Розрахунок основного приводу. Розробка пневматичної схеми, страница 3

5. ДИНАМІЧНИЙ РОЗРАХУНОК ОСНОВНОГО ПРИВОДУ

Основною задачею динамічного розрахунку пневмопривод дискретної дії є находження часу його спрацювання. Крім того, в залежності від призначення пневмоприводу та умов його праці можуть бути задані допоміжні задачі: знаходження закону руху рухомих елементів приводу, діючих швидкостей та прискорень, характеру зміни тиску в порожнинах дискретного пневмодвигуна.

Рис.3. Розрахункова схема приводу

На рис.3 показана розрахункова схема пневмоприводу, головним елементом якої є поршень пневмоциліндра односторонньої дії зі зворотною пружиною. Поршень пневмоциліндру показаний в момент руху вправо. Його положення знаходиться поточною координатою х, яка відраховується від умовного нуля. В вихідному положенні поршня (показано пунктиром) х = 0, але між поршнем і кришкою циліндру завжди є деякий невеличкий об’єм, який називається шкідливим об’ємом циліндру. Фіктивна координата х₀, що показана на розрахунковій схемі, характеризує мінімальний розрахунковий об’єм робочої порожнини циліндру, який повинен бути наповнений стиснутим до деякого тиску повітря, перш ніж поршень почне рухатися. Фактичний мінімальний об’єм робочої порожнини дорівнює додатку шкідливого об’єму до об’єму трубопроводу, що зв’язує робочу порожнину з виходом пневморозподільника. Однак при розрахунку треба враховувати, що умови наповнення порожнини та об’єму рівномірно розподіленого по довжині трубопроводу не є однаковим, тому фактичний об’єм трубопроводу замінюється його розрахунковим (приведеним) значенням. Координата х₀, розраховується по формулі

, де V_Pmin - мінімальний розрахунковий об’єм робочої порожнини;

F - площа поршня з боку робочої порожнини;

    V₀ - шкідливий об’єм циліндру;

    V_PT - розрахунковий (приведений) об’єм трубопроводу.

5.1. Знаходження пропускної здатності пневмолінії.

Пропускна здатність напірної пневмолінії визначається ефективною площею їх прохідних перетинів f_e, яка є добутком коефіцієнта витрати m(m_в) та дійсної площі прохідного перетину f(f_в):

f_e =m× f.

Так як пневмолінія нашої схеми складається з двох частин трубопроводу, що зв’язують між собою елементи пневмоапаратура, у яких прохідні перетини відрізняються, то ефективна площа перетину пневмолінії являє собою приведену величину.

Тому для послідовного з’єднання пневмоапаратів маємо:

.

Знайдемо ефективну площу f_eТ1 першої ділянки трубопроводу. Для цього спочатку треба знайти коефіцієнт сумарних втрат:

, де l=0,025 – коефіцієнт тертя для повітря;

d_T1 - діаметр трубопроводу;

l_еТ1 – довжина першої ділянки трубопроводу.

За величиною z₁, використовуючи графік m=f(z) [1], знаходимо m₁:

m₁=0,3.

Ефективна площа другої ділянки дорівнює:

 м².

Аналогічно знаходимо ефективну площу f_eТ2 другої ділянки трубопроводу:

;

m₂=0,7;

 м².

Знайдемо ефективну площі пневмоапаратури.

Ефективна площа розподільника:

 м².

Ефективна площа зворотного клапана:

 м².

Ефективна площа маслорозпилювача:

 м².

Ефективна площа усієї пневмолінії дорівнює:

 м^-4,

 м².

5.2. Врахування об’ємів трубопроводів при динамічному розрахунку.

Розрахунковий (приведений) об’єм напірної ліні визначається:

;

, де V_T - фактичний об’єм зливного трубопроводу;

k_V - коефіцієнт приведення розподіленого об’єму до зосереджуваного;

 - ефективна площа тієї ж пневмолінії, але знайдена з урахуванням половини довжини напірного трубопроводу, для якого визначається розрахунковий об’єм.