Розрахунок основного приводу. Розробка пневматичної схеми, страница 5

       (2)

З урахуванням відсутності впливу порожнини вихлопу (, ):

              (3)

Практичний інтерес представляє можливість рішення системи рівнянь (3) у загальному виді при  та , де  – критичне значення безрозмірного тиску. Такі умови характерні для приводів затискних пристроїв, що мають масу рухомих частин та мале навантаження на основній ділянці робочого ходу, завдяки чому тиск у робочій порожнині не перевищує критичного значення () та наповнення порожнини при русі поршня проходить у надкритичному режимі. У цьому випадку рівняння руху поршня приймає вид:

.

Знаходячи  і  підставляючи ці значення у друге рівняння системи (3), після інтегрування одержимо

, де  так як . При ,  і після перетворення рівняння для визначення часу руху прийматиме вигляд:

=1,551 ,

де ;

;

.

Дійсний час руху визначається як

 с.

5.5. Визначення часу заключного періоду.

Час заключного періоду визначається тривалістю тисків в порожнинах пневмоциліндру після зупинки поршня наприкінці руху.

Час наповнення робочої порожнини визначається із виразу

, де s = p_M/p_M – безрозмірний тиск в робочій порожнині пневмоциліндра який стабілізується у магістральній p_M;

s_к = p_К/p_M – безрозмірний тиск в робочій порожнині пневмоциліндра у момент зупинки наприкінці руху.;

y(s), y(s_к) – функції тиску, що визначаються згідно графіку на рис. 4.

Кінцевий тиск наприкінці руху визначається як

 МПа.

Безрозмірні тиски на початку та наприкінці заключного періоду:

Функції тиску визначаються згідно графіку на рис. 4.:

Отже визначаємо час заключного періоду:

0,787 с.

          5.6. Визначення часу прямого ходу.

Час прямого ходу пневмоциліндра визначається як сума часу підготовчого періоду, часу руху циліндру та часу заключного періоду.

t_пх= t_під+ t_р+t_зак=0,106+0,541+0,787=1,434 с.

5.7. Діаграма роботи пневмоциліндра.

На рис. 5 показана діаграма основного пневмоциліндра, на верхньому графіку зображено послідовність вистою та руху поршня при прямому ході від початку подачі керуючого сигналу на переключення розподільника, на нижньому – зміна тиску у напорній порожнині пневмоциліндра.

Рис.5. Діаграма роботи основного пневмоциліндра.

6. АНАЛІЗ ДИНАМІКИ ОСНОВНОГО ПРИВОДУ

При подачі стислого повітря в робочу порожнину, тиск в ній зростає до певної величини, необхідної для початку руху поршня (подавання сил тертя та попереднього натягу пружини). Оскільки пневмоциліндр відноситься до затискуючи пристроїв, основну частину робочого ходу на нього діють незначні навантаження (дія пружини), чим і пояснюється невеликим перепадом тисків у процесі переміщення поршня та часом руху. Для заключного періоду характерне зростання тиску у робочій порожнині до магістрально, на яке підводиться найбільша частина час циклу прямого ходу пневмоциліндра.

Розрахунковий час спрацювання дорівнює t_пх=1,434 с., а очікуваний за завданням. t_ОЧ=1,5 с. Таким чином динамічний розрахунок можна вважати задовільним.

ЛІТЕРАТУРА

1.  Методические указания к курсовой работе по курсу "Проектирование объёмного пневмопривода". – Киев: КПИ, 1984. – 50с.

2.  Пневматические устройства и системы в машиностроении. Справ./ Под ред. Герц Е.В. - М.: Машиностроение, 1981, - 408 с.

3.  ГОСТ 15608-70. Пневматические цилиндры.

4.  Элементы и устройства пневмоавтоматики высокого давления. Справочник. - М.: НИИМАШ, 1978.