Герц Е.В. - Пневматические устройства и системы в машиностроении - 1981 (1053454), страница 69
Текст из файла (страница 69)
а 2 у ь Установившуюся скорость ьу обратного хода для любых односторонних устройств можно определить следующим Образом. При любых колебаниях движущей силы, например веса груза, возвратиои пружины, давления подпора и т. п., и силы сопротивления движению, пока результирующая сила, действующая иа поршень, больше (рн„— ра) Ра — — 0,89 рады т. е.
когда режим истечения падкрятический, скорость поршня будет постоянной [3). Величину этой установившейся скорости можно определить по приближенной формуле х = 200 — мус. у р (11 36) Ошибка вычислений по этой формуле увеличивается с возрастанием влияния присоединенного объема. Из приведенной зависимости видно, что при надкритическом истечении воздуха скорость поршня не зависит от результирующей силы. Таким образом, чтобы получить высокую скорость обратимо хода, требуется обеспечить надкритпе ческий режим истечения и выбор соотношения 11 и йп Время движения поршня при ус«аноннашемся режиме — 5/Ху. (11.37) П и м е р 3. Определить время подготоа«мел наго периода при прямом н обратном ходе пиенмопрнаод( с к«ходи»ми данными, приееденнымн а примерах 1 и . р .. р р им 2. В емя с абетыаання распредели«еля ирк еключенин (прямоа ход( 1, =- О,ОВО е н при выключении 1= В емя распространения «шлны давленая по трубопрооаду по формуле ( .
1 ф, 11.221 Р' (' =! «а =- 2, З41 =- О,ООО«; та ерем» подготоаательного периода пра аключенни с учетом еремеин Г„«а«тлен««ого а примере 1 + 1„ + ( = О,ОВО + 0,006 -«- 0,016 †.. 0,102с; 1= 1 и н о е о ф Ял й Ф м м гйд 3 е ь и од ма ни сь е ~а~.„ я а о н 8 а о х !'-1ы Ъ- ь |ь Д. ы ь «2 й:Р ч. и и ! и е + ! ь е М а с «. о « их и км ш е мя обо Еа» "о ш' 3 »а Й» о е оа д м и ,8 и хе Ом й х е а ф о ее Е «мды о и лп Ко ю оо, а (м .х о и. Рис.
11.14, Рвсчвтивя схема одиостй- роиисго устройства бсв прумииы время подготовитсльиого период« пря вялшчсяяи с учетом высмеяв гм иайдсяоого в пРимеРе 2 11 = 1', + 1,' + гв = О,1+ + О,ООЗ + 0,251 = 0,4йтс. Ре Рн Одностороннее устройство без пружины. Одной нз часто применяемых разновидностей таких устройств является пневматический подъемник, расчетная схема которого представлена на рнс, 11. 14. Вертикальное расположение цилиндра подьемннка позволяет совершать ход поршня вниз цод действием силы тяжести, прячем воздух нз подпоршневой полости выходит в атмосферу, а ход поршня вверх, прн котором поднимается груз, происходят под действием сжатого воздуха.
По такому же принципу работают подъемные цилиндры некоторых манипуляторов. Рассмотрим дифференциальные уравнения динамики подъемников. Уравнение движения поршня вверх тх = (Рг Ря) Р— Р, (!!.38) где Р определяют по формуле (!1,23). Уравнение давления воздуха в полостн прн ее наполнении Ц;КР„~ Р?'„ Рг(хог + х) ф 1 (хог + х) Урзннення (11.38), (11.39) после перехода к безразмерным параметрам (!! .24), (11.26) н (!1.28) прнлгут внд 4225 Л22 — = ау — Хв с(тя (!!.40) г« 40 баг й Г 35 бог+6 1 1р (а,) — а,— ~, бт ~' (11.41) где (11.42) й.
(11.43) знак минус, (11.23) Р, + (1!.44) ад=Х +ав=Хв ад = Х + ггя = Хя' (11.45) Ргз, 2)гт гт = в — ! Хв — Х+ ая (',К~ Р,?„ Уравнение движения поршня вниз шх=Р(Рв Рв) Р ! зй — 1 й?2КР2 22 ]1йтм ! ав '1 йрв й — 1 1, ав ! (в+х„— х) Рв (з + хвв — х) Ри 22 Результирующая сила Р' в уравнении (11.42) должна иметь чтобы поршень двигался вниз, т. е, необходимо, чтобы в формуле + Рв) Р, («отрнцательнаяв нагрузка), Уравнения (11.42) н (11.43) в безразмерной форме 2 йгв — =. Ов — ав — Х'; бтя Зй — 1 — — — «12 ж ~Р( — ) а~~ 1.
Обычно у подъемников П«1 = 1, см. (11.25) н Пвг = 1, см. (11.2?). Р г 4 й б ДР г 4 й У у) г) Рис, 11,Ш. ВСВРВВМСРИОС ВРСМЯ т ДВИжСИИЯ ПОРШИЯ ОДИОСГОРОИНСГО УотРООСтВВ боя ПРУ- я инны !а = 0.21: Уравнения движения поршня н давления воздуха в полости решаются совместно для определения времени движения 1, нлн т, поршня до конца рабочего хода х=з нлн $=-!. На рнс. 11.15 приведены расчетные графики зависимости безразмерного времени т, н т,' движения поршня вверх н вниз от конструктивного параметра йг для различных значений безразмерной нагрузки Хв н Х' прн давлении аа = 0,2, Влияние начального объема 54 на время обратного хода невелико.
Поэтому графикаын на рнс. 11.15, г можно пользоваться прн значениях во от 0 до 0,3. Рекомендация по использованию этих графиков н по определению времени подготовительного периода приведены в табл, 11.1 — 11.3. Штриховые линии соответствуют приближенным формулам, приведенным в табл. 11,4, Для расчета времени подготовительного периода необходимо определить давлеяне начала движения поршня в полости а прн ходе вверх н а' прн ходе вниз д д где Х н Х' — безразмерная нагрузка прн прямом н обратном ходе.
В работах (2, 3] приведены графики безразмерного времени т как функции )У„ чИ„ЧЮЧаЮЩНЕ ПОДГОтОВИтЕЛЬНОЕ ВРЕМЯ (т = т, + «1), 329 Рпс. 11.15. Расчетная схема одностороннего устройства с возвратной «ру- жнной Одностороннее устройство с возвратной пружиной. В устройствах этого типа прямой ход совершается под действием давления сжатого воздуха в полости на поршень (другая полость постоянно сообщена с атмосферой),а обратный ход в под действием возвратной пружины.
На рис. 11 16 приведена расчетная схема одностороннего пневмоцилиндра с возвратной пружиной, управляемого от распределителя !. Эта схема и изложенный ниже мгтод расчета распрострзня>отся на различные распредели~ели и другие аппараты с пружинным возратом, а также на мембранные двигатели. Уравнение движения поршня при прямом ходе (см.
рис. 11.!6) >ий = (р> рв) Р спх —. Р, (11,46) где с„— жесткость пружины. Это уравнение реп>ается численно совместно с уравнением (11.39) давления р, воздуха в полости. Уравнение (11.46) после перехода к безразмерныч параметрам (11.24), (11.26): примет вид >(2$ >)7' —,— = п> — тол . — Х* (11.47) Рвс, 11.17. Безразмерное время с двпжсепя поршня одностороннего устройства с возвратной «ружнпой прн прямом ходе !йг = О,! 5)> а — л' =005; б — г в п О); г — с — 52; г— и т =-о,е и 77 >а 7>а 5 а а й> г) а г 5 а а Ра 7 а) спз где л = — — бсзразл>ерная жесткость пру>кипы.
'ив Уравнение данления в безразмерной форме — то же, что и для подъемника (11.41). Уравнение движения поршня при обратном ходе шх =оп (5 — х) — (рг —,ов) Р— Р (11.48) Уравнение давления при истечении воздуха — см. (11,43), Уравнение (11.48) в безразмерной форме й(2 — „=- л, (1 — 8) — (пг — и,) — 7' Д2$ (11. 49) Рнс.11.18. БезРазмерное вре. мя т движения поршня одг постороинеге устройства с возвратной пружиной при обратном ходе (зг =- 0,15).
а т„— О,О5, б — сп — 0,1, г — о =02 г — у =ОЕ п п а) для определения времени движения поршня т,' след) ст решать совместно с уравиеиим>1 (11.46), в котором Пзт = йзг = 1, На рис.!1.17 прнведейы графики [1) для определения безразмерного времени т, прямого хода устройства с возвратной пружиной, а на рис. 11.18 — времени т,' обратного хода в зависимости от конструктивного параметра й( при различных значениях безразмерной нагрузки ха и х' и безразмерной жесткости пружины еп, Графиками можно пользоваться при 52 = Π— 0,3. Рекомендации по использованию графиков т, (М) и по определению времени подготовительного периода приведены в табл, !1,!†!!.3.
Штриховые линии на рис. !!.18 проведены в соответствии с приближенными формулами табл, 11 4, Давление в момент начала движения при прямом ходЕ л = Х+ пв = ул. Л 5 б а >уа Е Ф а) 330 Г,«7 (11 54) «я ! у . , «„ 01 Рис. 11,10. Расчетные схемы односторенннх устройств с пневматичесннм возвратом: я — дяффсреицизльного цилиндра; б — рзс. предслителя с односторонним управлением решается совместно с уравнениями (11 41) н (11.45) после подстановки в последнее уравнение и„ = 1, Уравнение движения поршня при обратном ходе, когда поршневая полость (см.
рис. 11.!9) соединяется с атмосферой, тх' = рзР +Рз (Рз — Р ) — Р«Р2 — Р (11.53) решается совл(естно с уравнением давления (1!.39) в штоковой полости, в индексы членов котоРого следУет подставить 2 влюсто 1 (напРнмеР Р, вместо Рз, хоз вместо хщ и т. д.) и с уравнением (!1.43) давления рг в поршневой полости после обратной замены индексов (Рз вл(есто Рш ах вместо и, и т, д.). Уравнение (!1 53) в безразмерной фортсе Ме — „„=- Пыпе+(1 П„) аз — и, — у . 426 Давление в момент начала движения при обратном ходе ад.= у.
+ па+ уп =- )(а+ тп При обратноы ходе при надкритическом режиме истечении из полости, т. е. при любых колебаниях нагрузки и усилия пружины, пока результируюп(ая сила, действующая на поршень, больше 0,89 Рар, скорость поршня будет постоянной, а ее значение определяют по формуле (11.36). Таким образом, чтобы получить высокую скорость абратнога хода, требуется выбор усилил пружины, обеспечивающий надкритический режим истечения и выбор соотношения )з и Р, 1 1 Для зажимных цилиндров, имеющих обычно небольшой ход, время движения поршня относительно невелика по сравнению с временем подготовительного и заключительного периодов, Поэтому при расчете таких устройств в качестве суммарного врет(ени уз+ (11+ ггп можно принять время наполнения полости с выдвинутым штоком, т, е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
