Расчет пневмоприводов и пневмосистем

В АТП эксплуатируют довольно большой перечень видов гаражного оборудования, в котором используется энергия сжатого воздуха. Это пневмоподъемники, пневмоприжимы, прессы, сборочно-разборочные стенды, пневмоинструмент и т. д.

Рассмотрим основные методы расчетов элементов пневмосистем.

Основными выбираемыми и расчетными параметрами пневмоприводов являются усилие на штоке пневмоцилиндра P, давление воздуха в системе р_в, величина перемещения штока S_ш, внутренний диаметр трубопроводов d и др.

В АТП имеется, как правило, единая система подачи сжатого воздуха с давлением 6... 12 атм. Давление для потребителей может регулироваться в сторону уменьшения.

Расчетная схема поршневого пневмоцилиндра приведена на рис. 3

Рис. 3. Расчетная система пневмоцилиндра: 1 – воздухопровод; 2 – цилиндр; 3 – поршень; 4 – возвратная пружина; 5 – шток поршня

Толкающее усилие на штоке пневмоцилиндра определяется по формуле

P = πD² / 4 p_В η_Ц – q, (56)

где η_Ц – КПД пневмоцилиндра;

q – сопротивление возвратной пружины.

В расчетах обычно сопротивление пружины учитывают с помощью коэффициента k = 0,98. C учетом этого формула имеет вид

P = 0,77 D² p_B η_Ц. (57)

Втягивающее усилие на штоке определяется выражением

P = 0,77 (D² – d²) p η. (58)

Диаметр цилиндра при толкающем усилии

D = (P / 0,77 p_B η_Ц)^1/2. (59)

Диаметр цилиндра при втягивающем усилии

D = 2(P / 0,77 p_B η_Ц + d²)^1/2. (60)

Диаметр штока d = (0,3... 0,7)D. Расчетное значение D округляется до стандартного по МН 1250-60. Стандартный ряд диаметров – 5, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 22, 28, 32, 38, 45, 55, 653, 70, 80, 90, 105, 110, 140, 160, 180, 220, 280, 320, 450.

Величина хода штока определяется конструктивно, в зависимости от выполняемой операции.

Расчетная схема пневмопривода диафрагменного типа приведена на рис. 4.

Рис. 4. Расчетная схема диафрагменного пневмопривода: 1 – воздухопровод; 2 – корпус пневмокамеры; 3 – диафрагма; 4 – упорная шайба; 5 – возвратная пружина; 6 – шток

В гаражном оборудовании применяют плоские и тарельчатые резино-тканевые диафрагмы.

Величина силы P на штоке определяется для исходного положения диафрагмы и в конце рабочего хода S_п. Для тарельчатых диафрагм S_п = 0,3 D, для плоских S_п = (0,07... 0,22)D.

Для исходного положения

P = pв [(π (D + d₁)²) / 16], (61)

где d₁ – диаметр упорной шайбы.

Для второго случая в конце рабочего хода

P = pв [(0,75π (D + d₁)²) / 16] – q. (62)

Принимая вместо q поправочный коэффициент k = 0,98, имеем

Р = 0,15pв (D + d₁)². (63)

При заданном усилии Р на штоке можно определить рабочий диаметр диафрагмы

D = (16Р / π pв)^1/2 – d₁. (64)

Принимая d₁ = 0,7D и для плоских и для тарельчатых диафрагм

D = 1,33 (Р/ pв)^1/2. (65)

Размеры диафрагм нормализованы и имеют значения, приведенные в табл. 1.

Таблица 1

Дата добавления: 2014-11-29