Герц Е.В. Крейнин Г.В. - Расчет пневмопривода (1053455), страница 54
Текст из файла (страница 54)
Установлено, что целесообразнее выбирать ь) возможно больше по следующим причинам. Во-первых, чем больше Я, тем меньше время опоражнивания выхлопной полости после остановки поршня (т. е. уменьшается опасность отскока) и тем быстрее настраивается привод на обратный ход; во-вторых, при больших 11 требуются меньшие значения )г„для получения режима автоторможения. Ниже это пока- вано на примерах расчета. Как и при решении предыдущих задач, здесь возникает проблема определения положения расчетной точки на графике /,(1/у), т.
е. выбора из всего множества решений наиболее подходящего для каждого конкретного случая. Очевидно, это можно сделать, только введя дополнительные тре- и бования. Привод заданного быстродействия получается с минимальным размером проходного сечения подводящей линии, если расчетная точка располагается на минимуме соответствующей кривой l, (1/Х), характеризующее ее значение У является в этом случае расчетным. Для удобства решения такого типа задач параметры системы, определяемые точками минимума кривых ./, (1/Х), представлены в виде графика на рис. 9.9. Пользуясь им, можно также найти параметры привода максимального быстродействия (учитывая ограничение У =.
У ,„); аналогичные задачи рассмотрены в гл. 8. Чтобы получить цилиндр минимальных размеров, следует расположить расчетную точку возможно левее, т. е. выбрать ее на пересечении горизонтальной линии, соответствующей вычисленному по формуле (8.3) значенню,/„и кривой а', (1/у), опрс еляемой У = У мо Значение 1/ = = Ум,„вычисляем по формуле (8,1), в которой полагаем /' = /' ь„.
вэ 55 и 25 й5 / Рэ 2 55 Рис. 9.9. График оптимальных соотношений между параметрами привода, работающего в режима ав~о~орможенин ЫМ После выбора положения расчетной точки на кривой /, ()/)() проводим из нее вертикальную линию вниз до пересечения со штрн. ховой линией, которая соответствует тому же принятому в расчете значению (/, и по шкале слева внизу определяем расчетное значе ние $„. Пример 9.2. Требуется переместить горизонтально массу т = ЭВ кгс сэ/м, т. е.
груз весом Рм = тя = 5000 кгс на расстояние з = 0,5 м с плавной остановкой в конце хода. по конструктивным соображениям эффектнвная площадь проходного сечения трубопроводов огранпчена значением / = 177 10 э м' (труба '/,"); сила по. лезного сопротивления Р, = 200 кгс. Выбрать параметры пневмопрпвода, работа. ющего в режиме автоторможення, чтобы время перемещения Г, было ынннмальным. Как видно пз условия задачп, прп перемещении груза весом Рш= ил = 6000 кгс требуется преодолеть относительно небольшую силу сопротивления Рэ = 200 кгс (без учета потерь на трение в приводе).
Подобное соотношение между весом груза Рм н силой сопротивления Р, возможно только тогда, когда груз перемещается на те. лежке, роликах н т. и. Основным фактором, определяющнм выбор дпаметра цп- лпндра, здесь является не сила сопротивления, а масса подвижных частей и, В подобных системах сила трения в пневмопрнводе Р, обычно соизмерима с сн.
лой Р;, поэтому прн подсчете Р, по приближенной формуле (7.2) получаются балы- чке погрешности; отсюда возникает необходимость в поверочном расчете на послед. нем этапе выбора параметров. Сила трения, определенная по формуле (7.2), получается равной Р, 3,5 )' Р; = 3,5)' 200 ~ 50 кгс; полная сала сопротпвлення Р = Р, + Р = 200 + 50 = = 250 кгс. Имея в виду ограни ченне по / «=.
/мэх, где /мш = 177. 1О- м', и задаваясь р = 0,3 (коэффнцнент расхода линии на входе), определяем сначала /эшэх = р/„, = 53 !О ' м', а затем по формуле (8.2) находпм коэффициент аы по формуле (8.!) пычнсляем !/шмр 755.5 !оэ г 500 т /, а,= — ~ ) =03!0'мз; 250 ~ 250 0,5) (/,„= а,/',„= О,З 1О'.5З. 1О-' = И. Принимая () = 0 по графику оптимальных соотношений (см. рнс. 9.9), усганав- лнваем, что У = 16 соответствует (/,), ш = 1,! и (!/7),„, = 7,4.
По формуле (7.7) а, = 2 !Оэ, а согласно формуле (7.5) Р = (!/)()/аэ = 7,4/2 1Оэ = 3,7 10 э мз, откуда следует, что З = 0,216 м; учитывая стандарт, выбираем (7 = 0,200 м. Согласно формулам (8.3) и (8.4) вычисленному выше безразмерному времена движення поршня (У,)ааа = 1,1 соответствует действптельное прелая / 500 0,5 1'/е (Г )мш = /,/аз = /Ктз/Р)'/' = 1,1!! ' /! = 1,1 с, 250 Для уточнения полученных значений выполним поверочный расчет.
Во-первых, приняв Р, = 0,1Р„Р, определим более точно силу трения для выбранного пневмо. цнлнндра диаметром /7 = 0,2 м: Р, = 0,1ЄР= 0,5 5 10' 0,785 0,2э =э 160 кгс. Как указывалось выше, расхождение между принятым зваченпем Р, н полу. ченным в результате уточнения объясняегся тем, что формула (7.2) получена прн следующем допущении: основную часть общей силы сопротивления Р со гавляет сала Р;, в данном случае силы Р, н Р„оказалась соизмеримыми. Сила Р = Р, + Рэ = 200+ 160 = 360 кгс. Соответственно изменяются значения а,, 1/у, (/шэх, (/Д„ш н (/,)мь,. Согласно формуле (8.2) а, = 0,2! ° 10" мэ; этому значенню а, соо~ечегсгеует (/ = (/~„„~ 1О (см. формулу (8.1) ); а, = 1,4 10ч н 1/д = а,Р = 1,4 !О' 3! ! !О э = 246 — 4,5 определяем по формулам (7.7) и (7.5).
Имея 1/Х 4,5 и У = 10 но графику, приведенному иа рис. 9.8, а, находим новое уточненное значение,/, = 1,45, причем расчетная точка располагается относительно близко к линии оптимальных параметров. По формуле (8.4) переходим к действительному времени (/»)а~я = 1 45 ~ ) = 1,2 с. / 500 0,5 Х'/, 360 / Таким образом, после уточнения вместо (/,)анв = 1,1 с получено (/») „,»= 1,2 с, что подтверждает относительную независимость (/,)мш ог неизбежных расхождений между действительным и расчетным значением Р,.
Теперь необходимо выбрать объем вредного пространства тормозно!1 полосгл. для этого на том же графике (рис. 9.8, а) по 1/Х = 4,5 и У = 1О находим З„= 0,375, т. е. объем вредного пространства выхлопной полости составляет около »/, рабочего объема цилиндра. Возможность его уменьшения (путем выбора больших значений Я) рассмотрена в следующем примере расчета. Пример 9.3. По исходным данным предыдущего примера определить минимальное время движения поршня при возможно большем значении Й (с целью уменьшения о»). стаиляя выбранный диаметр цилиндра без изменений, т.
е. принимая 1/х = 4,5, н учитывая ограничение /» </»„„(в данном случае У < 10), анализируем графики Х» (1/Х) (рис. 9.8, б и в), для которых соответственно й = 0,5 и 1,0. В обоих случаях точка с координатами 1/х = 4,5 и У = 10 попадает в область существования режимов автоторможения. Принимаем 0 = 0,5 и находим для 1/х = 4,5 и У = 1О по тому же графику $» = 0,12 (для Я = 1 при тех же условиях 5»» = 0,04). Последнее значение представляется относительно малым.
Это должно привести к резкому нарасганню давления к концу хода и соответственно резкому падению снороств поршня; одновременно возрастет чувствительность системы к ошибкам в настройке выходного дросселя и выбора )/о». Поэтому окончательно принимаем с некоторым запасом $»» = 0,20 —: 0,15, предполагая, что режиму автоторможения будет соответствовать настройка вьжодного дросселя, характеризуемая значением, несколько меньшим 0,5. Как следует нз графика (рис. 9.8, б), выбранному положению расчетной точки соответствует (/Ваяв = 1,4. Таким образом, быстродействие привода, хотя н незначительно, но увеличилось (для этого значения (Х»)м,а (/,)мш = 1,15 с).
Параметры тормозного золотника и его положение по ходу поршня выбирают одновременно с остальными параметрами привода, для чего используют зависимости, представленные па рис. 9.10 и 9.1!. Они аналогичны графикам, рассмотренным при изложении методики расчета привода, работающего в режиме автоторможения (см. рис. 9.8 и 9.9). Отличие заключается только в том, что в данном случае вместо параметра $„(безразмерной характеристики вредного объема выхлопной полости) определяют параметр /зй„ (штриховые кривые на рис. 8.7), характеризующий расстояние точки установки тормозного золотника от начала хода. Графики на рнс.
9.10 и 9.11 построены в предположении почти полного перекрытия канала /'„дросселя тормозного золотника (й, = /",,//" = 0 —:0,25) и при вредном объеме полости выхлопа 1/„= (0,1 —:0,25) Гз, характерном для приводов обычного типа. Найденную с помощью графиков, представленных на рис. 9.10 илй 9.11, координату точки положения тормозного золотника относительно начала хода поршня следует рассматривать как первое приближение, т. е. можно с нее начинать настройку привода, причем при настройке положение золотника изменяют одновременно с изменением проходного сечения канала дросселя в поисках наиболее плавной 247 15 1М155855 4 55тлта (Г515гг55 4 55тара Ра(5гг55 4 55тВИПтул Ю 4 Ю Рнс.
ЗЛО. Графики для выбора параметров пневмопрнводз с тормозным золотни- ком для: а — я=и б — о=2; е — и 3 остановки поршня. Поэтому приведенные выше допустимые границы изменения к'„являются условными, а расчет служит, во-первых, для выяснения возможности реализации плавной остановки поршня при заданной его средней скорости и, во-вторых, для определения примерной области значений Ь$„и 11, где следует искать решение.
Как и при решении предыдущей задачи, в начале расчета перед конструктором возникает проблема выбора значения параметра 11, который характеризует соотношение между Г, и Г' до момента срабатывания тормозного золотника. Графики, представленные на рис. 9.!О, а — в, получены при 11 = 1; 2 и 3. Анализ показывает, что с увеличением Й можно обеспечить заданное быстродействие при меньших размерах цилиндра и при меньших проходных сечениях каналов на входе.
Однако реализовать большие значения 11 трудно, так как в выхлопную линию входит и канал тормозного золотника (с обратным клапаном), размеры которого обычно ограничены. С этой точки зрения задача сводится к выбору параметров привода из условия Й ( И ,„, методика ее решения аналогична рассмотренной в примере 7.3. После выбора расчетной точки на кривой 7, (1/)1) (см. рис. 9.10) из нее вертикально вниз проводим линию до пересечения с соответствующей штриховой линией, которая характеризуется тем же значением 17, выбранным в качестве расчетного, Далее слева по шкале 248 определяем расчетное значение Гх$„и вычисляем расстояние от золотника до начальной точки хода поршня по формуле Лв, = Лс„з.
(9.13) сит только размер канала на входе. н в Пример 9.4. По условиям примера 9.2. определить параметры привода и по- ложение тормозного золотника (из усло- вия получения максимального быстродей- ствия). Пользуясь результатами расчета, сразу записываем: вв Лс Рт = 60 кгс; г5 5 Р = 260 кгс; У(Ушах; Умз„= 16„ Поскольку задача поиска парамет- ров решается из условия максимально. го быстродействия привода, воспользуем- ся графиком оптимальных параметров, представленным на рнс. 9.11.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
