Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Приводы технологического оборудования. Лабораторный практикум. Учебное пособие
.pdf
Практическая работа № 3
1. Опишите выбор способа регулирования пневмопривода.
2. Опишите выбор номинального рабочего давления.
3. Изложите последовательность подбора типа пневмодвига
теля и определения давления, реализуемого на нем.
4. Изложите последовательность подбора пневмоаппаратов.
71
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 4.
СОСТАВЛЕНИЕ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ СХЕМ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Цель: научиться собирать пневматические схемы технологи
ческого оборудования.
Задание: разработать с помощью программного обеспечения
FLUIDSIM и собрать на стенде пневматические схемы техноло
гического оборудования:
• управления пневмоцилиндром одностороннего действия с
помощ ью ра спр едели теля 3/2 с ру чны м и пневмати че ск им уп р а в
лением;
• управления пневмоцилиндром двухстороннего действия с
помощью распределителей с ручным управлением;
• управления пневмоцилиндром двухстороннего действия с
по мощ ью д ву х ра сп редел ит е лей и элемент ов фу нк ци й «И ЛИ» и «И».
Оснащение: лабораторный стенд; пневмоцилиндр односто
роннего действия; распределители 3/2 с ручным и пневмати
ческим управлением; пневмоцилиндр двухстороннего действия;
распределитель с ручным управлением элементов функций
«ИЛИ» и «И»; чертежные принадлежности (карандаш, линейка);
программное обеспечение FLUIDSIM.
Пневматический привод (пневмопривод) – совокупность
устройств для приведения в движение частей машин и механиз
мов посредством энергии сжатого воздуха.
72
Практическая работа № 4
Пневматический привод состоит из двух основных час тей:
силовой и управляющей. Функционально силовую часть пневмо
привода можно разделить на следующие под системы:
• подготовки воздуха;
• распределения параметров сжатого воздуха;
• ре гулирования параметров сжатого воздуха;
• исполнитель ных двигателей;
• передачи сжатого воздуха между уст ройствами привода.
Принципиальная схема пневматической системы воспроиз
водит ее структурную схему и показывает с помощью условных
графических обозначений, как соединены между собой отдель
ные конструктивные элементы системы. Обычно для большей
наглядности ее вычерчивают без учета действительного про
странственного расположения составляющих ее элементов и
строят по вертикали, как и структурные схемы. Общие правила
изображения пневматических схем аналогичны правилам изо
бражения гидравлических схем.
Принципиальные пневматические схемы технологиче ских уста
новок изображают в исходной позиции: давление питания подведе
но, установка «ждет» управляющего сиг нала. На схемах условному
графическому обозначению каждого пневмоустройства присваивают
цифровое позиционное обозначение по ГОСТ 2.7042011 или циф
ровой индекс, формируемый по определенным правилам (табл. 1).
Таблица 1
Цифровое позиционное обозначение
Наименование устройства Индекс
Аппаратура подготовки сжатого воздуха 0.1, 0.2, 0.3, ...…
Исполнительные механизмы (ИМ) 1.0, 2.0, 3.0, ...…
Исполнительные распределители 1.1, 2.1, 3.1,… ...
Устройства, подающие сигналы
на выдвижение штока цилиндра
(после точки – четное число)
Устройства, подающие сигналы на втя
гивание штока цилиндра (после
точки – нечетное число)
Регуляторы скорости и устройства,
расположенные между ИМ
и распределителями
1.2, 1.4, 1.6,… ... (для 1го ИМ)
2.2, 2.4, 2.6…, ... (для 2го ИМ)
1.3, 1.5, 1.7, ... …(для 1го ИМ)
2.3, 2.5, 2.7…, ... (для 2го ИМ)
1.01, 1.02,… 2.01, 2.02,… ...
73
Приводы технологического оборудования. Лабораторный практикум
Блок подготовки сжатого воздуха – это совокупность устройств
кондиционирования воздуха, которые должны располагаться на ка
ждой автономной машине или каж дом механизме в составе сложного
технологического обо рудования, потребляющего сжатый воздух. В за
висимости от конструктивного исполнения пневмоэлементов, входя
щих в конкретный пневмопривод, состав и количество уст ройств, со
ставляющих блок подготовки воздуха, могут быть различными.
В блок подготовки воздуха должны входить как мини мум
фильтрвлагоотделитель, редукционный клапан и маслораспы
литель, установленные последовательно. На рисунке 1, а пока
зано обозначение блока подготовки воздуха, состоя щего из от
дельных устройств. На принципиальной пнев мосхеме каждому
из них присваивают свой номер для вне сения в спецификацию.
На рисунке 1, б показано развернутое обозначение блока под
готовки воздуха, выполненного в виде моноблока, а на рисун
ке 1, в – его упрощенное обозна чение.
а б в
Рис. 1. Блок подготовки воздуха
Управление энергией сжатого воздуха, заключающееся в
регулировании таких его параметров, как давление и расход, а
также в распределении и направлении потоков сжатого возду
ха, осуществляется посредством клапанов давления, дросселей,
распределителей и других элементов направляющей и регули
рующей подсистем привода. В на правляющих и регулирующих
устройствах воздействие на поток сжатого воздуха осуществля
ется посредством под вижных запорнорегулирующих элементов.
Назначение запорнорегулирующего элемента состоит в измене
нии вели чины проходного сечения канала, через который прохо
дит поток сжатого воздуха.
Основными направляющими элементами пневмоприво дов
являются распределители. Функциональные возможно сти рас
пределителей характеризуются количеством рабо чих каналов,
количеством позиций переключения, нор мальной позицией рас
пределителя, способом управления, пропускной способностью.
74
Практическая работа № 4
Для цифрового обозначения рабочих пневмолиний распредели
телей используют одноцифровые индексы, а линии управления пнев
моаппаратами обозначают двузначными числами (рис. 2 и табл. 2).
2
12
2 4
14
10
2
12
1 3
а б в
Рис. 2. Индексация линий управления распределителей
1 3
3 5
1
Таблица 2
Цифровая и буквенная индексация пневмоаппаратов
Наименование линии
Линия питания (вход) P 1
Линия потребителя (выход) A, B 2, 4
Линия выхлопа (сброс воздуха в атмосферу) R, S 3, 5
Линия управления X, Y, Z 10, 12, 14
Индексация
буквенная цифровая
Первая цифра в двузначном обозначении совпадает с индек
сом линии пи тания, а вторая – с индексом линии потребителя,
в кото рую будет поступать сжатый воздух после подачи управ
ляющего сигнала. Так, индекс 12 (см. рис. 2, б и в) на линии
управления обозначает, что при наличии в этой линии пневма
тического сигнала управления сжатый воздух будет поступать к
потребителю по рабочей линии 2. Чтобы закоммутировать ли
нию потребителя 4 с линией питания 1, управляющий сигнал
надо подать в линию 14 (см. рис. 10.2, в). Индекс 10 (рис. 2, а)
проставляется на лини я х управле ния норма льно открытых пнев
мораспределителей и обо значает, что в случае поступления в эту
линию сигнала управления подача сжатого воздуха прекратится.
В тех случаях, когда сжатый воздух подается к исполнитель
ным механизмам непосредственно от пневморас пределителей с
механическим или мускульным управлени ем, говорят о прямом
уп ра влен ии . Р асход сж ат о го во зд у ха ре гу ли ру ют с це л ью уп р ав ле
ния скоростью движения выходных звеньев исполнитель ных ме
ханизмов (чем больше расход, тем выше скорость).
Простейшим элементом, позволяющим регулировать рас ход
возду ха, является дроссель. Управлять скоростью вы ходного зве
75
Приводы технологического оборудования. Лабораторный практикум
на пневмоцилиндров двухстороннего действия можно дроссели
рованием воздуха в линии нагнетания (ре гулирование на входе)
или в выхлопной линии (регулиро вание на выходе).
Регулирование скорости движения исполнительных меха
низмов не ограничивается только использованием дрос селей и
клапанов быстрого выхлопа. Существует множест во схемных
решений с применением клапанов давления, дополнительных
емкостей, внешних тормозных устройств и др. Все указанные
способы регулирования, как правило, связаны с необходимостью
размещения дополнительных устройств и поэтому обусловлива
ют увеличение размеров, массы и стоимости привода.
Регулирование давление в пневмоприводах осуществ ляют с
помощью предохранительных и редукционных клапанов давления.
Принципиальные отличия между этими двумя типами клапанов
состоят в следующем: предохрани тельные клапаны контролируют
давление «перед собой» и являются нормально закрытыми, а ре
дукционные – «за собой» и являются нормально открытыми.
Исполнительные пневмодвигатели преобразуют энергию сжа
того воздуха в линейное (пневмоцилиндры), поворотное (поворот
ные пневмодвига тели) или вращательное (пневмомоторы) движение
выход ного звена. Усилие, развиваемое исполнительным двигате лем,
пропорционально давлению сжатого воздуха, а ско рость движения
выходного звена двигателя определяется расходом воздуха.
Система управления (СУ) пневмоприводом осуществ ляет
функции управления и контроля, связанные с необхо димостью
выполнения целого ряда операций логического и вычислительного
характера. Уровень сложности логиче ских связей между входными
(информационными) и вы ходными (управляющими) сигналами
СУ зависит от коли чества исполнительных механизмов, которыми
требуется управлять, и алгоритма их совместной работы; необхо
димости обеспечить условия безопасной работы обслуживающего
персона ла; степени поддержки уста новкой различных сервисных
функций. Проектирование логических схем системы управления
приводом основано на использовании законов алгебры логики.
В пневматиче ских СУ можно реализовать логические функции
как с по мощью специа льных логических пневмоэлементов («И»,
«ИЛИ» и т. п.), так и с помощью распределителей.
В пневматических СУ функция «ДА» (рис. 3, а) может быть
реа лизована с помощью нормально закрытого моностабильного 3/2
пневмораспределителя (вид управления им может быть различным).
76
Практическая работа № 4
Логическая функция «НЕ», или логическое отрицание, реа
лизуется в пневматических схемах с помощью нор мально от
крытого моностабильного 3/2 пневмораспреде лителя (рис. 3, б ).
Производители пневматического оборудо вания, как правило, не
выпускают специальных элементов для реализации логических
функций «ДА» и «НЕ». Это объясняется тем, что данные функ
ции могут поддержи ваться серийно выпускаемыми моностабиль
ными пневмораспределителями, нормально закрытыми («ДА») и
нормально открытыми («НЕ») соответственно.
А
Х
а б
Рис. 3. Логические функции «ДА», «НЕ», реализованные
с помощью пневмораспределителей:
X – входной сигнал; А – выходной сигнал
Х
А
Реализацию логических функций «ИЛИ» и «И» осуществля
ют специальные логические клапаны (рис. 4).
А А
Х Х
X, Y – входные сигналы; А – выходной сигнал
Y
Рис. 4. Логические функции «И», «ИЛИ»:
АА
ХХ
Y
Х
YY
А
А
Х
Х
Y
Y
А
Y
1. Открыть программное обеспечение FLUIDSIM.
2. Выбрать необходимые элементы для разработки пневма
тической схемы управления пневмоцилиндром одностороннего
77
Приводы технологического оборудования. Лабораторный практикум
действия с помощью распределителя 3/2 с ру чным и пневматиче
ским управлением.
3. Начерти ть принц и пиа льну ю схему и подобрат ь со о тветс т ву
ющее оборудование на основе пневматического стенда FESTO.
4. Собрать на стенде принципиальную пневматическую схе
му, включить стенд, проверить работу схемы.
5. Выбрать необходимые элементы для разработки пневма
тической схемы управления пневмоцилиндром двухстороннего
действия с помощью распределителей с ручным управлением.
6. Начер т ить при нци п иа л ьну ю схему и подо бр а т ь с о отве т ству
ющее оборудование на основе пневматического стенда FESTO.
7. Собрать на стенде принципиальную пневматическую схе
му, включить стенд, проверить работу схемы.
8. Выбрать необходимые элементы для разработки пневматиче
ской схемы управления пневмоцилиндром двухстороннего действия
помощью двух распределителей и элементов функций «ИЛИ» и «И».
9. Начерт и ть при нцип иа льну ю схему и подобрат ь со о тветству
ющее оборудование на основе пневматического стенда FESTO.
10. Собрать на стенде принципиальную пневматическую схе
му, включить стенд, проверить работу схемы.
11. Оформить отчет по рекомендуемой форме.
Практическая работа № 4
Составление пневматических схем технологического оборудования
Цель: …
Задание:
Оснащение:
Выполнение работы и расчеты
Пневматическая схема управления пневмоцилиндром одностороннего действия
с помощью распределителя 3/2 с ручным и пневматическим управлением
78
Практическая работа № 4
Пневматическая схема управления пневмоцилиндром двухстороннего
действия с помощью распределителей с ручным управлением
Пневматическая схема управления пневмоцилиндром двухстороннего
действия с помощью двух распределителей и элементов функций «ИЛИ» и «И»
Выводы по результатам практической работы: …
1. Опишите конструкцию одностороннего пневмоцилиндра.
2. Опишите конструкцию распределителя 3/2 с ручным
управлением.
3. Опишите конструкцию распределителя 3/2 с пневматиче
ским управлением.
4. Опишите конструкцию двухстороннего пневмоцилиндра.
5. Опишите конструкцию распределителя с ручным управ
лением.
6. Опишите конструкцию распределителя с пневматическим
управлением.
7. Объясните назначение элементов функций «ИЛИ» и «И».
79
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 5.
КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА
ГЛАВНОГО ДВИЖЕНИЯ С БЕССТУПЕНЧАТЫМ
РЕГУЛИРОВАНИЕМ
Цель: сформировать умение выполнять кинематический расчет
привода главного движения с бесступенчатым регулированием.
Задание: произвести кинематический расчет привода.
Исходными данными для выполнения кинематического рас
чета служат:
• тяговое усилие Р, Н, и скорость движения v, м/с, тягово
го органа или вращающий момент Т, Н ∙ м, на приводном валу
рабочего органа машинного агрегата, угловая скорость ω, рад/с,
этого вала;
• диаметр барабана D, м;
• вид передачи (реверсивная и нереверсивная);
• срок службы передачи.
Оснащение: структурная схема привода.
Главные приводы по характеру переключения частот вра
щения шпинделя могут быть с непрерывным (бесступенчатым)
регулированием частот вращения. Эти приводы обычно имеют
регулируемые электродвигатели и коробки скоростей с неболь
шим числом ступеней z. Бесступенчатое регулирование частот
вращения шпинделя может быть чисто электрическим с приме
нением моторшпинделей или электромеханическим, которое
80
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]