Расчёт пневмопривода деревообрабатывающего оборудования

Федеральное агентство по образованию (Рособразование)

Архангельский государственный технический университет

Кафедра лесопильно-строгальных производств

Бикин Дмитрий Александрович

Факультет механической технологии древесины

Курс III   группа  3

РАСЧЁТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

По дисциплине:    Гидропневмопривод

На тему:  Расчёт пневмопривода деревообрабатывающего оборудования

Отметка о зачёте       _______________________________       ____________

                                                                                                                  ^(дата)

Руководитель       __________________        ____________      ____________

                                                                 ^{(должность)                                         (подпись)                           (и.,о.,фамилия)}

                                  _______________

                                                                        ^(дата)

Архангельск,

2006

Введение.

Пневмопривод является одним из средств механизации и автоматизации производственных процессов, что обусловлено простотой устройства деталей и конструкций в целом, быстротой срабатывания, пожаробезопасностью и надёжностью работы.

Пневмопривод в лесопильно-деревообрабатывающих машинах применяется для осуществления движения подачи, реже – главного движения (в агрегатных силовых головках), а также для осуществления вспомогательных операций (зажим, прижим  и т.д.).

Проектирование пневмопривода осуществляется в два этапа: составление принципиальной схемы с выбором аппаратуры и выполнение проектного расчёта, необходимого для выбора типоразмеров аппаратуры.

Пневматические системы применяются в условиях пожаро- и взрывоопасности, в агрессивных средах, при значительных вибрациях и высоких температурах. Но эти системы практически не применяются в зимнее время в неотапливаемых помещениях из-за образования конденсата в воздухе. Т.к. воздух сжимаем при применении пневмоприводов возможно колебание скорости исполнительных механизмов, поэтому они используются тогда, когда равномерность движения не имеет особого значения.

Вариант 3.

Составить пневматическую схему управления пневмоцилиндром. Команда «реверс» - от распределителя с механическим управлением поступает с задержкой. Скорость поршня в обоих направлениях регулируется дросселем.

Исходные данные:

Полезная нагрузка – 3620 Н.

Ход поршня – 0,08 м.

Минимальное значение абсолютного давления сжатого воздуха – 0,6 МПа.

Скорость движения поршня – 0,50 м/с.

Температура окружающей среды - 280°К.

Длина воздухопровода – 5,5 м.

Составление принципиальной схемы пневмопривода

Принципиальная схема – это основной технический документ, предназначенный для передачи основной идеи привода, показа номенклатуры и количества применяемых устройств и аппаратов, их назначения, взаимодействия и порядка срабатывания.

Для разработки принципиальной схемы пневмопривода необходимо знать величину перемещения рабочего органа, режим и цикл работы механизма, диапазон регулирования скорости (рисунок 1).

Расчет транспортирующих пневмоцилиндров

1. Полная нагрузка, Н:       

Р = К∙Р₁;                                                                                                                           (1)

2. Коэффициент расхода:

,                                                                                                         (2)

где   ξ_л - коэффициент расхода, определяемый в зависимости от потерь давления в линии подвода воздуха;

Δр - потери давления на линии подвода воздуха от цеховой линии или регулятора давления до входа в пневмоцилиндр, МПа;

υ_n - скорость потока воздуха в трубопроводах, м/с;

γ -  удельный вес воздуха, Н/м³.

3. Функция параметра нагрузки:

,                                                                                              (3)

где   η - параметр нагрузки, определяет - скорость и плавность перемещения поршня пневмоцилиндра при условии постоянства всех других параметров ведомого привода. Для зажимных, прижимных и других пневмоцилиндров подобного типа  η=1,0;

φ(η) - функция параметра нагрузки, значение φ(η) < 0,2588 означает невозможность получения необходимой скорости установившегося движения поршня пневмоцилиндра при заданных условиях;

υ - скорость движения поршня, м/с;

Р - полная нагрузка на поршень пневмоцилиндра, Н;

f - площадь условного прохода подводного отверстия в крынке пневмоцилиндра, см²;

Т - температура окружающей среды, К.

4. Диаметр пневмоцилиндра, см, при снятии толкающего усилия:

,                                                                                                        (4)

Полученное значения D округляем в сторону увеличения по ГОСТ 15608-81 Е "Пневмоцилиндры поршневые".

Определив в пневмоцилиндра, находим диаметр подводных отверстий в крышках пневмоцилиндра. Внутренний диаметр подводящих воздухопроводов должен быть не менее диаметра подводных отверстий (условного прохода) в крышках пневмоцилиндра. В обычных пневмоприводах площадь проходного сечения воздухопроводов составляет 1-1,5% от площади поршня пневмоцилиндра. Длина воздухопроводов определяется конструктивно после выполнения пневморазводки.

5. Определение расхода воздуха одним пневмоцилиндром за один двойной ход поршня:

а) расход свободного воздуха, м³:

,                                                                             (5)

где   L - ход поршня, м;

d_вн - внутренний диаметр воздухопровода, м;

l - длина воздухопровода от распределителя до пневмоцилиндра, м.

б) расход сжатого воздуха, м³:

,                                                                                                               (6)

где   К_n - коэффициент, учитывающий утечки воздуха в пневмоаппаратах и соединениях, K_n = 1,3.