Герц Е.В. Крейнин Г.В. - Расчет пневмопривода (1053455), страница 28
Текст из файла (страница 28)
Указанная системз расчетных уравнений решена на ЭВМ. При этом исследовался пневмопривод с диаметром поршня О! = 0,15 м и длиной рабочего хода з, = 0,6 м при различных значениях коэффипнента ь) пропускной способности (0,5 — 2) и нагрузке, равной К = О,1.
Регулятор давления пружинно-мембранного типа с условным проходным диаметром 2" настраивался на давление р„= 5 10' кгс/м~, Рабочее давление р,„= 6 10' кгс(м'. !3! ь" ! 132 ь|в ~Ф Я, в~д' И. !Ф Ъ. СУ ь"! о 'ъ !Ф ь|ь" !Ф ь"| Г !Ф ь|ь !Ф юл ь|ь !Ф Рм =Ро Рм =Ро Рис.
б.б. Опытные (сплошные) и расчетные (штриховые) осциллограммы пнев. мопривода с регулятором (О = 0,15 м1 а = О,б и; р„= 6 10' кгс/мч р, = б 1Оа кгсlме). Ковффициент пропускной способности 1) = О,б; 2 Результаты решения после приведения к действительным величинам нанесены на опытные осциллограммы (рис. 5.5), причем на рис. 5.5, а режим движения поршня близок к равномерному, а на рис.
5.5, б — к равноускоренному, Как видно нз осциллограмм„ для поршневого устройства получено хорошее совпадение расчетных и опытных данных как в качественном, так и в количественном отношении. Интересно отметить влияние регулятора давления на вид кривой давления р, особенно в начале переходного процесса. Получено также хорошее (в качественном отношении) совпадение теоретической и экспериментальной кривых давления в полости регулятора. Расхождение в количественных значениях можно объяснить трудностью математического описания динамики регулятора и проведения экспеРимента. Так, например, в расчете не учитывалось газодинамическое действие струи воздуха на клапан регулятора.
диапазон изменения давления в регуляторе значительно меньше, чем в пневмоцилиидре, что затрудняет осциллографирование. Раздел 11. ЛИНАМИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ ПНЕВМОПРИВОДОВ Выбор параметров пневмопривода, несмотря на простоту конструкции устройства, является достаточно сложной проблемой, которая полностью не решена. Практика показывает, что ошибки в о..еике зозможносте11 пяевмопривода и определении его пзрз.,:стров встречаются весьма часто 1841. Во многих случаях отказь:ваются от использования пневматических средств в качестве приводов и в системах управления, хотя объективные условия вполне допускают применение пневматики, или останавливаются на варианте, далеком от оптимального, поскольку конструктор может полагаться только на свою интуицию, опыт и, как правило, немногочисленные вкспериментальные проверки.
Отсутствие простых и надежных методов расчета пневмопривода сказывается, например, при выборе размеров исполнительного устройства, аппаратуры управления и трубопроводов. Так как с уменьшением диаметра цилиндра или проходных сечений элементов линии увеличивается опасность того, что реализовать требуемое быстродействие привода не удастся, то конструктор предпочитает выбирать размеры пневмоустройств с большим запасом, определяемым также интуитивно. В большинстве случаев диаметр пневмоцилиндра выбирают е запасом 150 — 200а4, вследствие этого диаметр проходного сечения распределителя возрастает на 100 — 20000, а если учесть, что распределитель подбирают без анализа конкретных требований к быстродействию привода, то нередко он оказывается по габаритам в 3 — 6 раз больше необходимого [631.
На входной и выходной линиях приходится устанавливать переменные дроссели для настройки при. вода иа заданную скорость путем значительного перекрытия проходных сечений, выбранных с большим запасом, В результате увеличиваются габариты исполнительного устройства, аппаратуры уира. влення и трубопроводов, повышается их стоимость, затраты сжатого воздуха иа выполнение каждого цикла, ухудшается внешний вид всей установки. Проблема определения параметров становится наиболее острой при проектировании ииевмопривода, работающего в экстремаль. ных условиях — при необходимости обеспечить максимальную скорость поршня и минимальное время цикла, плавно перемещать большие массы и т. п. В подобных случаях задача выбора параметров пневмопривода решается одновременно с задачейовозможности применения его для поставленной цели.
Сложность исходных зависимостей, описывающих движение поршня пневмопривода, которые подробно рассмотрены в разделе 1, 1з4 тся основной причиной того, что Ло сих поР не РазРаботана являетс в начал много Р д у труди единой м„„ди Р проектирован „ „„ вре "" пор нЯ (на полн „щ цикла пневмопривода с учетом подготовительного и заключиьного времени; силы сопротивления (нагрузки), приложенные „поршню, в обшем случае изменяюшиеся в функции хода, времени и других факторов; требование обеспечить определенный закон движения поршня — с приблизительно постоянной скоростью с нарастанием скорости до конца хода и получением удара максимальной силы, плавный разгон и плавноеторможение при безударной остановке в конце хода и т.
д.; сохранение требуемого режима движения поршня при изменении в широком диапазоне его средней скорости; допустимое отклонение времени цикла и характера движения поршня от заданных условий при колебаниях нагрузки, давления в магистрали и других параметров; ограничения по габаритам как исполнительного устройства, так и аппаратуры управления и трубопроводов. К искомым параметрам обычно относят только диаметр цилиндра, а также проходные сечения трубопроводов и другой аппаратуры, устанавливаемой в линиях, которые связывают полости пневмоцилиндра с магистралью и атмосферой. Однако перед конструктором встает много дополнительных проблем: необходимо выбрать жесткость возвратной пружины и ее начальную затяжку; в случае, когда рассчитывается односторонний привод без пружины (пневмоподъемник), нужно выбрать вес грузовой платформы, возврашаюшей поршень в исходное положение.
Получению требуемых режимов движения часто способствует правильный выбор начальных объемов полостей наполнения и опоражиивания и начальных давлений в них. Например, как будет показано ниже, только при соответствующем выборе начальных объемов этих полостей и при условии, что в исходный момент давление в обеих полостях равно атмосферному, можно реализовать режим автоторможения. Если давление в полости наполнения в начальный момент равно атмосферному, а в полости выхлопа — магистральному, то это способствует равномерному движению поршня. К числу искомых параметров следует также отнести соотношение между площадями поршня и штока, координаты положения (относительно хода штока) различных устройств управления, в частности, тормозного золотника, устанавливаемого для плавного зазамедления движения поршня к концу хода и др.
Таким образом, при расчете даже простейших и широкоиспользуемых одно- и двусторонних пневмоприводов с пружиной и без нее приходится выбирать около 10 параметров. По мере усложнения схемы привода и предъявляемых к нему требований соответственно усложняется и методика их определения. В качестве примера можно сослаться на работу (71), где рассматривается выбор параметров 135 относительно сложной системы, состоящей из одностороннего пневмо. привода н двустороннего пневмодемпфера, причем к динамике си. стемы предъявляются достаточно строгие требования в виде ограничений по скорости и ускорениям в период разгона и торможения рабочего органа. Использовав метод простого перебора (с учетом опыта и интуиции), авторы на стадии предварительного проектирования были вынуждены выполнить расчеты около 1500 вариантов.
В данной работе изложены методы проектного расчета типовых односторонних и двусторонних пневмоприводов, позволяющие либо избежать перебора, либо свести его к минимуму. Предлагаемые методы позволяют не только рационально выбрать параметры указанных устройств, но и значительно более полно использовать их воз. можности, расширить области применения. В рассматриваемых ниже задачах проектного расчета пневмо. приводов предполагается, что конструктору известны следующие величины: масса подвижных частей т, ход поршня з, сила сопротивления Р, скорость поршня о (или длительность рабочего цикла Т) н характер изменения и в течение хода поршня. В результате расчета определяются площадь поршня Р, эффективные площади проходных сечений подводящей )' и выхлопной /', линий, жесткость с и усилие начальной затяжки Р, возвратной пружины (для односторонних приводов), длина тормозного путих,(координата положения тормозного золотника), а также вредный объем тормозной полости $„ (при расчете приводов с торможением в конце хода).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
