Герц Е.В. Крейнин Г.В. - Расчет пневмопривода (1053455), страница 49
Текст из файла (страница 49)
Например, если начальной точкой будет не точка п, а точка гп (см. рис. 8.6), то дросселирование входного канала (движение на графике от точки и к точке т,) окажется еще менее эффективным, чем для привода, характеризуемого в начальном состоянии точкой и. Для привода с начальным состоянием в точке 1 наименее эффективным будет дросселирование выходного канала, что изображается на графике прямой линией П„.
Следовательно, эффективность того или другого способа изменения скорости должна оцениваться для каждого конкретного случая отдельно. Но вместе с тем могут быть сделаны и некоторые общие выводы. 224 Если начальное состояние пневмопривода характеризуется точнов, которая лежит на участке кривой 1, = сонэ(, имеющем наклон, близкий к 45' (например, в зоне малых значений ее), то наименее эффективным будет способ изменения скорости дросселированием входного канала.
Объясняется это тем, что при малых значениях О в полости наполнения устанавливается давление, близкое к давлению питания, которое остается практически неизменным независимо от настройки входного дросселя. В этом случае скорость поршня зависит в основном от пропускной способности выхлопной линии, т, е. от настройки выходного дросселя. Если начальная точка лежит на горизонтальном (или почти горизонтальном) участке кривой 7 = сопз(, т. е. в области относительно больших значений Я, то изменение сечения выходного канала не должно заметно влиять на скорость поршня, так как подпор в выхлопной полости мал.
Соответственно более эффективным оказывается способ изменения скорости дросселированием канала на выходе. Когда начальная точка попадает на переходный участок кривой 1, сонат, то эффективность обоих способов регулирования скорости может быть примерно одинаковой. Чем больше параметр д (т. е. чем больше сила сопротивления и чем меньше диаметр цилиндра), тем менее эффективным становится способ регулирования скорости поршня дросселированием выходного канала.
Причина этого та же, что в случае увеличения параметра И: с ростом у падает давление в выхлопной полости. Анализ графиков У (О) также показывает, что нецелесообразно одновременно изменять проходные сечения каналов на входе и выходе; практически такой же результат можно получить, изменяя сечение только входного канала или только выходного (в зависимости от положения начальной точки). Итак, при выборе способа регулирования скорости поршня следует предварительно оценить характер процесса изменения скорости с помощью графика У (Р). Отсутствие такого предварительного анализа и явилось, по нашему мнению, главной причиной противоречий в результатах и рекомендациях по выбору способа регулирования скорости, характерных для многих работ [45, 66!.
Отметим еще два обстоятельства, которые необходимо иметь в виду. Во-первых, как видно на рис. 8.6, при дросселированни входного канала (а- и;, Гп те) РасчетнаЯ точка УдалЯетсЯ ог границы областей 1 и !1 в меньшей степени, чем при дросселировании канала на выходе (а- и,; Гп — и,). Следовательно, в последнем случае равномерность движения поршня с уменьшением его скорости должна нарастать быстрее, чем в первом. Это можно видеть н при сравнении осциллограмм б и в, приведенных на рис.
8.7. Во-вторых, привод с подпором в полости выхлопа (с дросселированием выходного канала) более устойчив к колебаниям нагрузки. Отсюда следует, что привод с настройкой скорости дросселнрованиеч выхлопного канала имеет некоторые примущества по сравнению с приводом, у которого дросселируется канал на входе. С другой з Б. В Герц 222 22о стороны, с уменьшением ь! увеличивается диаметр цилиндра, п . скольку при движении поршень преодолевает силу сопротивлени„ и силу, создаваемую противодавлением воздуха в полости выхлопа Преимущество настройки привода дросселированием входног„ канала иногда проявляется в том, что при малых 1' можно обеспе.
чить медленное нарастание скорости поршня в период разгона, Та. кого рода требования — ограничить ускорения при разгоне иногда встречаются на практике. Очевидно, выбор окончательного варианта должен быть резуль татом компромиссного решения, удовлетворяющего указанным тре. бованиям. Задача выбора параметров пневмопривода с переменной средней скоростью поршня решается в два этапа.
На первом из них опреде ляется только диаметр цилиндра, причем скорость поршня предполагается фиксированной и равной ее максимальному значеншо в заданном диапазоне изменения. Здесь можно использовать методы, которые изложены ранее, с той лишь разницей, что при выборе параметра Й необходимо учитывать условия уменьшения скорости до нижнего предела. На втором этапе выбирают значения /', ~,' а также способ настройки скорости, причем расчет выполняют в такой последовательности: 1. По формуле (8.3) вычисляют два значения безразмерного параметра времени з', = (У,) ю и з', = (l,)ом„соответствующие максимальной и минимальной скорости дини!сония поршня согласно заданному диапазону ее изменения.
2. Зная величину )(, определенную на первом этапе, находят на соответствующем графике (см. рис. 8Л) линии l, = (),) ю и У, = = (и',),„. Первая из них является геометрическим местом начальных точек, определяющих условия движения поршня на максимальной скорости; вторая — то же для минимальной скорости. Поскольку выбор параметров основан на предположении, что при движении на максимальной скорости все каналы открыты полностью, расчет следует начинать с определения положения начальной точки, по которой вычисляют (' и Д.
При этом следует учитывать особенности привода, отмеченные выше. 3. Одновременно с положением начальной точки согласно п. 2 выбирают способ настройки скорости. Пример 8.3. Определить диаметр цилиндра, а также параметры линий на входе и выходе по следующим данным: Р, = 100 кгс; тл = 40 кгс!с lм; з = 0,6 м; р„= = 5 !О' кгсlьР; диапазон изменения скорости и,в = 0,4 —:0,6 м(с. По приближенной формуле (7.3) находим Р = 3,5 !' 100 + 100 = 135 кгс. Согласно формуле (8.5) параметр, характеризующий привод при работе на а1аксимальной скорости, бт,а„ = (40)135.0 6) П 0 6 = 0 42 Соответственно (:)з)п~ ь = !(0,42 = 2,4, ПосколькУ бои» полУчилогь больше 5„= 0,25, о двюкение поршня неустановившееся и расчет ледует вести по методике, наложенной в настоящей главе.
Вудом исходить из предпосылки, что заданное быстродействие привода желательно обеспечить яри минимальной площади проходного сечения ка„ала нз входе. В этих случаях, как указывалось выше, следует пользоваться графиком оптимальных соотношений, представленным на рис. 8.4, а. Про- Таблияи д.б ~ эх!ып и О»Т 2,4 2,4 2,5 !! 7 4,7 0,5 1,0 1,5 ведя горизонтальную линию 7, = 2,4 и определив координаты точек ее пересечения с лнпияьи /, (Уо„,) для () = 0,5; 1 и 1,5, получим данные, приведенные в табл. 8.6. Плошадь поршня, характеризуемая (1//),„т, получается при всех () примерно одинаковой, а Уо„т (т.
е. / ) уменьшается по мере увеличения Я. Остановимся на варианте ()„= 1, чтобы иметь некоторый подпор в полости противодавления при движении поршня с максимальной скоростью. Поэтому принимаем !), = 1, У = 7, 1/у = 2,4 Определив далее величину коэффициента а» по формуле (7.7), перейдем согласно форм)ле (7.5) и площади поршня Е: аэ = 5 10»/135 = 3,65 10з м ', Р = (1/Х) „/и, = 2,4/3,65.10» = 0,65 10 ' и'-. Эгоьгу значенвю г соответствуег диаметр цилиндра /) = 0,09! ц, но так как оц ие является стандартным, принимаем /) = 0,1 м.
Определяем новое значение параметра: (1/у) = аэр = 3,65. 1О'78,5. !О-' = 2,8 Прн () = 1 и ./, = 2,4 полученному значению (Уу) соответствует У = 7,6. Далее от (1/д) = 2,8 переходим к )( = 0,35; округлив это значение в меньшую сторону (до Х = 0,3), обращаемся к графику У (()), показанному на рис. 7.5, а. Точка на графике с коорднцатами () = ! и У = 7,5 лежит иа линии уз = 2,5, при- чем на том ее участке, который имеет наклон, близкий к 45'. Как следует нз про- веденного ранее анализа графика У (()), в этом случае целесообразно пользоваться для регулирования скорости дросселем на выхлопной линии. Согласно формуле (8.3) максимальное значение (l,)ма», вычисленное по мини- мальной скорости (о,р)сиа = 0,4 и/с, равно (/з)тю = аэ (!з)мах = Па [зЛпср) и!я[ = (135/40 О 6) /' (О 6/О 4) чз 3 5.
Проведя на графике рис. 8.5, в горизонтальную линню из начальной точки плеве до пе есечсния с линией уз = 3,5, получим () = 0,6. аким образом, заданное уменьшение скорости поршня от исв = 0,6 м/с до вср 0,4 и/с достигается при уменьшении И от Из = ! до И = 0,6, т.
е. эффективная площадь проходного сечения выходного канала при настройке на минимальную око. рость составляет около 60% первоначального значения. Абсолютную величину [', соответствующую ()а, вычислим по формулам (8.!1 н (8.2) при У = 7,5: а» = [(755 !О'5)/!35[ [40/!35,0 6['/, 0 195.10е /» = 7,5/0,195 1Ое = 38 10 е мз = 38 мме. При ц = 0,25 это соответствует / = !54 мм' или г( = !4 мм (труба !/2"). Если»честь что р, ) р, то на выходе могкно установить трубопровод несколько меньшего е.»ения, 227 гллвл э ПРИВОДЪ| С ПЛАВНОЙ ОСТАНОВКОЙ ПОРШНЯ В КОНЦЕ ХОДА СПОСОБЫ ПЛАВНОЙ ОСТАНОВКИ ПОРШНЯ Проблема плавной остановки поршня возникает в связи с увеличением скорости срабатывания пневмопривода, что, в свою очередь, диктуется необходимостью повышения производительности технологического оборудования.
Но и при относительно небольших скоростях подхода поршня к крайнему положению остановка его с ударом вызывает вибрацию, шум, снижает долговечность оборудования. Все эти явления становятся особенно ощутимыми, когда масса подвижных частей привода и ведомого механизма велика. Таким образом, введение плавной остановки поршня желательно во всех случаях, а расчет тормозных устройств должен стать необходимым этапом выбора параметров пневмопривода. Для плавной остановки поршня в конце хода удобнее всего использовать воздух.
Если, например, в какой-то точке хода проходное сечение выхлопного канала уменьшить, то поршень начинает <догонять» и поджимать воздух в полости выхлопа, образуется воздушная подушка, которая и создает тормозную силу. Образование воздушной подушки путем скачкообразного уменьшения сечения выхлопного канала, хотя и используется широко на практике, но пе является единственным способом.
В отдельных случаях применяют тормозные устройства с плавным изменением проходного сечения выхлопного канала. Кроме того, известны способы торможения пневмопривода и при неизменном проходном сечении этого канала, т. е. без переключения каких-либо клапанов. Схема управления пневмоприводом строится таким образом, чтобы воздушная подушка образовывалась в начале движения, но с разной интенсивностью— более медленно на участке разгона и значительно быстрее к концу хода; подобные схемы рассмотрены ниже. Воздушная подушка обладает свойствами, аналогичными свойствам обычной пружины.
Если жесткость пневматической пружины больше необходимой, то поршень останавливается до прихода в крайнее положение; после этого скорость его становится отрицательной, поршень отходит назад, затем снова движется вперед и т. д. При таком процессе торможения не только увеличивается время цикла, но и сохраняется опасность подхода поршня к крайнему положению с ударом. Слабая пневматическая пружина не может полностью погасить скорость поршня, н он подходит к крышке с ударом на первой волне падения скорости. Таким образом, плавная остановка поршня обеспечивается согласованным выбором жесткости пневматической пружины и параметров привода в зависимости от принятой схемы торможения. 228 Как указывалось выше, наиболыпее распространение получил пособ образования воздушной подушки путем уменьшения про„одного сечения выхлопного канала.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
