Автоматизований пневмопривод (абсолютний тиск повітря – 0,5 МПа, довжина робочого ходу привода – 0,025 м)

виконавчого механізму, який забезпечує необхідне зусилля в конструкції, застосована мембрана односторонньої дій з горизонтальним розташуванням.

При статичному розрахунку мембранної камери визначається діаметр   умовного поршня, потім по знайденому значенню  визначається ефективна площа мембрани, по якій, задавшись величиною , знаходять діаметр закладки , діаметр опорного диску , умовний прохід приєднувального отвору .

Для мембранної камери односторонньої дії з зворотною пружиною:

 , де– зусилля попереднього натягу пружини;

 – жорсткість пружини;

 – технологічне зусилля;

 – абсолютний тиск повітря, що підводиться.

Вибираємо діаметр поршня  по ГОСТ 6540-63.

По знайденому значенню  знаходимо ефективну площу мембрани:

.

Задавшись величиною відношенню діаметрів закладки мембрани та опорного диску , знаходимо діаметр закладки:

,

.

Вибираємо діаметр закладки по ГОСТ 6540-63.

Діаметр опорного диску знаходиться із співвідношення:

Приймаємо діаметр опорного диску d = 140мм.

Умовний прохід приєднувальних отворів пневмоциліндру рекомендується вибирати за співвідношенням. Звичайно такий самий умовний прохід мають приєднувальні повітропроводи та встановлені на них елементи пневмоапаратури. Однак, при виборі величини  необхідно також враховувати довжину руху поршня та необхідну швидкодію приводу. Якщо при проектуванні заданий час спрацювання пневмоциліндру, що очікується,  , то:

де  – середня швидкість потоку стиснутого повітря в підвідній лінії при наповненні робочої порожнини пневмоциліндру. Дійсний час спрацювання знаходиться при динамічному розрахунку.

Приймаємо з різьбою .

3.1. Вибір трубопроводів і пневмоапаратури

Знайдене при статичному розрахунку основного приводу значення умовного проходу приєднувальних отворів використовується для вибору трубопроводів, які зв’язують порожнини приводу з пневморозподільником, а також самого пневморозподільника. Їх прохідні розтини повинні відповідати вибраному значенню .

Для допоміжних приводів, щоб запобігти довгої номенклатури пневмоапаратів та трубопроводів, які використовують в пневмосистемі, рекомендується пневморозподілювачі та їх лінії зв’язку вибирати аналогічними  основному приводу, як це робиться звичайно на практиці.

Зворотній пневмоклапан08-1К (ГОСТ 21324-75)

Пневморозподільник типу В63-13М (Р1–Р3)

Умовний прохід,	12
Тиск,
номінальний	0,63
мінімальний	0,25
Діапазон тиску керування,	0,25–0,63
Витрата повітря при тиску 0,4 ,	0,4
Пропускна здатність ,	20
Довговічність, цикл
Маса,	2,75

Пневморозподільник П-Р03Ф(Р4)

Умовний прохід,	2,5
Тиск живлення,	0–0,63
Витрата повітря при тиску 0,4 ,	0,04
Пропускна здатність ,	1,3
Довговічність, цикл
Маса,	0,26

Пневморозподільник П-Р03М12(КВ1–КВ5)

Умовний прохід,	2,5
Тиск живлення,	0–0,63
Витрата повітря при тиску 0,4 ,	0,04
Пропускна здатність ,	1,3
Довговічність, цикл
Маса,	0,22

Клапан редукційний БВ57-33ГОСТ18468-79

Фільтр вологовідділювач В41-13 ГОСТ17437-72

Трубопроводи

Клапан тиску В62-21

4. ДИНАМІЧНИЙ РОЗРАХУНОК ОСНОВНОГО ПРИВОДУ

При динамічному розрахунку визначаємо час спрацювання приводу, під котрим розуміють час t руху поршня в одному напрямку. Цей час складається з трьох складових: t_I – час підготовчого періоду – з початку переключення керуючого пристрою до початку руху поршня; t_II – час руху поршня, протягом якого поршень пройде весь заданий робочий шлях;t_III – час кінцевого періоду, впродовж якого тиск в робочій порожнині збільшується до значення, що потребується.

В залежності від функціонального призначення приводу ті або інші інтервали часу являються найбільш суттєвими. У транспортуючих пневмоприводах найбільш суттєвим є  час руху поршня, а заключний період не розглядається.

На рис.2 показана розрахункова схема пневмоприводу, основним елементом котрого є мембраннийпривідодносторонньої дії.

Рис. 2.   Розрахункова схема пневмоприводу

Положення центра мембрани визначається його поточною координатою  , що відраховується від умовного нуля, який характеризує не розтягнуту мембрану. При переміщенні центра мембрани під дією стиснутого повітря мембрана прогинається, при чому в залежності від жорсткості матеріалу та тиску стиснутого повітря її твірна може бути близька до прямої лінії або може прийняти криволінійну форму.

Об’єм мембранної камери розраховується як сума циліндра з висотою  (початковий об’єм мембранної камери з врахуванням об’єму трубопроводу) та об’єму усіченого конуса, висота якого дорівнює робочому ходу :

, де  – розрахунковий об’єм трубопроводу;

 – площа мембрани;

– ефективна площа мембрани.

В свою чергу координата  може бути розрахована за формулою:

, де  – шкідливий об’єм мембранної камери.

, звідки

,

Де  – робочий хід привода.

Пізніше знайдемо, що .

4.1. Знаходження пропускної здатності пневмоліній

4.1.1. Знаходження пропускної здатності напірної пневмоліній

Так як пневмолінія нашої схеми складається з двох частин трубопроводу, що зв’язують між собою елементи пневмоапаратури, на яких будемо визначати пропускну здатність напірної пневмолінії, то ефективна площа перерізу являє собою приведену величину.

При послідовному з’єднанні елементів та ділянок напірної пневмолінії маємо:

.

Значення пропускної здатності: для розподільника В63-13М(Р1), для  зворотного клапана 08-1К.

.

.

Знайдемо ефективну площу розподільника та зворотного клапана