Лабораторная работа №5. Исследование принципа действия сар пневмосистемы машины контактной сварки с линейно изменяемым сварочным усилием.
5.1. Цели работы:
- изучить функциональное предназначение всех элементов САР пневмосистемы машины контактной сварки с линейно изменяемым сварочным усилием;
- исследовать имитационную модель САР пневмосистемы с целью определения характера влияния основных возмущающих воздействий на параметры силового цикла.
5.2. Содержание работы
Лабораторная работа № 5 посвящена изучению САР пневмосистемы машины контактной сварки и формируемых этой пневмосистемой силовых циклов сварки с изменяемым сварочным усилием во времени по линейному закону.
В случае точечной сварки ответственных конструкций из алюминиевых и магниевых сплавов толщиной свыше 4+4 мм наиболее близкой к оптимальной будет программа нарастания усилия во времени по линейному закону. Приведенная на рисунке 5.1. схема пневмосистемы и позволяет получить нарастание сварочного усилия по линейному закону.
Для линеаризации процесса нарастания усилия может быть использована схема с регулируемым дросселем. В системе имеется общий редукционный клапан 13, клапан 3 для управления давлением в верхней камере цилиндра 4, клапаны 1 и 2 для создания сварочного усилия и клапан 12 для выпуска воздуха из нижней камеры цилиндра. Схема включает также главный дроссель 8, вспомогательный дроссель 6, клапан 5 и обратный клапан 7.
При подаче давления через клапан 12 в нижнюю камеру цилиндра 4 давление одновременно подается на поршень дросселя 8 и заставляет последний занять положение, соответствующее его минимальному начальному открытию. Для создания сварочного усилия клапан 12 соединяет нижнюю камеру с атмосферой через главный дроссель 8. При этом воздух из поршневой камеры дросселя 8 через вспомогательный дроссель 6 и запорный клапан 5 стравливается в атмосферу. Дроссель 8 под действием пружины перемещается и постепенно увеличивает сечение для выхода воздуха из камеры цилиндра. Скорость открытия главного дросселя может регулироваться вспомогательным дросселем 6. При отсутствии в схеме запорного клапана 5 воздух из поршневой камеры дросселя 8 может направляться непосредственно в трубопровод между клапаном 12 и цилиндром.
Упругий элемент 10 между рабочим поршнем 9 и ползуном 11 обеспечивает легкую подвижность верхнего электрода при тепловом расширении деталей в процессе сварки. Кроме того, наличие упругого элемента
уменьшает вероятность заклинивания пневмопривода и несколько снижает ударную нагрузку при соприкосновении электрода со свариваемой деталью.
Рис.5.1.схема пневмосистемы с нарастанием сварочного усилия по линейному закону
Благодаря упругому элементу можно измерять и контролировать усилие на электродах по величине смещения ползуна относительно штока поршня. В силу того, что с течением времени проходное сечение дросселя 8 увеличивается, а падение давления в нижней камере ускоряется, то и закон изменения давления приближается к линейному. Пропорциональное время открытия главного дросселя 8 может быть достигнуто путем экспериментального подбора его конструктивных параметров, формы и величины начального проходного сечения. Следует отметить, что для перемещения дросселя 8 с постоянной скоростью, он должен быть выполнен в виде цилиндрического золотника. В принципе, принудительно задавая соответствующий закон движения дросселя 8, можно получить различные программы изменения усилия (в том числе, и с линейно изменяемым сварочным усилием).
5.3. Порядок выполнения работы
Изучить на лабораторной установке и по приведенной схеме (рис. 5.1.) конструкцию и принцип действия пневмосистемы машины контактной сварки с изменяемым во времени по линейному закону сварочным усилием.
Изучить функциональное предназначение всех элементов пневмосистемы машины контактной сварки с линейно изменяемым сварочным усилием.
Исследовать имитационную модель пневмосистемы с целью определения характера влияния основных возмущающих воздействий на параметры силового цикла. Имитационная модель представляет собой компьютерную реализацию математической модели, описывающей процессы, происходящие в пневмоприводе при изменении управляющих воздействий. Программное обеспечение выполнено на языке Delphi. Конечным результатом отработки программы является диаграмма силового цикла, построенная в реальном времени. Результатом исследования является определения характера влияния основных возмущающих воздействий на параметры силового цикла. Перед началом выполнения испытаний имитационной модели необходимо тщательно изучить соответствующие разделы «Справки», имеющейся в программе.
1. Произвести испытания имитационной модели, заполнить таблицу по форме 5.1 и выполнить регрессионный анализ полученных данных (определить угловой коэффициент уравнения линии нарастания сварочного усилия).
Таблица 5.1.
Результаты испытания имитационной модели
№ реж-има |
давление сжатого воздуха рр.ном, Па (задается) |
Начальное сварочное усилие Рсв.н, Н (задается) |
Время сварки tсв, с (задается преподавателем) |
Конечное сварочное усилие Рсв.к, Н |
Нарастание сварочного усилия ΔРсв, Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Определение зависимости продолжительности цикла от величины рабочего давления сжатого воздуха (при работе системы в режиме № ….….., Рсв = ……..….. Н и tсв = ………., с)
Таблица 5.2.
Результаты испытания имитационной модели
№ опыта |
давление рр.ном, Па (задается преподавателем) |
Продолжитель-ность цикла tц, с |
Производитель-ность, циклов, циклов в с |
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
4 |
|
|
|
5 |
|
|
|
Примечание: По полученным данным построить зависимости tц = f(рр.ном).
3. Проанализировать полученные результаты и сформулировать выводы.
4. Проанализировать результаты и оформить отчёт в требуемом объёме (см. стр. 3).