Билет 4

1. Уранвения динамики двухстороннего пневмопривода

Динамический расчет пневмо привода заключается в определении его рабочего цикла.

Время срабатывания распределителя t1 определяется в зависимости от его конструкции, оно находится как время движения золотника под действием электро механических и других сил.Часто этим временем пренебрегают из-за его малости по сравнению с временем цикла.

Время распространения волны давления от распределителя до двигателя определяется по формуле.где- длинна трубопровода, а-скорость звука в воздухе (а=341м/с).

Время изменения давления в рабочих полостях двигателя до начала движения поршня определяется как время наполнения рабочей полости и веремени истечения сжатого воздуха в атмосферу.Время заполнения сжатого воздуха определяется по формуле

где -начальный обьем рабочей полости трубопровода соединяющего его с пневмораспределителем

-Скорость звука в заторможенном состоянии;-давление в магистрали.P1нач-начальное давление в рабочей полости. Р1к-давление соответствующее начальному движению поршня. φ(р₁/р_м) -функция расхода. Время истечения воздуха определяется по формуле, гдеVв-обьем выхлопной полости. Ра-атмосферное давление; Р2-текущее давление в выхлопной полости Р2нач-начальное давление.φ(р_а/р₂) -функция расхода. Для определения давлений Р1к и Р2к необходимо использовать уравнения равновесия поршня: Р1Аn-АшР2=Fн. Ур-я движения поршня двухстор. пневмопривода имеет вид(1)

m-масса поршня и присоедененных последовательно к нему движущихся частей

b- коэф вязкого трения с-жесткость нагрузки Уравнение 1 записано для общего случая нагружения привода как переменными так и постоянными силами

-время в течение которого поршень совершает рабочий ход. Уравнение 1 решаем совместно с уравнениями характеризующими изменения давлений в рабочей и выхлопной полостях цилиндра. Для наполнения:(2)

формула для опорожнения (3)

Решение нелинейных уравнений 1,2,3 производится численными методами интегрирования, шаг интегрирования выбирают в зависимости от точности расчета, интегрирование проводится до тех пор покаy=s. Заключительное время- в течении которого давление в рабочей полости возрастает до требуемой величины, а выхлопное падает до атмосферного. За начальные параметры принимается давления Р1 и Р2 в конце движения.в большинстве случаев учитывается только время наолнения. Уравнения динамики одностороннего привода

легко получить из рассмотренных уравнений динамики двухпозиционного пневмопривода как частный случай.

2.Насосы с механическим приводом. Подача насоса. Диаграмма подачи однопоршневого насоса. Способы выравнивания подачи.

Поршневой насос – это гидромашина в которой преобразование механической энергии в гидравлическую осуществляется с помощью вытеснителя, совершающего возвратно-поступательное движение в цилиндре.

Насосы с механическим приводом применяют для перемещения больших объёмов жидкости при сравнительно высоких давлениях.

Величина ходаhпоршня равна 2r.

Рабочий объём: q=h*S=2r*S(м³)S– площадь поршня.

Средняя расчётно-геометрическая подача: Q_T=g*n=2r*S*n, (м³/с)

n– частота вращения кривошипа.

Также подачу можно представить в таком виде: Q=V_п*S_п, поскольку площадь поршня для данного насоса =const, то изменение текущей подачи зависит лишь от изменения скорости:Q=V_пS_п=S*r**sin, гдеV_п=r**sin

Подача на графике представляется в виде sin-ды, т.е. носит неравномерный пульсирующий характер.- характеризует неравномерность подачи.Q_cр=h*S*n;Q_max=S*r*Рис. Диаграмма подачи одно-поршневого насоса.

Из диаграммы видно, что работа насоса имеет пульсирующий характер.

Более равномерная подача рабочей жидкости достигается в поршневых насосах 2-ух кратного действия.

Основной способ выравнивания подачи является применение насосов многократного действия.

Схема насоса 2-х кратного действия с гидроаккумулятором.

У такого вида насоса будет неравномерность подачи в следствии разности рабочих объёмов(q₁иq₂):

Можно обеспечить равные подачи такого насоса при прямом и обратном ходе поршня конструктивными мероприятиями при условии : илиD²=2d² Подача как при прямом так и при обратном ходе поршня

Для выравнивания подачи применяют кулачковые насосы с несколькими цилиндрами, например, с 3-ёх цилиндровый поршневой насос рис1., аксиально-поршневой насос рис2.

Рис. 1 Рис.2

Диаграмма подачи 3-х поршневого насоса. Из диаграммы видно, что с увеличением числа цилиндров выравнивается подача насоса.

3. Гидроусилитель с гидромеханической ОС

Гидроусилитель – гидропривод предназначенный для преобразования входного сигнала Хупр в перемещение У выходного звена привода.На рис-ке представлен ГУ с гидромеханической ОС. При нейтральном положении золотника распр-ля 1 расходы через щели распр-ля одинаковы. Силы действующие на поршень гидродвмгателя в полостя А и Б уравновешивают друг друга. Поршень не двигается. Расходы ж-ти через щели распр-ля 3 также равны. При перемещении золотника р-ля 1 влево – ГЦ2 двигается вправо, через рычаг 4 перемещая влево золотник р-ля 3. Равновесное состояние системы наступит в тот момент, когдарасходы через правые и левые щели распр-лей сравняются. При перемещении золотника р-ля 1 вправо процесс повторяется в обратном порядке. При возникновении силы Р стремящейся переместить поршень ГЦ влево двигаясь поршень черкз рычаг 4 перемещает золотник р-ля 3 вправо перекрывая щель связывающую полость А ГЦ2 со сливом. В полостях А и Б возникает давлениедействующее на поршень с силой Р1, стремящейся вернуть р-ль в исходное состояние.

“+” – возможность управления на больших расстояниях

Мех-я ОС – с помощью рычага; Гидр-я ОС – путем изменения проход. сеч. в нижнем р-ле.