:
Тип гидроцилиндра определяет его конструктивные особенности и соответственно специфику проектирования. Тип цилиндра определяетсяналичием поршня и штока(ов), количеством рабочих полостей в которые подводится масло, способом подвода масла. Основные типы гидроцилиндров показаны на Рис 4.
Подавляющая часть гидроцилиндров применяемых в машиностроении делятся на два типа: одностороннего действия и двухстороннего действия. Гидроцилиндры двухстороннего действия содержат поршень(и) и шток(и), которые образуют в корпусе гидроцилиндра две рабочие полости, поршневую и штоковую (см. Рис 4а, б, г, д). Данный тип гидроцилиндров может иметь один (см. Рис. 4а), или два штока (см. Рис. 4г, д), а также неподвижно закрепленный (см. Рис. 4а, д), или подвижный корпус (см. Рис. 4б, г), что соответственно определяет подвод масла в его рабочие полости, или через корпус гидроцилиндра, или через его шток. Гидроцилиндры одностороннего действия делятся на гидроцилиндры с пружинным возвратом и плунжерные гидроцилиндры. Гидроцилиндр с пружинным возвратом (см. Рис 4в) отличается от поршневого гидроцилиндра двухстороннего действия (см. Рис 4а) тем, что в одной из его рабочих полостей (чаще в штоковой), соединенной с атмосферой, установлена пружина возврата. Плунжерный гидроцилиндр (см. Рис. 4е) отличается от гидроцилиндров рассмотренных ранее тем, что вместо поршня со штоком он имеет плунжер образующий только поршневую рабочую полость.
/BATCH
! /COM,ANSYS RELEASE 14.0 UP20111024 13:11:38 10/28/2019
/input,menust,tmp,'',,,,,,,,,,,,,,,,1
! /GRA,POWER
! /GST,ON
! /PLO,INFO,3
! /GRO,CURL,ON
! /CPLANE,1
! /REPLOT,RESIZE
WPSTYLE,,,,,,,,0
! /REPLOT,RESIZE
! /REPLOT,RESIZE
! /REPLOT,RESIZE
! /REPLOT,RESIZE
! /REPLOT,RESIZE
! /REPLOT,RESIZE
! /REPLOT,RESIZE
!*
/NOPR
KEYW,PR_SET,1
KEYW,PR_STRUC,1
KEYW,PR_THERM,0
KEYW,PR_FLUID,0
KEYW,PR_ELMAG,0
KEYW,MAGNOD,0
KEYW,MAGEDG,0
KEYW,MAGHFE,0
KEYW,MAGELC,0
KEYW,PR_MULTI,0
KEYW,PR_CFD,0
/GO
!*
! /COM,
! /COM,Preferences for GUI filtering have been set to display:
! /COM, Structural !Структуралтурдиалдык
!*
/PREP7
!*
!*
!*
!*
FINISH
/FILNAME,Share 1,0
!*
!*
/NOPR
KEYW,PR_SET,1
KEYW,PR_STRUC,1
KEYW,PR_THERM,0
KEYW,PR_FLUID,0
KEYW,PR_ELMAG,0
KEYW,MAGNOD,0
KEYW,MAGEDG,0
KEYW,MAGHFE,0
KEYW,MAGELC,0
KEYW,PR_MULTI,0
KEYW,PR_CFD,0
/GO
!*
! /COM,
! /COM,Preferences for GUI filtering have been set to display:
! /COM, Structural
!*
/PREP7 !Препроцессоргекиру
!*
! ЕКИ СОНГЫ ЭЛЕМЕНТТТИ КОЛДАНУ
БИРИНШИ РЕТ ЕСЕПТЕ ЕКИ СОНГЫ ЭЛЕМЕНТТЕРДИ КОЛДАНУ
ET,1,PLANE182 !Биринши сонгы элементты тандау
! Онын сипаттамасы гиперсерпимдик
!жане пластикалык деформацияны олшеу
KEYOPT,1,3,1 !Алган элементке симетриялык сипаттамасын береди
!*
Et,2,plane42 ! Катты материалга сонгы элементти тандау
KEYOPT,2,3,1 ! Биркалыпты
! LGWRITE,'1','lgw','D:\мсм181\',COMMENT
! Материалдардынсипаттамаларыненгизу
MPTEMP,,,,,,,,
MPTEMP,1,0 ! Температураныоширу
Жумсак материал
MPDE,EX,1
MPDE,PRXY,1
MPDATA,EX,1,,3e4
MPDATA,PRXY,1,,0.4
MPTEMP,,,,,,,,
MPTEMP,1,0
Каттыматериал
MPDATA,EX,2,,2e5
MPDATA,PRXY,2,,0.25
! LGWRITE,'1','lgw','D:\МСМ181\',COMMENT
!Геометриялык схема
Xc=0
Yc=25
R1=0
R2=20
Cyl4, Xc,Yc,R1,0,R2,-90
X1=0
X2=22
Y1=0
Y2=23
Rectng, X1,X2,Y1,Y2
Xc=0
Yc=27
R1=0
R2=22
Cyl4, Xc,Yc,R1,0,R2,-90
ASBA, 2, 3
! LGWRITE,'1','lgw','D:\МСМ181\',COMMENT
Алынганаймактаргаматериалдардынсипаттамасынкосу
CM,_Y,AREA
ASEL, , , , 4
CM,_Y1,AREA
CMSEL,S,_Y
!*
!*
Et,2,plane42
KEYOPT,2,3,1
CM,_Y,AREA
ASEL, , , , 4
CM,_Y1,AREA
CMSEL,S,_Y
!*
CMSEL,S,_Y1
AATT, 2, , 2, 0,
CMSEL,S,_Y
CMDELE,_Y
CMDELE,_Y1
!*
CM,_Y,AREA
ASEL, , , , 1
CM,_Y1,AREA
CMSEL,S,_Y
!*
CMSEL,S,_Y1
AATT, 1, , 1, 0,
CMSEL,S,_Y
CMDELE,_Y
CMDELE,_Y1
!*
! LGWRITE,'1','lgw','D:\МСМ181\',COMMENT
! Торды курастыру ушин алган аймактарды усактап болу
Esize,1,0,
MSHKEY,0
MSHKEY,0
FLST,5,2,5,ORDE,2
FITEM,5,1
FITEM,5,4
CM,_Y,AREA
ASEL, , , ,P51X
CM,_Y1,AREA
CHKMSH,'AREA'
CMSEL,S,_Y
!*
AMESH,_Y1
!*
CMDELE,_Y
CMDELE,_Y1
CMDELE,_Y2
!*
! контактжуптыкурастыру , Contact pair мазирдиколданып
! /COM, CONTACT PAIR CREATION - START
CM,_NODECM,NODE
CM,_ELEMCM,ELEM
CM,_KPCM,KP
CM,_LINECM,LINE
CM,_AREACM,AREA
CM,_VOLUCM,VOLU
! /GSAV,cwz,gsav,,temp
MP,MU,1,
MAT,1
MP,EMIS,1,7.88860905221e-031
R,3
REAL,3
ET,3,169
ET,4,172
R,3,,,1.0,0.1,0,
RMORE,,,1.0E20,0.0,1.0,
RMORE,0.0,0,1.0,,1.0,0.5
RMORE,0,1.0,1.0,0.0,,1.0
KEYOPT,4,3,0
KEYOPT,4,4,0
KEYOPT,4,5,1
KEYOPT,4,7,0
KEYOPT,4,8,0
KEYOPT,4,9,0
KEYOPT,4,10,2
KEYOPT,4,11,0
KEYOPT,4,12,0
KEYOPT,4,2,0
! Generate the target surface
LSEL,S,,,1
CM,_TARGET,LINE
TYPE,3
NSLL,S,1
ESLN,S,0
ESURF
CMSEL,S,_ELEMCM
! Generate the contact surface
LSEL,S,,,13
CM,_CONTACT,LINE
TYPE,4
NSLL,S,1
ESLN,S,0
ESURF
ALLSEL
ESEL,ALL
ESEL,S,TYPE,,3
ESEL,A,TYPE,,4
ESEL,R,REAL,,3
! /PSYMB,ESYS,1
! /PNUM,TYPE,1
! /NUM,1
! EPLOT
ESEL,ALL
ESEL,S,TYPE,,3
ESEL,A,TYPE,,4
ESEL,R,REAL,,3
CMSEL,A,_NODECM
CMDEL,_NODECM
CMSEL,A,_ELEMCM
CMDEL,_ELEMCM
CMSEL,S,_KPCM
CMDEL,_KPCM
CMSEL,S,_LINECM
CMDEL,_LINECM
CMSEL,S,_AREACM
CMDEL,_AREACM
CMSEL,S,_VOLUCM
CMDEL,_VOLUCM
! /GRES,cwz,gsav
CMDEL,_TARGET
CMDEL,_CONTACT
! /COM, CONTACT PAIR CREATION - END
FLST,2,1,4,ORDE,1
FITEM,2,2
!*
/GO
DL,P51X, ,ALL,
LSEL,S, , , 4
NSLL,S,1
FLST,4,23,1,ORDE,2
FITEM,4,411
FITEM,4,-433
CP,1,UY,P51X
ALLSEL,ALL
FLST,2,1,3,ORDE,1
FITEM,2,4
!*
/GO
FK,P51X,FY,15000
FINISH
/SOL
ANTYPE,0
NLGEOM,1
NSUBST,20,0,0
OUTRES,ERASE
OUTRES,ALL,ALL
TIME,1
Solve
FINISH
/POST1
! PLDISP,1
! PLDISP,1
!*
! /EFACET,1
! PLNSOL, S,EQV, 0,1.0
!*
! /EXPAND,18,AXIS,,,10
! /REPLOT
!*
! PLNSOL,S,EQV
!*
ANCNTR,10,0.5
Симметриялык есеп
Жана Ансисте Сэ планы мазирде жок, сондыктан оны командамен есепке енгиземиз. Команда:
Et,2,plane42
Keyopt,2,3,1 !Керекти опция ось симметриялык есепке
!екинши материалды енгизу Material-New model мазирди пайдаланып
Заключение
Гидроцилиндры широко применяют во всех отраслях техники, где используют объёмный гидропривод. Например, в строительно-дорожных, землеройных, подъёмно-транспортных машинах, в авиации и космонавтике, а также в технологическом оборудовании — металлорежущих станках, кузнечно-прессовых машинах.
Управление движением поршня и штока гидроцилиндра осуществляется с помощью гидрораспределителя, либо с помощью средств регулирования гидропривода.