Герц Е.В. Крейнин Г.В. - Расчет пневмопривода (1053455), страница 19
Текст из файла (страница 19)
ьв пример прп прессовании или транспортировке, силу сопротивления считают линейно изменяющейся в зависимости от перемещения поршня (55]. Силу трения также иногда принимают как линейиуюфункцию скорости. В общем случае пневмопривод, нагруженный переменными силами, как уже указывалось, бывает нагружен и постоянными силами. Поэтому будем считать, что нагрузка на привод состоит из двух частей: постоянной составляющей, характеризующейся, как это рассзютрено в предыдущей главе, значением результирующей Р всех постоянных сил, действующих на пневмопривод, и из переменной составляющей, изменяющейся линейно, как функция перемещения х или скорости х поршня, причем коэффициенты пропорциональности обозначим соответственно через с" и с'. Уравнение движения двустороннего пневмопрнвода под воздействием переменных сил запишем сначала в физических величинах: гпх =Р,Р,— Р,Г,— Р— с'х — с'х.
(3.1) Оно отличается от уравнения (2.10) движения привода, нагруженного постоянными силами, наличием двух последних членов, характеризующих переменную нагрузку. Уравнение (3.1) должно решаться совместно с уравнениями (2.1!) и (2.13), определяющими давление р, и р, в рабочей и выхлопной полостях, которые остаются без изменения. Выразим уравнение (3.!) в безразмерной форме аналогично тому, как это выполнено применительно к уравнению (2.10): л!'$ = о1 — Пэ 1о2 — Х вЂ” ч" ч — м'$, (3.2) Остановимся на случае, когда сила изменяется пропорционалыю перемсщепшо поршня.
Это может быть любая сила сопротивления, которую кюжно считать изменяющейся линейно на всей длине хода рабочего органа. При этом возможны два случая: сила возрастает с увеличением перемещения поршня или сила убывает. Первый случай характеризуется положительными коэффициентами о и ч', а второй — отрицательными коэффициентами ч" и ч'. На рис. 3.1, а — г приведены графики для приводов с линейно возрастающей нагрузкой (ч" = 0,3) для различных параметров Р, Х и )е. Если сравним эти графики с графиками, приведенными на рис.
2.2 и 2.3, которые построены для постоянной нагрузки (ч" = О), то убедимся, что время нх срабатывания при остальных одинаковых параметрах будет больше. Графики т — зЧ, аналогичные графикам, представленным па рис. 3.1, изображены на рнс. 3.2 а — г и штриховыми линиями на рис. 2.11, б, но для ч" = 0,2. Напомним читателю, что время т включает как время подготовительного периода, так и время перемещения поршня. Время заключительного периода может быть определено известными способами [16), как указано в гл. 2. На рис. 3.3, а, б даны графики времени срабатывания привода, у которого нагрузка уменьшается с перемещением поршня, что га Р Г 2 Ю 4 Фд Г 2 5 4 /У Ркс.
ЗЛ, Завнсяыость времени срабатывания т двустороннего пневиоприаода с возраст ошей нагрузкой (ек == С,З) ог конструкзивного ~заззаиегра .Ч (о» = 0,2; й, = 0351 гг бу у 1 2 З 4 7 гп а г г 3 а и о г г л м Рис. 3.2. Зависимость времени срабатывания т двустороннего пневмопривода с возрастающей нагрузкой (та = 0,2) от параметра У (о = 0,2; 5е — — 0,15) прн И 0.751 11 1,5; 3 о з г 3 Е МО 1'ис. 3.3. Зависимость времени срабатывания т двустороннего пневмопривода с убывающей нагрузкой от параметра Ж (о, = 0,2; $е = 0,15; (1 = 3) при то = -0,2; -0,3 33 характеризуется отрицательными значениями тэ = — 0,2; — 0,3, В этом случае время срабатывания приводов уменьшается, так как линейно изменяющиеся силы сопротивления при движении поршня падают.
Сила, пропорциональная скорости, может представлять собой, как указывалось выше, силу трения (23). Если эта сила изменяется линейно, то она может характеризоваться коэффициентом та, 'Для этого случая также проведены расчеты, результаты которых в виде сводных графиков даны на рис, 3.4, а — б для тэ = О,б. В диапазоне изменения те от те = О,! до та = 0,3 эта сила сравнительно мало влияет на динамику привода. Следует иметь в виду, что силу трения, которая обычно имеет наибольшее значение в период трогания поршня с места (сила трения покоя), можно учитывать как постоянную силу (см. гл.
2). Если берется квадратичная зависимость силы трения от скорости, то коэффициент те в уравнении (3.2) следует соответственно изменять. В некоторых случаях двустороннее устройство снабжается возвратной пружиной, например, в системах управления для обеспечения выстоя поршня в определенном положении независимо от подачи управляющего сигнала. Для расчета такого устройства могут быть использованы расчетные уравнения и методика, приведенные в настоящем разделе. Остановимся более подробно на одностороннем пневматическом приводе, поршень которого возвращается в исходное положение под действием пружины.
Пример. Для исходных данных пневмопрнвода, приведенных в примере 1 (стр. б2), определить время его срабатывания прн условии, что кроме указанной постоянной силы на поршень действует линейно возрастающая сила сопротивления, коэффициент пропорциональности которой са = 1170 нгс/м.
Определим безразмерный коэффициент тя по формуле (3.2) на 127, ' ' . 0298 спа 1 27.1170.0 1 РсРэ 5.104.0,1э /5 а г г х а а Рнс. Зли Зависимость времени срабатывания т двустороннего пневмопрнвода с переменной нагрузкой, пропорцно. нальной скорости, от параметра М ($е = О,!5; оа = 0,2; тс = 0.5) прн И = 0,5; 1,5 89 По гра',,:чу(см. рис. 3.1, в) определим время т срабатывания пнссыопрпзоаа пз ааданныч параметрам: У = 3,51; Й = 2; Пт ! = 1 и ии = 0,3 при постоянной составлявшей силы сопротивления Х = огй т = !0,7. По формуле (2.22) перейдем к действительноыу времени 1,31 ° 1О а О,! ° 10,7 0,1а 0,2 0,015' Как и следовало ожидать, это вреыя несколько больше, чем время, найденное в примере ! гл.
2, так как в этом случае нагрузка возрастает в течение всего хода поршни. ОДНОСТОРОННИЙ ПРИВОД С ПЕРЕМЕННОЙ НАГРУЗКОЙ Односторонние пневмоустройства получили широкое применение как силовые исполнительные устройства, а также как элементы систем управления. В этих устройствах сжатый воздух поступает только в одну из полостей цилиндра, приводя в поступательное движение рабочий орган. Обратный ход его совершается под действием возвратной пружины плн силы тяжести. Обычно пневмопривод одностороннего действия применяют при небольшом рабочем ходе, что обусловлено наличном пружины. расчетная схема и циклограмма одностороннего пневмопривода приведены на рис.
3.5. В положении, изображенном на рис. 3.5, сжатый воздух из магистрали через крановый распределитель 1 поступает в рабочую полость пневматического цилиндра 2. Вторая полость цилиндра постоянно соединена с атмосферой. Под воздействием сжатого воздуха поршень 3 перемещается вправо, сжимая пружину 4.
После переключения распределителя (см. положение его, изображенное штриховой линией) полость цилиндра сообщается с атмосферой, давление в ней падает, и поршень под действием прухщны перемещается во второе крайнее положение слева. Когда полость цилиндра соединена с магистралью, давление сжатого воздуха является движущей силой, и в таком случае эта полость рабочая. Если полость рабочего цилиндра соединена с атмосферой, что имеет место при обратном ходе, и из нее происходит истечение сжатого воздуха, то сила давления А"пг" »-:ч ' Ва г ° ,! сжатого воздуха направлена в сторону, противоположную перемещениго поршня.
В этом случае полость рабочего цилиндра является г5 полостью выхлопа. Циклограмма одностороннего приг 1 1 вода отличается от циклограммы дву- Г, еч стороннего привода (см. рис. 2.1) от— — сутствием нижней диаграммы, по- з иа ! а ! на поршень только с одной стороны. и Кроме того, в этом случае иногда бывает необходимо рассмотреть об.
Рвс. з.а. Расчетная схеа:а пиевыо- РатНЫй ХОД ПОРШНЯ ПОД ВОЗДЕЙСТ- гривода одностороннего действия Вием пружины [16), 90 Циклограммз Одностоооннего привода Разогсзется на те гге пнтеовалы времени, что и циклограмма двустороннего приво>а. Время срабатывания привода состоит из следующих интервалов: 1) вре„цени 1, подготовительного периода — от начала переключзния распределителя до начала движения поршня; 2) времени гп перемещения поршня на величину заданного рабочего хода; 3) времени (,п, в течение которого давление в рабочей полости возрастает до требуемой величи>зы.
Интервал времени подготовительного периодз, в свою очередь, разбивается на следующие интервалы: 1, — время срабатывания распределителя; 1, — время распространения волны давления от распределителя до рабочего цилиндра; 1, — время наполнения полости до начала движения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
