Подготовительный период работы пневмопривода

Динамический расчет привода заключается в определении времени его рабочего цикла, т.е. в последовательном нахождении отдельных интервалов времени циклограммы. Время срабатывания пневмораспределителя определяют в зависимости от его конструкции. В большинстве случаев временем срабатывания распределителя в обычных условиях можно пренебречь, как величиной незначительной по сравнению со временем рабочего цикла. Тогда формула (1.16) примет вид:

Время распространения волны давления от распределителя до рабочего пневмоцилиндра определяем по известной формуле:

(1.18)

где L_m- длина трубопровода от распределителя до цилиндра;

а- скорость распространения звука в воздухе, которая при Т=290 К равна 341м/с.

При наполнении сжатым воздухом начального объема рабочей полости, примем его давление на входе постоянным и равным магистральному, а потери давления на трение при течении воздуха по пневмолинии, учтем посредством коэффициента расхода µ. Такое допущение позволяет заменить процесс течения воздуха по трубопроводу процессом наполнения сжатым воздухом постоянного объема, эквивалентному объему трубопровода, а погрешности, получающиеся при этом, учесть коэффициентом расхода. [4] Подготовительный период охватывают интервал времени, когда в рабочей полости давление возрастает, а в выхлопной уменьшается, причем эти процессы протекают до тех пор, пока в обеих полостях установится перепад давлений, при котором движущая сила преодолеет силы сопротивления и поршень сдвинется с места. Следовательно, нужно определить время наполнения рабочей полости и время истечения сжатого воздуха из выхлопной полости до установления требуемого перепада давления. За расчетное значение t_з принимаем наибольшее из полученных.

Время наполнения сжатым воздухом рабочей полости определяется по уравнению [4].

(1.19)

где: V₀₁- начальный объем рабочей полости и трубопровода, соединяющего ее с распределителем, м²;

µ - коэффициент расхода пневмолинии;

f – площадь поперечного сечения пневмолинии, м²;

– начальное и конечное давление в рабочей полости.

В начале процесса давление в рабочей полости атмосферное, т.е.:

.

Время истечения сжатого воздуха из выхлопной полости определяется по уравнению:

(1.20)

где V_в – объем выхлопной полости в момент начала движения поршня.

- начальное и конечное давление в выхлопной полости.

В уравнение (1.20) всем параметрам присвоен индекс «в» - выхлопная полость.

Значения функций находим на графике, приведенном на рис.4.

Давление в начале процесса истечения в выхлопной полости обычно равно магистральному, т.е. .

Что бы произвести расчет по формулам (1.19) и (1.20), необходимо предварительно найти давление в обеих полостях пневмоцилиндра в момент начала движения поршня. С этой целью следует воспользоваться номограммой (рис.5). Посредством этой номограммы могут быть легко найдены давления в обеих полостях пневмоцилиндра в момент начала движения поршня. Так как номограмма построена в безразмерной форме, то предварительно должна быть определена нагрузка χ, которая представляет собой отношение результирующей сил действующих на поршень к максимально возможной силе развиваемой приводом Р_мF, т.е.

(1.21)

где F – площадь поршня.

Затем определяем величину

(1.22)

Где

(1.23)

Номограмма (рис.5) построена для значений (Р_м=0,5 МПа) и безразмерной площади пневмоцилиндра

Где F₁ и F₂ – площади поршня обоих его торцов.

При других значениях этих величин, например, наличие штока, следует вносить поправочные коэффициенты.

Рис.4. График для определения функций .

Величины σ_q практически мало зависят от Р_м и при давлениях 0,3÷1 МПа, может определяться по указанной номограмме (рис.5).

Величину σ_вq находим пересчетом значения, взятого из графика, на новое значение давления Р_м по приближенной формуле

(1.24)

где Р_м – необходимо брать в МПа.

При отклонении П_1,2 от единицы, в значения Безразмерных давлений вносятся следующие поправочные коэффициенты:

(1.25)

где - давление при П_1,2=1; β – отклонение П_1,2 от единицы.

Знак поправочного коэффициента совпадает со знаком отклонения.

Поиск по сайту: