Наземцев А.С., Рыбальченко Д.Е. - Гидравлические и пневматические системы. ч.1 Пневматические приводы и средства автоматизации

'бллизация лОГических функции В релейно-контактных системах упраВления .. еал~'.зация функции запоминания сиГнала В релейно-контактных системах 'раВила пОстроения релеинО-контактных схем ................,.. . '.,-:..тирование репейно-контактных систем упраВления .. , ег.'екг1ючающие регистры '.

"'еаг~изация серВисных функциЙ В релейно-контактных системах ~праВления ~ ~оиск и устранение неиспраВнОстеи., ' ",'=)рудование с пневмопривОДами, рабОчей среДОи Б кОтОрых служит сжатый возДух, характеризуется '" с 'отои конс 'рукЦии, леГкОстью Обспуживания и аксплуатаЦии, высоким быстродеиствием, надежностью 1' .: . :-Овечнсстью работы, функЦиональноЙ гибкостью, невысокой стоимостью, а также Возможностью работь .- —- рессивнь1х средах„взрыво-,, пожаро- и ВлаГООпасных условиях. Сжатый Воздух леГко аккумулируется и 'Г'=..— ..- ПС)РТИРУЕТСЯ, с) ЕГО УТЕЧКИ ЧЕРЕЗ УПЛОТНЕНИЯ ХОТЯ И НЕЖЕЛаТЕЛЬНЫ, НО НЕ СОЗДаЮТ ОПаСНОСТИ ДЛЯ ОКРУ)ка'".'Э с.",)еДы и Г1роизводимОЙ продукЦИИ, что ОсобеннО важно Для пиЩевоЙ, парфюмерной, меДиЦинскои и зле: н(эй Г)ромышленн(эсти. От апектрог1риводов пневмоприводы отличаются возможностью воспроизведения линейных и поворо--=..- .,'Ви)кении 1эез помоЩи преОб~эазуюЩих механизмоВ, большеи уДельнОи МОЩностью, а также сохранение".' 'эотосГ10с(эЬност11 при Г1ереГрузках При этОм скорость сраба(ывания и максимальная ВыхоДная мОЩнос» ь 1' --..—:— '1'1ческих исп01"1н11тельных механизмов питаемых От промышленных пневмомагистралеи, меньше- 1)0 сраВненикэ с Гид".)011ривОдами преим"'ще( тва Г1невмоприводов заключаются В возможности ис::1~ .

ва.'1ия цент,'эализовянного источника сжатоГО воздуха„отсутствии возвратных линии и кОммуникяци1" '-:Рзк11х требованиях к Ге1э1;1е) ичн(э(,"1И 01(:.;л'т(: 1вии загрязнения Окружа1(эЩеи среДы, бОльших скоростях ".:Б.' - '.=- ния вь~х.),:~ного звена Для пневмат11'-1ес1;их Г1~)иво'~ОВ характерны простота управления, свобОДа Вь1бо1"" ' '" 1а установки., малая чуВствительность к изменениям температяэы Окружающеи среды Е1л(::.'сто с тем пневмоприводам п~эисуЩИ некоторые неДостатки, ОГраничиваюЩие Область их приме"":- 113Г1рИМЕр, В СвяЗИ С 'ГЕМ, ЧТО ДаВЛЕНИЕ ВОЗДУХа В ЦЕНТраЛИЗОВаННЫХ ПНЕВМОмаГИСТраЛЯХ, КОТороЕ Состс1 .

— --'- 0.4--1,О уиа (4--10 бар), значительно ниже уровня давлениЙ В Гидросистемах — До 6О МПа 16ОО бар) Г'- приводы имеют значительно меньшую энергоемкость и худшие массогабаритные показатели. Вследств --; - -- маемости ВозДуха станОВится технически сложно Обеспечить плавность перемеЩения ВыхОДных звен'.:.::— -''-" =::--.::, элементах, приборах и системах пнецмоавтоматики рабочеи средой является предварительно сжа'прессоре ВозДух (ц некотОрых Особых случаях применяюг друГие Газы)«которыи Окружает нас В по4кя:--"=:.=' '-Й жизни.

Воздух представляет сОООЙ ГазОвую смесь, В ОснОВном состоящую из двух ГазОВ. азота М. ': кислорода О, ~20«95':.ф В небольших количествах в нем присутствуют инертные газы -- аргон Аг. : '-:.-л м Не«криптон Кг и ксенон Хе — и цодород Н ~0,94';Ы, а также диаксид углерода (углекислыи Газ) ) Помимо ~тих Газов цозцух содержит некоторое непостоянное ПО величине количество цодяного ;„"абаи « а пневматических элементов Основывается на использОвании эн~ ргии сжатоГО воздуха„а также физи- 'Ф: .: '': з~~зфектов, цозникаюЩих при еГО Движении. Законы, ОписываюЩие эти процессы«поДробно изучаются В Г-.":-.

'л'ханики жидкости и Газа. Далее В этом разделе мы уделим Внимание только основным Газовым зако- :'-Яцпение. Если некоторОР цнешнРе усилие Рх) лейстц~ч" ~ н 3 какои-либс замкнутыЙ Обьем воздуха через « . ««« '~ «1'-ъ~«~~!«НТ На ПР)ИМЕР По~~ )~ШЕ1 1~ ТГ1 В .'«~", .«;'1««««««Г ~! ««« ~«т ''*;,."~ Я:, ~«1" ':.« ~ ~««".«'." '"; ' «л ««~*' ~,'««~.' «», .~«~« ~«~)«1~«Р~ ~о ЦЕИ( Т~Р««««Ю —,.:".; Поверхности, О~ раничивающи.-',:л".л ~;Г! с:-м ~ г; 1( ."' ' 'й:'.;- ',', '« '"«..." '~....:,,:3«.—. "СЯ «3:::~-,'.~.; '«:,.'Чк;.3М Э ГОИ ЖИДКОСТИ ~ Газа ) — ":„«К'.ЗЗЫваЕМОЕ На ВНЕШНЮЮ ПОЦЕ«РХНОСТЬ >КИД«« '.ОС! ',': ж " —., "-."." ~.'. '3П зацлениям 2.

Ф~зБчес~ие Основь~ ф~нйц~~он~рОВан~~я йнее~йосйсГпе~ Л Р: Г., Т, -- СОПИ ~лллюс1рация закона Шарля Закон Шарля. Если замкнутый объем данной массы газа остается постоянным. то отношение абсолютного .=:=:=:-ения газа к его абсолютной температуре есть также величина постоянная; иными словами, давление газа ::'::='.~0 пропорциональнО его температуре. '-например, при нагревании газа в замкнутом объеме его давление возрастает, а при Охлаждении, наоборот, -ь:ает ~рис. 2.5). 2.4. Течение ~аз~ Выше мы рассмотрели такие параметры газа, как давление, температура, плотность, удельный объем.

Течение же Газа характеризуется еще Одним параметром — расходом. 2.4Л. Расход Расход --- величина, Определяемая Отношением массы (массовый расход) или объема (объемный расход) вещества, равномерно перемещяемого через сечение, перпендикулярное направлению скорости потОкя, к проме®утку времени. за который ято перемещение проис~одит. В технической литературе обьемныи расход обозначают латинской буквой Д (или Д, ).

Определяется объемный рясход соотношением где О - — объемныи расход, м:~с; à — - объем, м; исходя из закона сохранения вещества, а также из предположения О сплошности (неразрывности) потока для установившегося течения несжимаемой жидкости, можно утверждать, что объемный расход через любое сечение одинаков (рис. 2.8), Рис. 2.8.

Расход жидкости при течении по трубе переменного сечения Я = Ь, ~.', = Ь, ~~-, = О, = ~ой,И. Из данного уравнения следует., что в узком сечении трубы поток ускоряется: Гаким Образом, сниже~~е уровн~ Да~Пения ~~д~ости Б уз~ом сечении трубы Обусловлено тем, что ускорение потока сопровождается возрастанием его кинетической энергии и, следовательно, уменьшением энергии давления. В ряде случаев удобно применять форму записи уравнения Бернулли, при которой члены уравнения имеют размерность давления; ГдР ~~,~,"" — БРсОБОе давление: ,~> — Гидромеханическое давлРниР (или просто давлениР), Р, - 2 — динамическое давление В практических расчетах не~,опустимо пренебрегать потерями энергии по Длине трубопровода, а также на местных сОпротивлРниях.

Все реальные жиДкОсти и Газы имеют Вязкость, и поэтому энерГия пОтока жиДкости или Газа будРт убывать От сече-1ия к сечению ПО направлению РГО Движения. Потери энерГии определяются мно~ ими фа~тарам~: пло1цадью ~~пере~~о~о се~е~~~ и Длиной трубопровода, шерохо~атос~~ю его внутреннеи п~~ер~нос~~, ~а~~~~ем местных сопро~ивлений. С~орост~ю и ре~~мом тече~~я, вяз~остью ~внутренним трениРм) жидкОсти или Газа.

Уравнение Бернулли для потока реальной (вязкой) жидкости в энергетической форме будет иметь следую~ций вид: ° =-..' показывает аксперимент, критическая скорость прямо пропорциональна кинематической Вязкости ~: жидко-,;~ обратно пропорциональ~а Внутре~~ему диаметру «/ трубЫ: Г ~кр 'е:~; -=-- коэффициент пропорциональности; ~ ---- кинематическая ВязкОсть жидкости, м'-/с; ! ~' — ВНУТРЕННИЙ ДИаМЕТР ТРубЫ, М. спериментально был также подтВержден тот факт, что смена режима течения любой жидкости или Газа ~Г'''бе любОГО диаметра имеет место лишь при Определенном значении беЗразмернОГО коэффициента /~.

.~--=, ко3ффициен~ ~аЗ~~ают критическим ~~слом РейнОльдса: 3'.'Ячение числа Рейнольдса позВОляет судить О характере течения жидкости по трубе: при РР<йе наблю:,:" =.тся ламинарный режим, при Йе> ЙР— турбулРн1 ный, Функция О =-- Дл) достигает максимума при критическом значении г = 0,528. Однако экспериментально установлено, что уменьшение давления на выходе (приводящее к уменьшению значения т) сопровождается увеличением массового расхода О воздуха ~олько до тех пор, пока скорость потока воздуха не превышает скорость звука — максимально возможной скорости истечения в отсутствие специальных приспособлений, Дальнейшее уменьшение давления на выходе не влияет на массовый расход (сплошная кривая на рис, 2,11), При значениях О<7г<е массовый расхОД поДсчитывают по формуле Процесс ~с~е~е~~~ газа при,г >~ ~аз~~аю~ докритическим (подкритическим), а если ~~ношение ДаВлении е.

7Г . тО говорят соответственнО О закритическом (надкритическом) или критическом процессе. ДЛя вы~~спе~и~ ОбЬЕМНОго расхода с~~дуе~ ПрИВЕСти Массо~~й расход К ПЛОТНОСТИ (СМ. раздеЛ 2.3.1 «Расходй). Поскольку при истечении через 01Верстие значения плотности Воздуха на его ВхОде и ВыхоДе различнь~ т.

е. р =- Щ~), то будуг различаться и значения абьемного расхода: на входе ~? =-= О /р„, на выходе ~~, = (Э /р.. Необходимо обратить внимание на следующую особенность течения газов (в частности, сжатого воздуха): обьемныЙ расход газов (например, при течении через диафрагму) зависит (в отличие от расхода жидкостей) не только от перепада давления Лр:--: р, — р., но и от уровня давления на входе р,, (рис.

2.12), На производство сжатого воздуха расходуется около 20% всей алектрознергии, потребляемой промышленностью. Поэтому он является одним из самых дорогих энергоносителей, используемых в современном произВодстве. На ~ред~рият~~х, Где ~ироко применя~~ся пнев~а~~~ес~ие пр~воды и с~с~емы, обычно существует ентральная сеть питания сжатым воздухом.

Диапазон давлений в ней, принятый как у нас в стране. так и за -;,убежом, составляет 0,4 — 1,О МПЯ (4 — — 1О бар), --- ":ы преобразовать Воздух из Окружа~ощей среды в рабочее тело пневматическОГО приВОДЯ, над ним не- --'.::~ИМО прОизвести ряД последовательных действ~й: сжат~ до требуемо~О зна~е~~я ДЯВления. Осушить и .. -, '--Ить. Для нормал~~ой работ~ пневмоприводов необход~~о, Ч~обы загрязнен~ос~~ с~атого воздуха не —:=.. Выведала допустимого уровня.

Основные загрязнители воздуха — вода и компрессорное масло в жидком и .=-.=;Образном состояниях, а также твердые и газообразные вещества. ,'~.-.точником воды, содержащейся в сжатом воздухе. является водяной пар, засасываемый компрессором < атмосферным Воздухом. Для хяряктеристики ВлаГОсодержяния (Влажности) Воздуха использунзтся ":я дбсолютнОЙ и Относительнои Влажности. - ' ",ОГ!юлзияя ВлажносР7ь | .. ~г/м ') — это мяс~ я паров Воды., с0~2ержящихся В 1 м Воздуха. =..