Герц Е.В. Крейнин Г.В. - Расчет пневмопривода (1053455), страница 53
Текст из файла (страница 53)
Относительный вредный объем тормозной полости 5от = Рот/гз по конструктивным соображениям принимаем равным 0,05. Условия данной задачи полностью совпадают с условиями, рассмотренными в примере 6.3; это позволяет воспользоваться результатами этого расчета, сразу записав (имеется в виду вариант примера 6,3, в котором решение найдено при условии / /з / ' ) /з /з 56.!О-з мз. Е 033.10-змз (О = 0065 м), ПХ= 1,65 (у = 0,6).
Установившуюся скорость о„ и относительное давление а„ в полости наполнения определяем по методине, изложейной в гл. 2, причем ат находйм в таблице установившихся значений (см. приложение 11) по Х и Й. Для йахождения от необходимо перейти от определенной по той же таблице безразмерной скорости $т к действительной скорости от по формуле (2.20). В данном случае для Х = 0,6 и П = 1 получаем оу = 0,878; фт=0,198; о = К (/'/г) хт — — 755 (5,6 10 ')/(0,33.!О ') 0,2 = — 0,26 м/с.
Далее по формуле (7.1) вычисляем критерий бз, полагая от = о„: бы = 0,26 )/ 1 0 5 0,1!5, а по формуле (9.6) — параметр В: 0,115з 0,6 (0,878 — 0,6) 0,05 Пользуясь графикон рис. 9.6, находим по В = 0,55 значение Ь, = 0,61. По формуле (9.5) вычисляем условную длину тормозного пути хт =(1/Ьт) (1 Ьт) $отз =(1/0,6!) (! — 0,61).0,05 0,5 =0,016 м.
Как следует из результатов расчета, длина тормозного пути получилась относительно небольшой — !6 мм; в стандартных пневмоцилиндрах с концевыми тормозными устройствами длина тормозного пути составляет 25 — 50 мм, при этом, с одной стороны, обеспечивается запас по пути, а с другой — существенно затягивается процесс торможения. При свободном выборе длины тормозного пути можно принять хт = 20 мм; это соответствует аз =а 1,30 в формуле (9А). Для определення / — первой составляющей времени торможения воспольауемся формулами (9.10), (9.11) и рис, 9.7.
По второй из указанных формул получаем 0,1!5з 0,6 0,6! (0,878 — 0,6) 0,05 Обращаясь к графику на рис. 9.3, находим значение зт = 0,95, соответствующее С = 7,33. Известные величины подставляем в формулу (9.10) и вычисляем 10 0,5 0,6 0,05 т = )~ 100,0 61 (О 878 0 6) Чтобы определить Л/т по формуле (9.9), необходимо задаться скоростью отт подхода поршня к крайнему положению (см. рис.
9.5). Принимая ее равной, например, 0,025 ь~/с (в 10 раз меньше средней скорости), ири тормозном пути хт = 25 мм получаем а/ = (0,025 — 0,016)/0,025 = 0,35 с. Соответственно для хе = 20 мм имена! Д/ = О,!6 с. В обоих случаях а/ больше времени падения скорости (/, = 0,09 с). 211 д ю гр и Рнс. 9.7. Зависимость 1 (С) для определения условного времени торможения поршня Согласно формуле (9.8) окончательно получаем (т= 0,09+ ОДб = 0,25 с. Сравннм время торможения поршня а время его перемещения на длину к По.
скольку по условиям задачи е,р = 0,25 м/с, время Б~ 2 с. Таким образом подтверждается принятое ранее допущение о возможности раздельного выбора параметров привода н параметров тормозных устройств, еслв б~бт. Об атом танже свндетельствует анализ оспвллограмм, представленных на рнс. 8.7, ь где показано изменение скорости поршня в коаце хода за счет срабатывання внутренннв тормозных устройств.
Во всех случаях время торможення составляет относительно небольшую часть общего времени двнження поршня. ОБШИЙ СЛУЧАЙ ВЫБОРА ПАРАМЕТРОВ ПРИВОДА С ПЛАВНОЙ ОСТАНОВКОЙ ПОРШНЯ В общем случае, когда условие 6 ~ 6 не выполняется, т. е. режим движения поршня даже в конце хода далек от установившегося, расчет периода торможения по установившимся значениям скорости и давления в полостях приводит к значительным ошибкам.
Поэтому при расчете таких устройств периоды разгона и торможения поршня следует рассматривать совместно, т. е. начальные условия для периода торможения определять по результатам расчета периода разгона. Если при 6 ~ 6 представлялось возможным сначала выбрать параметры привода г", Г', (,, а затем параметры тормозного устройства х„(г,„, то в общем случае все указанные параметры приходится выбирать одновременно, учитывая также заданное время движения поршня (его среднюю скорость). Результаты теоретического и экспериментального исследований пневмоприводов показывают, что при 6 ) 6 эффективное торможение поршня в конце хода обеспечивается прй относительно больших значениях х, и )г„, как правило, превосходящих возможности внутренних тормозных устройств.
Поэтому в приводах с относительно высокими скоростями поршня и большими перемещаемыми массами можно использовать только внешние тормозные устройства (которые позволяют получить длину тормозного пути к„почти равную длине пути з) или такие приводы должны работать в режиме автоторможения. Не исключена также возможность применения внутренних тормозных устройств в качестве вспомогательного средства для окончательного гашения скорости в конце хода с использованием прн этом любого из двух указанных выше основных способов плавной остановки поршня, Реализация режима автотормогкения, в отличие от способа плавной остановки поршня с помощью топмозного золотника, не связана с введением в конструкцию привода допол- 242 ннтельных активных элементов (клапанов, золотников и т.
и.). Это особенно вагкно в тех случаях, когда по условиям выполнения технологической операции невозможно расположить тормозной золотник в требуемой позиции. Привод, работающий в режиме автоторможения, при прочих равных условиях отличается от привода с тормозным золотником более высоким быстродействием. По существу режим автотормо>кения обеспечивает максимально достижимую среднюю скорость поршня при плавной остановке в конце хода. Полу.
чение режима автоторможения сводится в основном к правильному выбору его параметров. При этом следует учитывать возможность перенастройки привода на новые изменившиеся условия технологического процесса (например, при уменьшении или увеличении перемещаемых масс), чувствительность конечной скорости к случайным колебаниям параметров (например, силы сопротивления, давления в магистрали) и время опоражнивання рабочей полости после прихода поршня в крайнее положение, которое должно быть меньше времени выстоя поршня, задаваемого ритмом технологического процесса. Как указывалось выше, сущность режима автотормомсення состоит в том, чтобы поршень, разогнанный до высокой скорости на первой половине пути, поджал воздух, вытекающий из выхлопной полости.
Здесь воздушная подушка образуется автоматически вследствие согласованного выбора всех параметров привода Р, 1"', Д, а также ӄ— вредного объема выхлопной полости. Эта задача решается с помощью графиков (рис. 9.8) зависимостей 1, (! !у) и $„(1/Х), где $,„— безразмерный параметр, характеризующий объем полости выхлопа в конце хода (т. е. ее вредный объем). На рис. 9.8 представлено три графика зависимости /, и $„от 1/)(, каждый из которых соответствует определенному значению параметра Й (О; 0,5 и 1). Условие 1) = 0 означает, что привод работает прн полном перекрытии выхлопного канала. Поскольку, однако, режим автоторможения реализуется при начальном условии р, = = р„ = р, и давление в обеих полостях до переключения распределителя равно атмосферному, это не мешает разгону поршня на начальном этапе.
На второй половине пути воздух, находящийся в полости выхлопа, сжимается поршнем до его полной остановки. Задача состоит в следующем: необходимо все параметры привода выбрать так, чтобы обеспечить остановку именно в заданной точке конца хода. Очевидно, в реальных условиях даже при полном перекрытии выхлопного дросселя вследствие возможных утечек имеем Й + О, Кроме того, при полном перекрытии выхлопного канала неминуем отскок поршня после остановки. Следовательно, в реальных устройствах всегда должно быть ь) ) О. Однако, как показали результаты теоретического и экспериментального исследования динамики пневмопрнвода в период торможения (23), характер изменения скорости поршня на первом участке падения ее до нулевого значения остается приблизительно одинаковым, если й изменяется в диапазоне от 0 до 0,25, Это позволяет ракомепдовать пользоваться графиком, 243 75 77575 7 755 4 5 6 7ддтд 755 4 5 б 7д5!О !5 77 4 5 б 7д570 ~5 7дух ат 57 57 Рис.
9.8. Графики для выбора параметров пиевмопривода, реализующего режим автоторможеиия для: а — П=Е, д — о=Фа; а — О=! приведенным на рис. 9.8, а, для любых значений и), когда 0 ( 1) ~ е.- 0,25, т. е. при расчете пневмоприводов, работающих в режиме автоторможения при сильно задросселированном выхлопном канале. По графикам, представленным на рис. 9.8, б и д, можно определить параметры привода, работающего в режиме автоторможення при больших открытиях выхлопного канала, характеризуемых 11 = = 0,5 н 11 = 1.
Как видно из сравнения этих графиков с представленным на рис. 9.8, а, при увеличении ад труднее реализовать режим автоторможения и область существования параметров, определяющих этот режим, сужается. В зависимости от постановки задачи приходится по-разному пользоваться этими графиками. Если, например, задано время движения поршня (имеется в виду, что кроме того, как всегда, известны т, Р и д), то вначале вычисляют по формуле (8.3) безразмерное время 4',.
Далее, обращаясь к одному из графиков (см. рис. 9.8), проводят на нем горизонтальную линию согласно вычисленному значению д'„ точки пересечения которой с кривыми 7, (1/Х) определяют искомые параметры 1/Х, (7 и $„, т. е. размер цилиндра, размер подводящей линии и вредный объем тормозной полости. При этом переход от 17т к Р осуществляется по формуле (7,5), от 17 к /а — по формуле (8.!) и от $„к ӄ— по формуле (9.12) Площадь выхлопного канала подсчитывают по формуле (7.8).
Однако следует иметь в виду, что параметр 7",' является переменным и для его изменения должен быть обязательно предусмотрен дроссель 244 на выхлопной линии. Этот дроссель настраивают на готовой установке для получения наибольшей плавности подхода поршня к крайнему положению. Таким образом, определенное по формуле (7.8) значение /, следует рассматривать как ориентировочное н выбирать несколько больше расчетного. Поскольку на рис. 9.8 представлено три графика, каждый из которых характеризуется определенным значением ьа, то, естественно, возникает вопрос, какому из них отдать предпочтение.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
