Конструктивные разработки
Схема управления пневмоприводом показана на рисунке 4.5. Принцип работы схемы заключается в использовании автоматического переключателя – реле, которое либо в положении 1 подает воздух в поршневую полость (подъем штабеля вверх), либо в положении 2 воздух не подается (удерживание штабеля на месте), либо в положении 3 воздух подается в штоковую полость (опускание штабеля вниз).
Эта схема хороша тем, что не требует специальных приспособлений для подъемного механизма. Оператор может сам выбрать, на какую высоту ему нужно поднять штабель, имеется так же возможность корректировки подъема путем включения обратного действия реле.
1 – пневмоцилиндр; 2 – реле.
Рис. 4.5. Схема управления пневмоприводом
Расчет времени срабатывания пневмоцилиндра
При теоретических расчетах время срабатывания пневмопривода tc, c, в зависимости от коэффициента отношения давлений К может быть определено по формулам (4.10) и (4.11)
при К > 0,528
,
(4.10)
при К ≤ 0,528
,
(4.11)
где L – ход поршня, см;
К – коэффициент отношения давлений.
Ход поршня L, см, превышает высоту штабеля hшт, м, на 15 %
.
см.
Отношение диаметра воздуховода d, мм, к диаметру поршня D, мм, найдем следующим образом
,
0,0106.
Коэффициент отношения давлений К определим по формуле (4.12)
,
(4.12)
где РН – приведенная сила на штоке в начале движения, Н;
F – площадь поршня, м2;
β – коэффициент, учитывающий трение между поршнем и цилиндром;
рр – давление воздуха позади поршня (таблица 4.2), МПа.
Площадь поршня F, м2, рассчитывается по формуле (4.13)
(4.13)
0,2826
м2.
0,64.
Так как коэффициент К > 0,528, то расчет времени срабатывания пневмопривода tc, c, производится по формуле (4.10)
99,6
с.
Для того чтобы поднять штабель пиломатериалов из дуба размерами 6,5×1,8×1,5 м на высоту 1,7 м потребуется 100 секунд.
В действительности, при подъеме штабеля на определенную высоту по мере разгрузки штабеля, нагрузка на шток пневмоцилиндра постоянно уменьшается. Поэтому время срабатывания пневмопривода будет уменьшаться, либо можно уменьшить подаваемое давление (см. рисунок 4.5).
4.3.2. Скорость истечения воздуха
Скорость истечения воздуха vист, м/с, определяется по формуле (4.14)
,
(4.14)
где Т – абсолютная температура воздуха по шкале Кельвина, К;
К – коэффициент отношения давлений (формула 4.12).
244,11
м/с.
4.3.3. Расчет расхода воздуха
Расход воздуха при истечении его из отверстия зависит от площади сечения отверстия, температуры и давления.
Массовый расход воздуха G, кг/с, при истечении можно определить по формуле
(4.15)
где f – минимальное сечение отверстия, м2;
р – давление сжатого воздуха, МПа;
Vуд – удельный объем сжатого воздуха, м3/кг.
Площадь сечение отверстия определяется по формуле
(4.16)
где d – диаметр отверстия для подачи воздуха, м.
Удельный объем сжатого воздуха определим по формуле
(4.17)
где R – газовая постоянная воздуха, Н∙м/кг∙К;
Т – температура воздуха по шкале Кельвина, К.
Газовая постоянная для сухого воздуха составляет R = 287 Н∙м/кг∙К.
Объемный расход воздуха Q, м3/с, определяется по формуле
(4.18)
где
–
удельный вес воздуха, Н/ м3.
Удельный вес воздуха составляет =12,6 Н/ м3.
0,14063
м3/кг.
31,65∙10-6
м2.
0,046
кг/с.
0,037
м3/с.