Башта Т.М. - Гидропривод и гидропневмоавтоматика (1067398), страница 70
Текст из файла (страница 70)
Так, принимая Ке, =- 2300, можно показать, что для шайбовых дросселей турбулентный режим при возможных перепадах давления будет наблюдаться при д ) 0,2 мм. Вследствие некоторой сложности расчетов по уравнению (80) пользуются приближенной зависимостью, полученной исходя из того, что функция «2) =.' [(В-'-(Ю-"') -остаточно точно аппроксимируется функцией В соответствии с этим массовый расход газа через дроссель и = )хЯ 2р,р, ф ~ 1 — — '~ — '- = р) )/2р (р„— рз) . щ) Р~ Критическое отношение давлений газа, при котором имеет место макси- мальный его расход, ( —::).,=(.+ ) ' Для адиабатного процесса значение этого расширения равно, как это было указано на стр.
266, ( — "' ) = 0,528. 279 Пользуются также расчетной формулой, полученной путем преобразования формулы (83) с учетом изотермного процесса: па =)е7Р, ~7г 2 ° — '(1 — — ') Описываемая последним выражением функция расширен и я газа имеет зн аченне Р' =- 0,5, что достаточно близко к значению -~ —" = 0,528, соответствую- Р1 Ръ щему формуле (85). Применяются также дроссели, в которых расход регулируется изменением длины дроссельного канала. Наиболее распространенной конструкцией такого дросселя является винтовой дроссель (см. рис.
76, а). Подобные ' дроссели обладают важным для практики положительным качеством — стабильностью регулирования, заключающейся в том, что при повторных установках дросселя в одно и то же положение расходная характеристика его сохраняется практически неизменной. В дросселях этого типа может иметь место при небольших перепадах давления ламинарный режим течения, характсристика которого определяется уравнением Пуазейля (см.
уравнение (12)) Рис. 22б. Последоеательное'соеди- п сер кение пневмодросселей ш 128 ь Р' и где р — плотность воздуха, которую обычно принимают постоянной; )е — динамическая вязкость воздуха. Последовательное соединение дросселей. Путем последовательного. и параллельного соединения дросселей создаются элементы пневмоавтоматики. На рис. 226 представлена схема одного из таких элементов, получившего название пневмокамеры, которая представляет собой проточную камеру, образованную двумя последовательно расположенными дросселями площадью 1, и ге.
Эта камера обладает свойством пропорционального редуцирования давлений, благодаря чему она входит как основной элемент в схемы многих приборов пневмоавтоматики. Допустим, что во входном дросселе площадью ~, имеет место подкритический процесс течения. В этом случае расход через этот дроссель определится по уравнению (см. уравнение (80)) где Ре и Р, — заданное давление и плотность газа пеРед дРосселем пло- шадью ~,; р, — давление в проточной камере а.
Предположим далее, что в выходном дросселе площадью 7а имеет место надкритический процесс истечения. Расход через дроссель )е в этом случае определится по уравнению (см. уравнение (86)) щ =%пах = га где Р,— плотность газа в камере а. Приравнивая расходы и возводя обе части равенства в квадрат, а также учитывая, что Ре Ро Рд Ре 280 получим Следовательно, при подкритическом процессе в дросселе площадью 1, и при ьшдкритическом процессе в дросселе площадью 1, отношение абсолютного давления 1>, в проточной камере а к абсолютному входному давленн>о р0 определится отношением площадей этих дросселей 1а11>.
Прн падкритнческом процессе в обоих дросселях имеет место и Ро 1> По аналогии с электрическим потенциометром яневмокамера называется пневматическим потенциометром. Схема рассмотренного дроссельного элемента положена в основу ряда автоматических приборов, обладающих свойствами пропорционального редуцирования (см.
рис. 244, а и 253, в). ЭЛЕМЕНТЫ ПНЕВМОПРИВОДОВ Пневмодвигатели По принципу действия и конструктивному выполнению элементы пневмо>истем подобны, за исключением источников питания, соответствующим >лементам гидросистем, а часто в обеих системах применяются одни и те же ~ипы этих элементов.
В частности, преобразование энергии сжатого воздуха в механическую >аботу производится в этих системах объемными пневмодвигателями врацательного (пневмомоторы) и прямолинейного (силовые пневмоцилиндры) >вижения (рис. 227 и 3). Реже применяются пневмоповоротники (моментные >невмоцилиндры). Под объемным пневмодвигателем понимается пневмодвигатель, в котором >реобразованис энергии происходит в процессе попеременного заполнения >абочей камеры рабочим газом и вытеснения его из рабочей камеры. В качестве объемных пневмодвигателей (ппевмомоторов) вра>цательного >вижения применяются пластинчатые и шестеренные машины. Устройство и расчеты компрессоров и пневмодвигателей были рассморены в курсе «Объемные насосы и гидродвигатели».
На рис. 227, а приведена конструктивная схема типового пластинчатого ,внгателя (пневмомотора) вращательного движения. Сжатый воздух под,одится через канал а корпуса, и далее через отверстия в статоре 2 он посту~ает в соответствующую рабочую камеру мотора, образованную двумя межными пластинами 3 и поверхностями статора 2 и ротора 1, и, действуя а эти пластины, развивает крутящий момент. После того как камера заполения отсечется при вращении ротора 1 от связанных с окном питания аналов Ь в статоре, наполнение ее сжатым воздухом прекращается. Прн альнейшем вращении ротора объем камеры увеличивается (д, . дз) и рас>иряющийся воздух продолжает действовать на ограничивающие ее платины, развивая крутящий момент. При соединении камеры, заполненной астично расширившимся воздухом, с каналами с статора 2 воздух удаляется атмосферу. Скорость пневмомотора регулируется путем поворота его статора 2, ри котором изменяется продолжительность соединения рабочих камер отверстиями Ь питания, а следовательно, и степень наполнения камер жатым воздухом.
Подобный пневмодвигатель (пневмопривод), в котором 281 регулирование производится путем отсечки потока рабочего газа, называют пневмодвигатель (пневмопривод) с регулированием отсечкой, причем под отсечкой понимается прекращение подачи рабочего газа в рабочие камеры пневмодвигателя в момент, когда еще происходит увеличение их объема, Работа пневмомотора может протекать и при полном расширении воздуха до давления, близкого к атмосферному, однако в реальных машинах применяется частичное расширение, так как полное расширение ведет вследствие значительного понижения температуры к увеличению размеров машины и к обмерзанию воздушных каналов.
Рис. 227. Пневмомоторы На рис. 227, б представлена конструкция пневмомотора шестеренного типа, который представляет собой пару косозубых шестерен 2 и 3 (угол наклона зубьев 6 — 8'), валики которых установлены на подшипниках качения.
Для обеспечения работы в условиях плохой смазки применены боковые диски 1 из антифрикционного материала. Смазка шестерен при работе пневмомотора осуществляется автомасленкой, подающей масло в поток сжатого воздуха, который через кран управления по каналам в корпусе пиевмодвигателя подается к блоку роторов. В ряде конструкций применены автоматические устройства центробежного типа, ограничивающие максимальную скорость пневмомотора.
На рис. 228 показана индикаторная диаграмма идеализированного процесса, в котором наполнение цилиндра происходит при постоянном давле. нии р, равном магистральному, а выпуск — при атмосферном давлении р,. На участке 1 — 2 пути перемещения поршня цилиндр наполняется сжатым воздухом; в точке 2 питание прекращается, и начинается процесс расшире. ния воздуха (кривая 2 — 3 соответствует расширению по адиабате, а криваг 2 — 3' — расширению по изотерме); в точке 3 (или 3') цилиндр соединяетсг с атмосферой, и давление мгновенно падает до атмосферного р, (точка 4) при котором и вытесняется воздух из цилиндра; в точке 5 цилиндр отсоеди няется от атмосферы, и оставшийся в нем воздух сжимается до давления р': 282 в точке б цилиндр вновь соединяется с рабочей магистралью, и давление в нем мгновенно повышается до давления р в последней; далее процесс повторяется.
Действительный процесс отличается от описанного идеализированного. В частности, кривая давления наполнения не строго параллельна оси абсцисс, а наклонена к ней (на рис. 228 изображена штриховой линией). Кроме того, по ходу поршня она колеблется. Помимо этого, повышение давления прн заполнении цилиндра, а также понижение при выпуске происходят не мгновенно, а в течение некоторого времени, которое зависит от различных факторов, в том числе от объема вредного пространства. Колебания давления в цилиндрах вызываются также наложением процессов, происходящих в соседних цилиндрах.
Последнее обусловлено тем, что воздухораспределители обычно выполняются так, что с рабочей магистралью одновременно соединяются несколько цилиндров, в одном из которых процесс наполнения подходит к концу, .У' а в другом он лишь начинается.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
