Герц Е.В. - Пневматические устройства и системы в машиностроении - 1981 (1053454), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Типичные кривые зависимости мощности Фо и крутящего момента М, от частоты вращения ло для турбинных пневмомоторов показаны на рис, 2.30. Турбинные моторы могут быть оаноступенчатыми — с одним рабочим колесом и одним венцом лопаток или двухступенчатыми — с одним рабочим колесом и двумя венцами лопаток. Двухступенчатые моторы обычно изготовляют как специальные на большие мощности. Достоинства турбинных моторов: малые масса на единицу мощности и размеры; высокая скорость выходного вала; возможность регулирования мощности изменением числа сопел.
Недостатки этих моторов: низкий КПД прн малой мощности; сложность реверсирования; понижение КПД при резком изменении режима работы; неустойчивость работы при малой частоте вращения. Турбинные моторы можно применять там, где требуется высокая частота вращения и постоннный режим работы. Моторы используют лля привода пневмошпинделей и ручного инструмента — малых высокоскоростных шлифовальных машин аля тонкой обработки. Выбор типа пневмомотора.
Ни один иэ рассмотренных типов моторов не является безукоризненным, пригодным лля любого случая. Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки, и выбор типа мотора в каждом конкретном случае должен сопровождаться всесторонней оценкой его особенностей. Не последнюю роль играет в этом экономический анализ: иногда бывает выгодно потерять в КПД, но выиграть в массе и размерах, или же проиграть в размерах, но выиграть в долговечности и т. п. В табл.
2.10 представлены основные параметры пиевлюторов различных типов. Рабочее давление для всех типов моторов примерно одинаково: 0,3— 0,6 МПа Самую большую частоту вращения способны развивать турбинные моторы, меньн~ую пластинчатые, винтовые н шестеренные. Мембранные и радиально- поршневые моторы являются самыми тихоходными. Радиально-поршневые моторы рекомендуется применять при рабочих скоростях вращения ниже 25 — 30% скорости холостого враьцения, так как при этой скорости вращения они лучше регулируются и меныпе потребляют воздуха. Пластинчатые, винтовые и турбинные моторы развивают стабильный крутящий момент, а у мембранных, поршневых и шестеренных моторов момент пульсирующии.
Наиболее высокий алиабатический КПД (наименьшие утечки сжатого воздуха) имеют поршневые и мембранные моторы; КПД пластинчатых и шестеренных моторов гораздо ниже из-за значительных утечек. Снижает КПд также установка глушителей шума. КПД турбинных моторов высок лишь при больших мощностях. Раскол воздуха на единицу мощности меньше у тех моторов, которые работают с частичным рас~нирением сжатого воздуха, поэтому расход воздуха для прямо- 59 Ри«. т.э!. Зависимость крутящего момента М«() ) и мощности (т) от честоты вращения длн двух различных давления а а а С Ф » о д л а— а аа л о л зубых и косозубых шестеренных моторов превышает расход для других типов.
Велик расход воздуха для турбинных моторов малой мощности. Масса на единицу мощности наиболее яизка у пластинчатых, турбинных и аксиально-поршневых моторов, вследствие чего они являются основными типами для привода ручного инструмента. Турбинные и пластннчатые з лс моторы отличаются от мембранных, поршневых, шестеренных и винтовых минимальными размерами. Регулирование крутящего момента можно осуществлять в мембранных, поршневых я турбинных моторах; в первых двух— изменением степени наполненяя; в последнем — изменением числа сопел. Все типы моторов, кроме мембранных и шестеренных с шевронными эубьял)и, могут быть выполнены реверснзными путем перемены направления подачи воздуха. Однако моторы с реверсированием менее мощны и потребляют больше воздуха, но характеризуются лучшим стартовым крутящим моментом и более быстрым достижением полной скорости.
Так, реверсивный пластинчатый мотор, не соединенный с инерционными приводными механизмами, набирает полную скорость примерно за пол-оборота, а поршневой — за доли секунды. При выборе типа мотора следует знать также основные параметры его характеристики. На рис. 2.31 показаны типичные кривые мощности Лгв и крутящего момента Ме мотора для двух рабочих давлений.
Мощность мотора при постоянном давлении на входе изменяется от нуля при остановленном мо~оре до максимума прн частоте вращения, доведенной до определенного предела. Затем мощность снова уменьшается до нуля прн скорости холостого хода (ненагруженного мотора). Крутящий момент имеет максимальное значение при остановленном моторе (тормозной крутящий молтент) и ултеньшается почти линейно до нуля при скорости холостого хода. Стартовый крутящий момент (снимаемый с вала мотора) составляет приблизительно 75% тормозного крутящего момента. Максимальная мощность моторов, как правило, достигается прн работе их на частоте вращения, составляющей приблизительно 50% скорости холостого кода для конструкций моторов без регулятора скорости и 80% — для конструкций с регуляторами скорости. При значительном изменении нагрузки на ведомом приводе прнменяют моторы с регуляторами скорости, что позволяет поддерживать частоту вращения, близкую к номинальной.
снижая непроизводительный расход воздуха. Однако сложность конструкций и стоимость их выше, по сравнению с конструкциями регулятора скорости. Все моторы легко и просто регулируются изменением рабочего давления на входе. Каждое изменение давления дает изменение рабочих характеристик мотора — новую пару кривых мощности и крутящего момента.
Так как в каталогах заводов-изготовителей мощность моторов может быть указана при разных давлениях, то для сравнения двух моторов по мощности их приводят к одной и той же величине рабочего давления, принимая, что изменение давления на 0,05 МПа дает приблизительно 10% изменения мощности. Моторм не имеют жесткой характеристики и при изменении нагрузки изменяют частоту вращения, Они могут быть остановлены под нагрузкой на любое время без опасности повреждения или нагрева их деталей. Часто применяют моторы с шестеренными редукторами, что повышает крутящий момент на величину передаточного отношения и уменьшает эффект влияния изменения нагрузки иа частоту вращения.
о Ф о й Ф з 1 з ао Са а С а о. а( а аа С а) „с о Са оа «; 3 д о и й н х сз о С.а а о о- о ос аа аа Ъ о « о а а аа оо о й н о д сз «е х Ф л С « д сг С а а оа й и и 3 и о д ь о н» д" д о» сз С о са о 1 аа а а о ох» "Хооа дай>,п » е в и о и к Ь и й я Ф » »д » »о » ,.-а 8 Фд »» »» ел »»» П»»к л» й» Ф'8»'8 »»д «З Фд, ФГ и до р" » » о Ф »»и Ф-о о ил я Фсе и ьо» Ф 3 л» Ф з бил о» » Ф » сь » н С « л » » е Ф г »щ » С 5 С 1 1-з св, э 1,5-2 1,2 1,5 О,Р 1,2 зч, кВт О, м'/мии иа 1 кВт список литературы 4) — /72!зпт)~б ' + 2 ' /1, радиально-поршневых двухходовых 44 = ПОЧ ю) б Р'+ Р Ра !! = — О зп0п !пут П 2 Р! цг Ра 4 Ра Для прнкндочных расчетов расход воздуха прн давлении 0,6 МПа н работе двигателя на макснмальной мощности может быть определен, исходя нз эксплуатационных средних данных расхода на 1 кВТ мон!ностн, приведенных ниже: Расход воздуха 1;! в режиме холостого хода двигателей беэ регулятора скорости составляет приблизительно !30огй, а прн 253о-ной скорости холостого хода — приблизительно 60егй расхода воздуха в режиме максимальной мощности.
Для определения расхода воздуха прн любой промежуточной частоте вращения двигателя по указанным выше данным определяют расход прн максимальной мощности, 25еб-ной скорости н скоростн холостого хода. Через зтн точки про. водят плавную кривую в системе координат, где на одной осн указывается частота вращения, а на другой — расход воздуха. По этой кривой определяют расход прн любой частоте вращения Пневмомоторы выбирают на основании механических характернстнк, дающнх зависимость движущего момента М на валу мотора, его мощности 57 н расхода 4) сжатого воздуха от установившейся скорости ш нлн частоты вращення и (см., например, рнс.
2.31). Механнческне характеристики могут быть получены экспериментально нлн теоретнческн )4, 9, 10), Точное определение расхода воздуха для моторов различного типа весьма сложно, поэтому для приближенных расчетов можно воспользоваться следующими унрощеннымн формуламн. Для шестеренных моторов с двумя эубчатымн колесами 1',! = 6,5ЮвоШЬПЫт)об Рз+ Ра Ра где Рно — диаметр начальной окружности; пт — модуль; Ь вЂ” шнрнна зубчатого колеса; пм — частота вращения вала мотора; т)об — объемный КПД! Ра абсолютное атмосферное давление. Для пластннчатых моторов (9); 0 =-еЧгпмЦ,О ~У ( — + 0,5 ) — 2 ( — — '1/! сов ( 1Р + — ) в!и — + + — сов(21р +у) вшу !— 1 1 Р! ГРа 2 где е — эксцентрнснтет ротора мотора; ! — длина ротора; 2 — чнсло пластин; у — угол между двумя соседннмн пластинами ротора, у = 2л/2 = 360'/2; г, — радиус ротора; гр, — угол новорота ротора, соответствующий концу зоны впуска (см. рнс.
2.21). Для поршневых моторов: радиально-поршневых одноходовых акснально-поршневых с односторонннм расположепнем поршней акснально-поршневых с двусторонним распвложекнбм поршней !',! = — /) ~Юп !й у, — П 2 Р! ( Ра 2 Ра где )9 — диаметр поршней; 2 — число поршней; Рп — диаметр окружности, на которой расположены осн цнлнндров; ух — угол между осью цнлнндрового блока н наклонной шайбой. 1 Артоболевскнй И. И. Механииеы в современной тесинке.
Т. 5. Мл Науиа, 1976, . В46. 2. Бвшта Т. М., Зайченко И. 3., Ермакев В. В., Хаймович Е..'М. Объемные гидравлические приводы. М.: Машиностроение, 1969. 628 с. 3. Герц Е. В. Пневматнческие приводы Т«орик и расчет. М.: Машиностроение, !969, 359 с. 4 Герц Е. В., Бозров В. М. Механические хараитеристнки пластиичатых инеем ° моторов. — Н кн.; Пневматика н гидравлика. Приводы и системы управлении. Вып. 7. М.: Машиностроение, 1979, с.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
