Герц Е.В. Крейнин Г.В. - Расчет пневмопривода (1053455), страница 48
Текст из файла (страница 48)
По указанной причине для выбора параметров привода с изменяемой скоростью вводят новые графические зависимости (/ (Й) прн ,/, = сопз1, показанные на рис. 8 5, а — е, причем каждый график соответствует определенному значению параметра )(, Эти графики построены по результатам расчетов типовых пневмоприводов и нх экспериментальных исследований; пользоваться ими можно прп условии, что р, = (4 —:б) 10' кгс/м', $, = 0,05 —:0,25, П~~л = 0,9 —: —:1,!. Указанные значения р„$, и Пал являются характерными для наиболее часто применяемых пневмоприводов.
На графиках выделены зоны, обозначенные римскими цифрами /, П и ///, которые определяют те же области режимов, указанные на рис. 8.1, а. Это дает возможность по положению точки определить, к какому приблизительному типу режимов относится режим движения рассматриваемого пневмопривода. Если расчетная точка попала на границу областей, то закон движения, как н в реальных условиях, четко не определяется.
По мере удаления в глубь области / или /// режим движения поршня становится все более близким к установившемуся нли равноускоренному соответственно (область // есть область переходных режимов). Однако границы областей, проведенные на рис. 8.5, не всегда совпадают с принятыми ранее и отмеченными на сводных таблицах режимов (см. рис. 8.1, а).
Последние установлены как обобщенные характеристики, которыми следует пользоваться до выбора параметров пневмопривода, в частности, диаметра цилиндра, т. е. когда )( неизвестно. Поэтому граничные значения б на рис. 8,1, а являются 220 приближенными, они дают возможность грубо оценить характер движения поршня по исходи цп данным Границы обг стей режимов, нанесенные на рпс. 8.5, определены более точно, так как учитывают пе только степень загрузки привода (параметр д), но н параметр о, который в начале расчета также неизвестен.
Для сравнения положения границы режимов на графике рис. 8.5 и указанной в таблице режимов на рис. 8.1 следует пользоваться соотношением (8.5). Рассмотрим подробнее, как изображается процесс настройки скорости на рис. 8.5. Пусть исходя из особенностей технологического процесса заданы пределы желаемого изменения скорости привода от п,„до п,„или пределы изменения времени движения поршня ((,)„1„( (, == ((,),„.
Тогда, пользуясь зависимостями (8.3) и (8.4), можно определить значения безразмерных параметров времени (,г,) 1„и (г',),„, которым на рис. 8.5 соответствуют кривые г, = сопз!. При полностью открытых дросселях состояние привода определяется начальной точкой, лежащей на линии (г',) 1„, соответствующей максимальной скорости поршня. Положение ~очки на линии У, = (гч) 1„, вообще говоря, может быть произвольным, если оно не обусловливается дополнительными требованиями, как, напри.
мер, требованиями к закону движения поршня в начальной или копечной точке. При перекрытии дросселей точка, характеризующая начальное состояние системы на графике (7 ((!), должна каким- либо образом перемещаться к точке, лежащей на линии,/, = = (7,),„— геометрическому месту точек, определяющему состояние системы при движении поршня с минимальной скоростью. Предположим, например, что вычисленные по формулам (8.3), (8.4) значения 7, составили (гг) м = 3 и (l,),„= 5; начальное состояние системы характеризуется точкой и, соответствующей Й = = (го = ! (см. рис.
7.6, на котором показан участок графика, приведенчого на рис. 8.5, и, для )( = 0,3). гг аг аг пгагягяа аа г г г г гггау1о я Рис. 8.6. Сравнение различных способов регулировании скорости пневыопривода 22! а) Рис. 8.?. Примеры осциллограмм, полученных при различных способах регулирования скорости паевмопривода: а — исходная осциллограмма (оба дросселя огкрыгык б — аадросселирован входной канал; а — аадросселврован выходной канал Установим дроссель па выходе (первый способ) и будем уменьшать скорость привода, закрывая этот дроссель.
Как следует нз формулы (7.8), значение й при изменении ее за счет 7,' меняется пропорционально г';; при этом параметр (7 остается неизменным, поскольку он не зависит от 7,. В результате точка на графике (7 (Й) по мере уменьшения 1'„а следовательно, н Й будет смещаться по горизонтали влево, пока не дойдет до точки а„лежащей на линии lа = 5 и определяющей состояние системы при движении поршня с минимальной скоростью. Абсцисса точки и, равна ва = 0,5, т. е. для уменьшения скорости в отношении (7,),„!(l,) ы = 5/3 (на 67%) необходимо уменьшить проходное сечение выхлопного канала в 2 раза (от 1?„= 1 до ва = 0,5).
Другой способ изменения скорости — с помощью дросселя, установленного на подводящей линии. С уменьшением его проходного сечения 7' в одинаковой степени изменяются параметры (/ и Я, причем первый параметр такгке уменьшается, а второй растет, что непосредственно следует нз выражений (8.1) и (7.8). Поскольку значения (/ и в) откладываются по осям графика (7 (Й) в одинаковых логарифмических масштабах, при указанном изменении (7 и аа точка на графике 17 (О) перемещается в направлении ап, под углом 45' к горизонту вправо и вниз.
Отсюда видно, что при вьбранном положении начальной точки и скорость привода плохо поддается регулированшо входным дросселем. Можно привести и количественную оценку: для достижения (7,) = 5 прн движении в направлении пп, пришлось бы увеличить параметр а) примерно в 5 раз, а при двукратном его увеличении точка попадает только на линию к', = 3,5, что соответствует уменьшению скорости привода по сравнению с на- 222 Таблица 8.5 1'.аое, в Осввллс.
грамма 1э аоа м' акс Грасс а 0,60 0,05 1,6 75 23 75 107 107 54 7,7 2,4 7,7 1,4 4,5 0,45 0,75 1,0 1,6 5 6,5 1О В последних двух графах записаны значения т„определенные расчетным путем и по результатам эксперимента. Если нанести исходную точку на график, приведенный на рис. 8.5, а 1в данном случае 71 = 90/(0,785 225 10 '5,4 10') = " Строго говоря, в случае одновреиенного изменения !' и !~~ должна получиться величина и'э несколько меньшая, чем при изменении только одного из проходных сечений. Однако в данном случае зто различие не учитывается, так как выходят за пределы практических требований к точности постромшя графика: линия Уа = = сопз1 проведены здесь под углом 45'. 223 -льной на !7%т.
Такиь1 обозном, если при дву1сраттт уменьшении ~,' скорость снижаегся на 57 %а, то при двукратном уменьшении 1' она амепьшается лишь на !7%. В данном случае это свидетельствует о возможности регулирования скорости дросселем на выходе. При произвольном и независимом изменении 7' и Т,' одновременно можно получить любую траекторию движения расчетной точки от начального положения к конечному. В частном случае, когда 7а н 1; изменяются пропорционально, параметр й остается постоянным и процесс настройки скорости изображается вертикальной линией пп„ направленной вниз, величина У изменяется в ту же сторону и пропорционально 1а.
При одновременном двукратном уменьшении 7э и 1; точка попадает в точку, лежащую на линии й = 5. Получаемый при этом результат приблизительно совпадает с достигнутым ранее при изменении одного сечения 1,'. Последнее легко объяснить, так как прн выбранном положении начальной точки дроссель па входе мало влияет на динамику пневмопривода — наклон линий lэ = = сопя! в даннол части графика немного меньше 45' '. На рис.
8.7 приведены осциллограммы, снятые при стендовых испытаниях привода, характеризуемого следующими параметрами: ш = 3,8 кгс салаг! Р = 0,15 м; Р = 90 кгс и рм = 5,4.10' кгсlсмз. Осциллограмма а получена при полностью открытых проходных сечениях на входе и выходе; осциллограмма б — при задросселированном входе; осциллограмма в — при задросселированном выходе. Характеристики входного и выходного каналов определены го данным специально выполненного эксперимента — наполнения и опоражнивания полости постоянного объема через подводящую и выхлопную линии, Характерные параметры для каждой осциллограммы записаны в табл.
8.5. = 0,1), то она займет приблизительно такое же положение, как то, ка и на рис. 8.6 — на участке кривой У, = сопз1, имеющем наклон около 45' к горизонту. Поэтому здесь дросселирование на входе должно быть менее эффективным, чем дросселирование на выходе и это подтверждается экспериментом: при уменьшении входного канала от 75 10 ' до 23 1О ' м', т.
е, приблизительно в 3 раза, время движения поршня увеличивается от 0,6 до 0,95 с, или в 1 5 раза. А при уменьшении выходного канала от 107 ° !0 ' до 34 1О ' мр (тоже приблизительно в 3 раза) время движения поршня увеличи вается от 0,6 до 1,8 с, т. е. в 3 раза. Представленные на рис. 8.7 осциллограммы подтверждают также возможность использования критерия 6 для оценки режима движения. Для исходной точки, характеризующей движение поршня с максимальной скоростью (см.
осциллограмму а), согласно формулам (8.5) и (8.6) получим 6,„= а, (и, ) „„= (т1Рз) и (о„),„= (3,8190 0,6) чч (0,6/0,6) = 0,26, т. е. параметр 6 близок к предельному значению 6„= 0,25, ограничивающему область У (см. рис. 8.1, а) установившихся режимов движения поршня. Как следует из осциллограммы а, скорость о действительно монотонно нарастает и где-то вблизи середины хода приближается к предельному установившемуся значению. Для осциллограммы в, соответствующей п,р =0,6/1,8 = 0,33 м/с, получим 6 = 0,09; согласно условию (7.1) такой режим должен быть близким к установившемуся. Кроме того, ввиду малости параметра й (здесь он составляет 0,45) можно ожидать, что движение окажется близким и к равномерному (см.
замечание на стр. 206). Оба предположения подтверждаются практикой — скорость поршня постоянна на всей длине хода. Для осциллограммы б критерий 6 = 0,16, т. е. также значи. тельно меньше 6„= 0,25. Факт достижения режима движения поршня, близкого к установившемуся, подтверждается экспериментом: на рис. 8.7, б видно, что скорость монотонно нарастает вплоть до конца хода. Однако движение в целом значительно отличается от равномерного, поскольку значение Й велико, а (7 мало (см. замечание на стр. 206), в результате и приближается к о только в конце хода. Приведенные выше количественные оценкй различных способов изменения скорости поршня пневмопривода не являются окончательными, так как во многом зависят от положения начальной точки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
