Герц Е.В. - Пневматические устройства и системы в машиностроении - 1981 (1053454), страница 70
Текст из файла (страница 70)
с объемом Уе = Уз+ Рз+ Ут или Уе = Уз+ Ру+ АУт до давления, определяемого исходя из требуемого усилия зажима, При расчете мембранных устройств в расчетные формулы вместо площади поршня г, следует подставлять эквивалентную площадь мембраны Рн, определяемую по формуле Р =- — „((). + И Г) +)У ) (И.50) где с) — диаметр мембраны в месте заделки; !« — диаметр опорного диска. Одностороннее устройство с пневматическим возвратом. Устройства этого типа имеют две полости, плон(ади торцов поршня со стороны которых различны. На рис. 11,19, а приведена расчетная схема дифференциального цилиндра, управляемога специальным распределителем 1, На рис.
1!.19, б приведена расчетная схема пневмораспределителя с односторонним пневматическим управлением и пневматическим возвратом, управляемого распределителем А Полость большого диаметра при переключении распределителя сообщается то с магистралью (прямой ход), то с етмосфсрой (обратный хад], а полость меньшего диаметра сообщена с магистралью постоянно с помощью канала 2. Уравнение движения при прямом ходе л(» = Р2Р1 Рзрз Ре (Рз Ре) (! 1. 51) решается численно совместно с уравнением давления Р, (11.39) в поршневой и уравнением давления Р, (11.43) в штоковой полостях, причеы в последнее уравнение вместо аа следует подставить аа = 1, так как возможное истечение сжатого воздуха из этой полости происходит не в атмосферу, а в магистраль. Аналогично уравнение (11.51), выраженное в безразмерных параметрах (11,24) — (11.
29), с(2 Е А)2 —, = а, — Пыае — (1 — Пз,) а, — 2 (!!.52) 332 решается совместно с уравнениями (1!.4!) и (1!.54) после аналогичной замены в нем индексов. Время срабатывания устройств этого тина можно определить по графикам, приведенным на рнс. 11.20 — 11.25. Графики построены для безразмерного времени с = сз + т, прямого хода, с' = сз + 'с,' обРатного хода и суммарного времени т + т' в зависимости от коэффициента 11„ — соотношения площадей торцов, и безразмерной нагрузки у.
Эти графики йостроены при скачкообразном изменении нагрузки, характеризуемой коэффициентом 6 =- Хд!2 = 1,5, где уд— нагрузка в начале движения, и прв постоянной нагрузке (6 = 1) для следующего диапазона параметров: () 1--= 025 —:1,0; Л) =- 02 —:1,0; 1422501 = О,П вЂ”:4,0. Ими можно пользоваться при аа — — 0,15 —:0,3, уб Уе тз П уг щ 7 1 (,! 07 г Уг 10 7« бе г,е г,г ге Лм уг 70 у,у тв гл гг ге л, Рис.
11.20. Безразмерное время сРабатывания т и т' устройства одностороннего действия С ПНЕИЧОВОЗВРзтОМ (Ц„= 0,20; Пмй„= 0,0; $„=- 0,2); ШтРИХОВаЯ ЛМПИЯ вЂ” !1 = 1, сплошнея — р = 1,0 Рис. 11.21. Безразмерное время сребвтыввиия т и т' устройства одностороннесо действия с пневмовозвРетом (и„= 0,20; пойз, —— 4; ез, =- 0,2)з штРисоши линна — Р =- 1, сплошная — Р = 1,0 т'с г гг сб (11.57) (г (11.58) ,б (в гщ дггли, 3 т,г с,а 1б 1,4 г,б г,г г,в Им 1,2 ! в Т Т("! т' т' гб )' гв зб тв уг уб гв уг в (г !з тв тв гв г,г ба и„ 334 Рнс, !! 22, Безразмерное врси» срабатывания т н т' устройств» одностороннего дсйствив с ЯнсвыоаозаРатом (Я„== 0,6; пыйа, = 0,6; йш = 0,2); шгРиховаа линна — й = 1, солон!иая — 11 = 1,6 Рис.
11.26. Безразмерное время срабатывания т н т' устройства одиосторониссо действия с нисвмовозвРатом (Я, = 0,6! Пыйс, = 4; в„ =- 0,2)! штРиховав линна — Р =- 1, сплошная — 8 = 1,6 4 бг 1,4 ев тв,в гг гр и, Рнс. 1!.24. Безразмерное время срабатывания с н т' устройства одностоРоннего действии с висвмввозвРатом (Ц„= 1! Пый„= 0,6; Озз 0,2)! штриховав линна — 8 =- 1; снлошнан — й = — 1,з Рис.
11.26. Безразмерное время срабатывании т и т' устройства одностороннего действия С ПИСВМОВОЗВРатОМ (Ц„ = 1; Пзса„ = 4; 2„ = 0,2); ШтРНХОВаа ЛИНИЯ Р = 1, СЯЛОШ- иая — Р =- 1,6 Время движения поршня также можно определить по приближенным формулам, Для прямого хода при р' = 1 ~П' ' + ') ~ ( 1,!(τ— 1,2) )'(, бй„п„) (11. 55) н при () = 1,5 "+ (,П' + ) '( + 2,7(τ— 1,2),' (,' 6,5й„П„)' 12 (11.56) для обратного хода прн р = 1. тз =- (4,38йш — 0,2 — 0,160)П!2) П,з + 0,3860!П!2 + 1 — йп + + (Х 0,1) (2+ йг! (5ц!П)2 — 0,6)) и при Р= 1,5 т, = 0,8йш (5,3 — 0,25$0)П!2) Пш + 0,2560)П)2+ 1,2 (1 — йг!).
Давление воздуха в полости в начале движения поршня 1 + па (Пш — ! ) + У. ° 1 + па (Пш — 1) — Х ад —— 12 и пд —— П 2 12 где Х и Х' — безразмерная нагрузка при прямом я обратном ходе. Коэффициент П!1 следует выбирать яз условия оа+Х 0,0 — а а Общий порядок расчета времени срабатывания приведен выше, рекоченда. цин по методике расчета — в табл, 11.1 — 11.3.
Для пневмоцилиндров, у которых сила сопротивления отлична от силы трения, следует принимать (1 = 1; для транс- портирующих или зажимных пневмоцилиндров, золотниковых распределителей и других устройств, где в процессе движения преодолеваются только силы трения, или клапанных распределителей, где в момент начала данжевия происходит дис- кретное уменьшение сил сопротивления, следует принимать () = 1,5. Влияние коэффициента () на быстродействие колеблется от 3 — 5% прн Х == 0,1 до 20 — 30% при Х =- 0,4.
Влияние конструктивного параметра Дс и безразчерного объема 602 на вРемЯ сРабатываниа несУщественно, поэтомУ пользоватьси пРиведен- ными графиками и формулами (11.55) — (11.58) можно при значениях М от 0,1 до 2 и 5зз от 0,02 до 0,5. Время срабатывания т, т' и т+ т' линейно увеличивается по мере возрастания начального объема 60!П!2 и коэффициента пропускной способ. ности й,!. С увеличением безразмерной йагрузкн Х время срабатывания сущест- венно возрастает и это влияние уменьшается с увеличением П,а. Если гРафики длЯ тРебУемых значений 60!П!з, йм и Х отсУтствУют, то искомое время срабатывания можно получать ме(одом линейного интерполирования или по формулам (11.55 — 11.58); линейная зависимость времени срабатывания от $0!П!2 н йз, позволяет определять быстродействие н за пределами диапазона из- менения эт!!х параметров, охваченного графикамп, Из приведенных графиков видно, что с увеличением отношения площадей поршня П„время прямого хода уменьшается, а время обратного хода увеличи- вается; крйныс зависимости суммарного времени т+ т' от П„имеют на всех гра- фиках ярко выраженный минимум при значении П„= П,"о", соответствующем наибольшему общему быстродействию пневматических устройств.
Зто оптималь- ное значение П',",' и следует принимать, эа исключением тех случаев, когда огра- ничения по быстродействию распространяются только на прямой или только на обратный ход. Огг г,» г,» г,о 1.а 1В »,В 2?апт и /? попе 0 063 у1 58=0 0792 м 1 т 12 17 15 1В 1,2 'ОВ»О 15 га го ХО ДВП» 1,2 О 0,1 О2 ДЗ О,О Д (т+ т')4 — (т 4 т )о,з — о,з (О З О 205) 195 32,2 — 19,5 (О,б — 0,205) =- !З,О2.
4 — 0,6 Действительное время по (1!.34) конструктивный параметр по (!1 26] безрззмсризя нагрузка по (!!.24) Р, -'; Р 150+!ба Х = = 0.2; Рчрз 5.105. 31, 16 10-4 (11.59) ()г и /э определяется по табл. 1!.1 Е» 1 для наполнения, а )? и /з — по той же оз 3 таблице для истечения), безрэзмерные начальные объемы по (1!.28) уз Ф 72 (60+ !5?) 10 6 = 0,348; з!Дз 10-4 о 2 Рис.
!!Л8. Расчетная схема двустороннего устройства с начальным перепадам давле- ния воздуха ив поршне Рнс. ! !.26. Графин для выбора оптимального значени» Порт «оэффнпяеитв отношения площадей в фувнции Я„! штриховв» линия — Р .= 1, спзошивн — 5 =- 1,6 Р нс. 1!л?, ГраФин для выбора аптимвльнога значения коэффициента Попе отношение площадей в фуинц»и нагрузки х; штриховая линия — р =- 1, сплошная — р — — 1,5 12 Поэтому для удобства определения Поп' на рис. 11.26 приведена зависимость этого параметра от Изз, а на рис.
11.27 — от у. Характер этих зависимостейв линейный. П р и и е р 4. днфференцнзльный цилиндр с днзметром поршня П, = 0,063 м, ходом з .= 0,2 м н начальным объемом полостей Уг = !60 !О " и' и Рз = 60 !О ' м» преодолевает силу полезного сопротивления Р, =- !60 Н. Свлв трения Р, =. 150 Й, вес перемещаемых деталей Р, = ЗОО Н, эффективная пло!цздь и зхадного се!синя обеик линий / = /з = 23,5 ° 10 м, объем тРУбопРовоДов 1' = !', = 157 10 ' мй Дввлеэ — э -.. -6 2 т1 тз ние в мвгястрэля р„=- 0,5 МПэ.
Определить больший днзметр»?г нт условия обеспе миня мнннмзльного времеви срзбзтыввнви прн прямом и обратном ходе. Площадь поршня со стороны меньшего двзмстрз и --. 0,78Ю2 = 0,785.0,063» = 31,16 1О 4 мз э,Г Р 352 23,5 10 5 ч гг 300 =- (,в(; /?й ) р з ' 0,563' /' 5 10 .0,2 коэффициент нропускной способности по (1!.25) /э 23 5 10-6 Яз, — — — -' —— ' — П /э 23,5 10 6 1 прин»мха ориентировочно П „ = 2, определим У(+У (160+ 157) 10 йш 1 — 0,254; Пггрз з 2 3! 16,10-4 0 2 для х = 0,2, и„= 1 и 6 = 1,0 (см. рнс.
11.26) оптимальное сом»вше»не площвдеа торцов поршня по (!1.27) 7!опт = 1,58. Оптимзльиое знвчение диаметра из (1!.27) принимаем блннсзйшес знзченне П~ = 0,03 нз ряда по ГОСТ !2443 — 80. Тогда П»з = и(/пй = 0,082/0,9632 = 1,61; сум»врное безразмерное время срзбзтмввнн» цилиндра (с». рнс. 11.21. н 1!.25) Дла Юз, = 1, Х = О 2, й = 1 полУчвемдлЯ Пгзйэг = 0 6 т + т' = 19 а и дла Пгз5„= 4 т+ т' = 32,2; энстРвполнРУЯ ДлЯ Уточненного эначениЯ П,зйз, — — 0,254 ° 1,61?2 0,205, получаем , зпй 1,03 !О ' 0,2 0,063* » +»' =-1.01 10 * —" ('!+ с') = ' ',' 18,02=0,62? с /э 23,5 10 ' Двустороннее устройство с начальным перепадом давления воздуха на поршне.
Обычно двусторонние цилиндры управляются с помощью двухпозиционного устройства / (рис. 11.26), которое сообщает поперемечно каждую из полостей двухстороннего устройства то с магистралью, то с атмосферой. В начале каждого переключения управляющего устройства в одной из полостей атмосфеРное Давление Рш — /ш в ДРУгой — магистРальиое Раз — — Ры. ПоэтомУ такие устройства назовем устройствами с начальным перепадом давления на поршне, К устройствам этого типа относятся главным образом пневмоцилиндры двустороннего действия.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
