
- •Содержание
- •Структура пневматических приводов 9
- •Переключающие регистры 176
- •Основные газовые законы 205
- •1. Структура пневматических приводов
- •1. Структура пневматических приводов
- •1. Структура пневматических приводов
- •1. Структура пневматических приводов
- •1. Структура пневматических приводов
- •2. Физические основы функционирования пневмосистем
- •2.1. Основные параметры газа
- •2. Физические основы функционирования пневмосистем
- •2. Физические основы функционирования пневмосистем
- •2.2. Основные физические свойства газов
- •2. Физические основы функционирования пневмосистем
- •2.3. Основные газовые законы
- •2. Физические основы функционирования пневмосистем
- •2.4.1. Расход
- •2. Физические основы функционирования пневмосистем
- •2.4.2. Уравнение Бернулли
- •2. Физические основы функционирования пневмосистем
- •2.4.3. Режимы течения
- •2. Физические основы функционирования пневмосистем
- •2.4.4. Истечение газа через отверстие
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3.1. Производство и подготовка сжатого воздуха
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3.2. Компрессоры
- •3.2.1. Объемные компрессоры
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3.2.2. Динамические компрессоры
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3.3. Устройства очистки и осушки сжатого воздуха
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3.4 Ресиверы
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3.5. Трубопроводы. Соединения трубопроводов
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3.6. Блоки подготовки воздуха
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •4. Исполнительная подсистема
- •4. Исполнительная подсистема
- •4.1. Пневматические цилиндры
- •4. Исполнительная подсистема
- •4.1.1. Пневмоцилиндры одностороннего действия
- •4. Исполнительная подсистема
- •4. Исполнительная подсистема
- •4. Исполнительная подсистема
- •4.1.3. Позиционирование пневмоцилиндров
- •4. Исполнительная подсистема
- •4. Исполнительная подсистема
- •4.1.4. Бесштоковые пневмоцилиндры
- •4. Исполнительная подсистема
- •4. Исполнительная подсистема
- •4. Исполнительная подсистема
- •4.2. Поворотные пневматические двигатели
- •4.3. Пневмодвигатели вращательного действия — пневмомоторы
- •4. Исполнительная подсистема
- •4, Исполнительная подсистема
- •4. Исполнительная подсистема
- •4. Исполнительная подсистема
- •4. Исполнительная подсистема
- •4.4.1. Цанговые зажимы
- •4.4.2. Пневматические захваты
- •4. Исполнительная подсистема
- •4. Исполнительная подсистема
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5.1. Пневматические распределители
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5.1.1. Моностабильные пневмораспределители
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5.1.2. Бистабильные пневмораспределители
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5.1.3. Монтаж пневмораспределителей
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5.1.4. Определение параметров пневмораспределителей
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5.2. Запорные элементы
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5.3. Устройства регулирования расхода
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5.4. Устройства регулирования давления
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •6. Информационная подсистема
- •6. Информационная подсистема
- •6.1. Пневматические путевые выключатели
- •6. Информационная подсистема
- •6. Информационная подсистема
- •6.2. Струйные датчики положения
- •6. Информационная подсистема
- •6. Информационная подсистема
- •6. Информационная подсистема
- •6. Информационная подсистема
- •6.3. Пневмоклапаны последовательности
- •6. Информационная подсистема
- •6.4. Индикаторы давления
- •6. Информационная подсистема
- •6.5. Счетчики импульсов
- •7. Логико-вычислительная подсистема
- •7. Логико-вычислительная подсистема
- •7.1. Основные логические функции
- •7. Логико-вычислительная подсистема
- •7. Логико-вычислительная подсистема
- •7.2. Логические пневмоклапаны
- •7. Логико-вычислительная подсистема
- •7. Логико-вычислительная подсистема
- •7. Логико-вычислительная подсистема
- •7. Логико-вычислительная подсистема
- •7. Логико-вычислительная подсистема
- •7. Логико-вычислительная подсистема
- •7.3. Пневмоклапаны выдержки времени
- •7. Логико-вычислительная подсистема
- •7. Логико-вычислительная подсистема
- •7. Логико-вычислительная подсистема
- •7.4. Реализация функции запоминания сигнала в пневматических системах
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8.1. Циклические пневмосистемы хода
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8.1.1. Формы представления хода технологического процесса
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8.1.2. Методы проектирования пневматических сау
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8.1.3. Переключающие регистры
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8.1.4. Реализация сервисных функций в пневматических системах
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8.2. Пневмогидравлические приводы
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8.3. Системы позиционирования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •9. Релейно-контактные системы управления
- •9.1.2. Электромеханические путевые (концевые) выключатели
- •9. Релейно-контактные системы управления
- •9.1.3. Бесконтактные путевые выключатели
- •9. Релейно-контактные системы управления
- •9. Релейно-контактные системы управления
- •9. Релейно-контактные системы управления
- •9.3. Устройства преобразования сигналов
- •9.3.1. Электропневматические преобразователи
- •9. Релейно-контактные системы управления
- •9.3.2. Пневмоэлектрические преобразователи (реле давления)
- •9. Релейно-контактные системы управления
- •9.4. Реализация логических функций в релейно-контактных системах управления
- •9. Релейно-контактные системы управления
2. Физические основы функционирования пневмосистем
Во всех элементах, приборах и системах пневмоавтоматики рабочей средой является предварительно сжа--тый в компрессоре воздух (в некоторых особых случаях применяют другие газы), который окружает нас в по-вседневной жизни. Воздух представляет собой газовую смесь, в основном состоящую из двух газов: азота N2 78.08%) и кислорода О2 (20,95%). В небольших количествах в нем присутствуют инертные газы — аргон Аг, неон Ne, гелий Не, криптон Кr и ксенон Хе — и водород Н2 (0,94%), а также диоксид углерода (углекислый газ) СО2 (0,03%). Помимо этих газов воздух содержит некоторое непостоянное по величине количество водяного -ара (влаги).
Работа пневматических элементов основывается на использовании энергии сжатого воздуха, а также физи--ческих эффектов, возникающих при его движении. Законы, описывающие эти процессы, подробно изучаются в курсе механики жидкости и газа. Далее в этом разделе мы уделим внимание только основным газовым законам.
2.1. Основные параметры газа
Давление. Если некоторое внешнее усилие воздействует на какой-либо замкнутый объем воздуха через подвижной элемент, например поршень, то в воздухе создается внутреннее давление, равномерно действующее на все поверхности, ограничивающие этот объем (рис. 2.1). Данное положение следует из закона Паскаля: давление, оказываемое на внешнюю поверхность жидкости (газа), передается всем точкам этой жидкости (газа) и по всем направлениям одинаково.
Рис.
2.1. Иллюстрация действия закона Паскаля
Значение внутреннего давления не зависит от формы объема, занимаемого воздухом, и определяется как результат деления модуля внешней силы на площадь поперечного сечения поршня:
Усилие Давление =
Площадь поперечного сечения
Обычно в технической литературе используются следующие обозначения (латинскими буквами): давление — р, сила — F, площадь — S. Таким образом, давление находят из соотношения
F
Поскольку в международной системе единиц СИ (см. приложение 1.1) единицей площади является м2, а единицей силы — Н (ньютон), то единицей измерения давления будет Н/м2. Эта единица носит название пас-каль и обозначается Па:
1 Па = 1 Н/м2.
Давление может измеряться в различных существующих единицах (см. приложение I.2). Однако на практике следует применять единицу измерения паскаль [Па], а также производные от нее, такие как килопаскаль [кПа], мегапаскаль [МПа] и т. п.; в виде исключения используют бар [бар]:
1 бар = 105 Па = 102 кПа = 0,1 МПа.
2. Физические основы функционирования пневмосистем
Давление
атмосферного воздуха на находящиеся
в нем предметы и на земную поверхность
называют атмосферным
давлением и обозначают р(атм).
В
каждой точке атмосферы атмосферное
давление определяется весом
вышележащего столба воздуха; с высотой
его значение уменьшается. Атмосферное
давление может меняться
в зависимости от погодных условий и
географического положения местности;
на уровне моря его значение
колеблется от 0,098 до 0,104 МПа (0,98 до 1,04
бар). Среднее значение ратм
составляет
0,101325
МПа (1,01325 бар).
В пневматических системах используют, как правило сжатый воздух, абсолютное значение давления рабс которого в несколько раз превышает атмосферное давление. Для удобства отсчета уровня давления в технике пользуются понятием избыточного давления.
Избыточным давлением р(изб) называют превышение значением абсолютного давления воздуха значения атмосферного давления. Недостаток абсолютного давления относительно атмосферного называют вакуумет-рическим давлением или просто вакуумом р вак (рис. 2.2).
Рис.
2.2. Системы отсчета величины давления
Приборы для измерения избыточного давления называют манометрами. За нулевую точку шкалы манометров принимают атмосферное давление.
Для измерения вакуума используют вакуумметры, шкала которых проградуирована от 0 до -1 бар; вакуумная техника позволяет получить разрежение рабс = 10~10 Па (105 бар). Приборы, позволяющие измерять и вакуум, и избыточное давление, называют мановакуумметрами. Существуют также манометры для измерения абсолютного давления, но их применяют только в специальных случаях. В теоретических расчетах всегда используют значение абсолютного давления.
Температура. Для измерения температуры существуют различные шкалы (см. приложение I.2), но в настоящее время применяют только две из них — термодинамическую и Международную практическую, градуированные соответственно в Кельвинах (К) и в градусах Цельсия (°С).
В Международной практической шкале 0 и 100°С являются соответственно температурами замерзания и кипения воды (так называемые реперные точки) при давлении 1,013 * 105 Па (1,013 бар).
Во все термо- и газодинамические зависимости входит термодинамическая температура Т, которую отсчитывают от абсолютного нуля температуры, представляющего собой такое ее теоретическое значение, при котором газы не обладают упругостью, а объем их становится равным нулю.
Термодинамическая, или абсолютная, температура Т [К] и температура по Международной практической шкале t[°C] связаны соотношением Т= t + 273,15.
Плотность. Еще одним важнейшим параметром, характеризующим состояние газа, является плотность р [кг/м3] — отношение массы вещества m [кг] к объему V[m3], который эта масса занимает:
Удельный объем. Удельный объем v [м3/кг] — это величина, обратная плотности: v = Мр.
14