V1=0.05 м/с.
2.2 Задаемся скоростью воздуха в пневмопровода (V2), которую рекомендуется принимать в пределах (7 - 15)м/с. Задаемся скоростью воздуха в пневмопровода равной 9 м/с.
V2=9 м/с.
2.3 Определяем величину условного прохода пневмопровода (DY., мм ) по формуле:
DY. =D×Ö(V1/V2), (2.3.1)
DY.=50×Ö(0.05/9)=3.7 мм.
Полученное значение DY. округляем до большего стандартного ближайшего значения внутреннего диаметра пневмопровода (трубы) по таблице 1.7 [6] (ГОСТ 16516-80), но при этом должно быть сохранено соотношение DY.£(0,055¸0,09)D. При расчете DY. допускается для пневмопроводов c DY. £16 мм увеличивать V2 до 10 м/с.
DY.CT. =4 мм.
2.4 Вычисляем коэффициент расхода пневмопровода (e):
e=1/Ö(19,6 105×DР/(r×V22) – 1), (2.4.1)
где DР - сумма общих потерь давления в пневмопроводе от командного блока системы управления до ИМ, МПа;
r -плотность воздуха при абсолютном давлении (Рпит.– DР/2) и температуре Т по таблице 2.1 [6], кг/м3;
V2 - скоростью воздуха в пневмопровода, м/с.
r=6.8 кг/м3.
Величину DР., МПа вычисляем по формуле:
DР.=S DР1 +S DР2, (2.4.2)
где DР1 - потери давления на прямых участках пневмопровода, МПа;
DР2 - потери давления на местных сопротивлениях, МПа.
Значения давлений DР1 для металлических и резиновых пневмопроводов приведены в таблице 10 [10], а значения DР2 - в таблице 11 [10].
åDР1 =DР1×L/10, (2.4.3)
где DР1 - потери давления на прямых участках пневмопровода, МПа.
L – длина прямых участков пневмопровода, м.
åDР1 =0.06×10/10=0.06 МПа.
åDР2 =DРв.+DРм.+DРр+2×DР45+DР90+DР135., (2.4.4)
где DРв. – потери на вентили, МПа;
DРм – потери на маслораспылителе, МПа;
DРр. – потери на распределители, МПа;
DР45 – потери при повороте на 450;
DР90 – потери при повороте на 900;
DР135 – потери при повороте на 1350.
åDР2=0.014+0.016+0.02+2×0.002+0.003+0.003=0.06 МПа.
DР.=0.06+0.06=0.12 МПа.
e=1/Ö(19.6*105*0.12/(6.8*92) -1)=0.048.
2.5 Находим величину параметра нагрузки (a), который характеризует плавность хода штока:
a=(0,01×Nр.о. /FЭ+0,1)/(Рпит. - DР), (2.5.1)
где Nр.о. - максимальное усилие, развиваемое рабочим органом, создающим перестановочное усилие, Н;
FЭ. - эффективная площадь рабочего органа со стороны рабочей полости, см2;
DР - сумма общих потерь давления в пневмопроводе, МПа;
Рпит. - давление питания, МПа.
a=(0,01*1014 /19.63+0,1)/(0.63-0.12)=1.21
Вычисленое значение параметра нагрузки не обеспечивает плавность хода, т.к.a>1, следовательно, увеличиваем давление питания до большего стандартного ближайшего значения (Рпит.=1 МПа) и проводим расчёт параметра нагрузки заново.
a=(0,01*1014/19.63+0,1)/(1-0.12)=0.7006
2.6 Определяем функцию параметра нагрузки j(a), значения которой, в зависимости от параметра a, приведены в таблице 12 [10].
j(a)=0.2402
2.7 Вычисляем максимальный расход воздуха (QР, м3 / мин) по формуле:
Qр. =792×e×FY. ×Рпит. ×j(a)/ÖТ, (2.7.1)
где FY - площадь условного прохода пневмопровода, значения которой приведены в таблице 10 [10]. FY=0.283 см2;
Т – температура, К;
Рпит. - давление питания, МПа.
Qр =792*0.037*0.283*1*0.2402/Ö293=0.119 м3/мин.
Значения QР, рассчитанные по формуле (2.7.1.), не превышают больше чем на 10% значений, приведенных в таблице 10 [10].
2.8 Определяем время распространения воздушной волны (t1, с) от блока управления системы до рабочей полости ИМ по формуле:
t1=1/C, (2.8.1)
где С - скорость распространения воздушной волны, м/с.
С=20ÖТ (2.8.2.)
С=20Ö293=342.34 м/с.
t1=1/342.34=0.0029 с.
2.9 Определяем время t2, наполнения начального объема рабочей полости ИМ до момента начала движения его рабочего органа. Рабочий орган механизма имеет технологическую остановку в конце прямого хода, во время которой обе его полости соединены с атмосферой (цикл работы – А).
Время в секундах определяется по формуле:
t2 =0,362*10- 4*V*(Y1 - Y2)/(e*FY), (2.9.1)
где Y1 - функция, определяемая по рис.2 [10] в зависимости от отношения Рн./Рпит;
Y2 - функция, определяемая по графику рис.2 в зависимости от отношения I/Рпит;
V - начальный объем механизма, см3. Обычно принимают (5-10)% от ∆V(29));
FY. - площадь условного прохода пневмопровода, см2.
VT. =L*3.14*DY.2/4, (2.9.2)
где DY. - величина условного прохода пневмопровода, см;
L – длина трубопровода, см.
VT. =1000*3.14*0.42/4=125.6 см3.
V=0.1*DV+VT, (2.9.3)
где DV - объем, описываемый рабочим органом механизма при его перемещений на ход SY , см3.
DV=SY. *FЭ., (2.9.4)
DV=4*19.63=78.52 см3.
V=0.1*78.52+125.6=133.45 см3.
Величину Рн. , МПа определяют по формуле:
Рн. =10–2 ×Nр.о./FЭ. + 0,1, (2.9.5)
где FЭ. - эффективная площадь рабочего органа со стороны рабочей полости, см2.
Рн. =10–2 *1014.03 /19.63+0.1=0.6166 МПа=6.166 кгс/см2.
Рн./Рпит.= 6.166/10=0.6166.
I/Рпит. =1/10=0.1.
y1=0.59
y2=0.12
t2 =0,362*10–4*133.45*(0.59-0.12)/(0.048*0.283)=0.167 с.
2.10 Определяем время движения рабочего органа (t3, с):
t3 =2,24×10–4×DV×Рн./(e×FY.×Рпит.×j(Рн/Рпит.)×ÖТ), (2.10.1)
где DV - объем, описываемый рабочим органом механизма при его перемещений на ход SY , см3;
j(Рн./Рпит.) – функция, определяемая по таблице 12 [10];
FY. - площадь условного прохода пневмопровода, см2;
Т – температура, К;
Рпит. - давление питания, МПа;
Рн. – давление трогания поршня, МПа.
j(Рн./Рпит.)=0.2545
t3 =2,24*10–4*78.52*0.616/(0.048*0.283*1*0.2545*Ö293)=0.183 с.
2.11 Находим время нарастания давления в рабочей полости механизма до величины Рпит. по окончанию хода (t4, с):
t4 =0,362*10-4*(1,3 - Y1)*(V+DV/(e*FY.)), (2.11.1)
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.