3.3 Расчет быстродействия пневматического исполнительного механизма
Определим время распространения воздушной волны от блока управления системы до рабочей полости исполнительного механизма по формуле:
; (3.18)
где С – скорость распространения воздушной волны, определяемая по выражению:
м/с; (3.19)
.
Тогда:
Определим время наполнения начального объема рабочей полости ИМ до момента начала движения его рабочего органа.
Рабочий орган механизма совершает непрерывное возвратно-поступательное движение.
Для определения времени t2 строят графики изменения давления в рабочей полости (t2P) и выхлопной полости (t2B).
; (3.20)
; (3.21)
где Ψ2 – функция, определяемая по рисунку 2.2 [2] в зависимости от отношения 1/Рпит, Ψ2=0,17;
Ψ3 – функция, определяемая по рисунку 2.2 [2] в зависимости от отношения Рр/Рпит;
Ψ4 – функция, определяемая по рисунку 2.3 [2] в зависимости от отношения 1/РВ;
Ψ6 – функция, определяемая по рисунку 2.3 [2] в зависимости от отношения 1/РН, РН=(Nр.о./Fэ)+1
РН=2661,979/1256+1=3,119;
Ψ6=0, 84.
Таблица
3.1 - Расчет t2Р,
t2В
|
Рр, Рв |
Рр/Рпит |
ψ3 |
t2р |
1/Рв |
ψ6 |
ψ4 |
t2в |
|
1 |
0,166667 |
0,16 |
-0,0099338 |
1 |
0,84 |
1,05 |
1,12057028 |
|
2 |
0,333333 |
0,3 |
0,12913885 |
0,5 |
0,84 |
0,91 |
0,373523427 |
|
3 |
0,5 |
0,49 |
0,31788024 |
0,333333 |
0,84 |
0,845 |
0,026680245 |
|
4 |
0,666667 |
0,68 |
0,50662163 |
0,25 |
0,84 |
0,825 |
|
|
5 |
0,833333 |
0,86 |
0,68542927 |
0,2 |
0,84 |
0,79 |
|
Рисунок 3.1 – График зависимости РР и РВ от t2
По построенным графикам методом подбора определяют время t2, при котором будет соблюдено равенство:
; (3.22)
При Pp=3,85 кгс/см2 и PВ=1,83 кгс/см2 выполняется равенство (3.22), время t2=0,6 с.
Определим время движения рабочего органа в секундах:
; (3.23)
где Z – параметр времени движения рабочего органа, определяемая по графику рисунок 2.4 [2] в зависимости от отношения Pн/Pпит и конструктивного параметра К, который определяется по формуле:
; (3.24)
.
где
G=59.16
кг, масса подвижных частей исполнительного
устройства.
Определим Z:
Z=5,3.
Определим быстродействие механизма:
; (3.25)
3.4 Расчет расхода сжатого воздуха, потребляемого исполнительным механизмом
Определим максимальный объем пневматической системы:
; (3.26)
; (3.27)
; (3.28)
; (3.29)
Подставив значения в формулы (3.25), (3.26) и (3.24), получим:
;
;
.
Определение требуемой производительности компрессора:
; (3.30)
где: k3 – коэффициент запаса, учитывающий возможные потери воздуха в соединениях трубопровода и исполнительном механизме во время эксплуатации (k3=1,15-1,25);
N – число двойных ходов поршня в минуту.
.
3.5 Выбор компрессора, аппаратуры управления и блока подготовки воздуха
Выбор компрессора.
При выборе компрессора необходимо учитывать следующее:
- каталожное (паспортное) значение производительности компрессора должно быть больше или равно расчетному значению, т.е. Qкат≥Qрасч.
- каталожное (паспортное) значение выходного давления компрессора должно быть больше давления питания исполнительного механизма, т.е. рвых>рпит;
Выбираем
компрессор:
Наименование: С – 415М – 1
Производительность, м3/мин:0,63
Объем ресивера, л: 430
Давление, кгс/см2:10
Мощность двигателя, кВт: 5,5
Напряжение питания и фазность электродвигателя, В/фазы: 380/3
Масса, кг: 380
Выбор аппаратуры управления и блока подготовки воздуха.
Выбираем фильтр-влагоотделитель (3):
OSA 0050
Условный проход, мм: 25
Номинальное давление, кгс/см2:16
Пропускная способность, м3/ч: 5,0
Размер патрубков (вход/выход), дюйм: 1
Выбираем пневматический дроссель с обратным клапаном (6,7):
П-ДМ 25-2 УХЛ4
Dу, мм: 25
Выбор пневмораспределителей (4, 5, 8, 9) :
- главный пневмораспределитель (5): Пн/р 4/2 (для упр-я цилиндрами двухстор. действия) РЭП2.1.25 (Ду=25 мм, Рн=0,63МПа).
- пневмораспределитель (4): Серия 200, 3/2, присоединение – G1, привод – боковой переключатель(фиксируемый).
- пневмораспределители (8 и 9): Серия 200, 3/2, присоединение – G1, привод – плунжер.
Выбор трубопровода:
Труба стальная водогазопроводная (ГОСТ 3262 – 75), Ду=25 мм,