Расчет пневмопривода

Содержание

Введение        4

1 Энергетический расчет        5

2 Расчет пневмосистемы        8

3 Расчет времени срабатывания привода        14

Список использованных источников        17

Введение

Приводы являются составной частью всех технологических машин. Они обеспечивают в соответствии с заданным технологическим циклом работы перемещение, позиционирование и необходимое силовое воздействие рабочих органов машины. Типы применяемых приводов очень разнообразны. Можно выделить механические, электрические, электромагнитные, пневматические и гидравлические приводы.

При конструировании робототехнических систем, технологического оборудования различного назначения широкое распространение получили пневматические системы различных типов. Это связано с тем, что благодаря простоте управления и невысокой мощности управляющих сигналов пневматические системы удобно использовать при создании как программно управляемого оборудования, так и различных автоматизированных приспособлений. Кроме того, пневматические системы обладают достаточно высоким быстродействием, отличаются простотой конструкции, высокой надежностью, хорошими удельными показателями, пожаробезопасностью, отсутствием загрязнения окружающей среды.

Целью данной работы является закрепление теоретических знаний, получение практических навыков расчета пневмогидравлических систем и решение задач, связанных с определением конструктивных параметров и времени срабатывания привода.

1 Энергетический расчет

Цель расчета – определение конструктивных параметров пневмопривода.

Предполагаем, что участки разгона и торможения поршня двигателя значительно меньше рабочего хода, принимаем в качестве расчетной модели трапецеидальный закон изменения скорости.

Время полного движения поршня

[pic 1],

[pic 2]

Определяем максимальную скорость поршня

[pic 3],

где [pic 4]-время разгона

[pic 5]=0,2[pic 6]

[pic 7]=0,2·1,2=0,24[pic 8]

[pic 9]

Ускорение при разгоне поршня

[pic 10]

[pic 11]

Полезная нагрузка

[pic 12],

[pic 13]

Предварительное значение полной нагрузки

[pic 14]

[pic 15]

Полезная площадь поршня

[pic 16],

где [pic 17]=0,5МПа – для пневмосистем

[pic 18]– безразмерная нагрузка, [pic 19]

[pic 20]

Диаметр рабочей камеры

[pic 21]

[pic 22]

Согласно ГОСТ 12447-80: принимаем диаметр цилиндра 80 мм, диаметр штока 25 мм.

Площадь рабочей поверхности, м2

[pic 23]

[pic 24],

Площадь выхлопной поверхности, м2 

[pic 25]

[pic 26]

Коэффициент асимметрии полостей

[pic 27]

Определяем силу трения при уплотнении штока и поршня резиновыми манжетами. Для штока манжета 1-025-3 ГОСТ 6678-72 b = 6 мм, для цилиндра манжета 1-80-3 ГОСТ 6678-72  b =6,5 мм

Количество манжет уплотнений штока n1 = 2, для цилиндра n2 = 2.

Уточняется значение полной нагрузки Р на поршень

P=P1 + P2 + P3,

где P2 – сила трения;

P3 – сила противодавления

При уплотнении штока и поршня резиновыми кольцами круглого сечения или резиновыми манжетами (воротниками) сила трения определяется по формуле

[pic 28], где

где D – диаметр уплотняемой поверхности;

b – ширина манжеты или кольца;

[pic 29] – коэффициент  трения, [pic 30]=  0,13...0.15;

n – число манжет или колец уплотнений;

Рк – принятое радиальное давление уплотнения, Рк = 0,7 МПа.

Сила трения при уплотнении штока

[pic 31]

Сила трения при уплотнении цилиндра

[pic 32]

Сила трения двигателя

Р2 = [pic 33] + [pic 34]

Р2 = 99+343=442Н

Силу противодавления определяем по формуле

[pic 35],

где [pic 36] – давление в выхлопной полости;

[pic 37]–атмосферное давление