Пневмоприводов, методы расчета выходных параметров

Коэффициент полезного действия гидро- и

Пневмоприводы для покраски автомобиля.

Вспомогательные устройства.

Основные направления использования пневматических систем

Контрольно-диагностическое оборудование.

В целом применяемость пневматических систем на автомобилях можно распределить по трем основным группам оборудования:

агрегаты трансмиссии;

элементы системы управления;

тормозной привод и рулевое управление;

приводы элементов управления трансмиссии — блокировки дифференциалов;

пневмоусилители сцепления;

централизованная система подкачки шин и регулировки давления воздуха в них;

пневмоприводы стеклоочистителей;

пневмоприводы звуковых сигналов;

пневмоприводы механизмов открывания дверей и люков;

пневмоприводы внешней очистки автомобиля (от щепы, пыли);

Контрольные вопросы:

1. Дайте определение гидравлического объёмного привода и гидравлической передачи.

2. Перечислите области примененения гидравлических и пневматических приводов на автомобильном транспорте, гаражном оборудовании и в службах автосервиса.

3. Назовите основные части гидропривода и укажите их назначение.

4. Перечислите основные параметры гидроприводов.

5. Перечислите положительные стороны гидропривода и их недостатки.

Изучаемые вопросы:

— Техническое задание на разработку проекта гидропривода.

— Статический расчет следящего гидропривода.

— Проектный динамический расчет.

В техническом задании на разработку проекта гидропривода указываются: тип и марка оборудования, максимальная полезная нагрузка, задающая подача, точность обработки, циклограмма рабочего органа. Для следящего гидропривода указывается система автоматического управления.

Статический расчет следящего гидропривода дополняет расчет гидропривода с цикловым управлением.

В статический расчет входит определение конструктивных параметров гидропривода (размеры силового гидроцилиндра, диаметр трубопроводов, марка рабочей жидкости, номинальное давление и т.п.).

При расчете следящего гидропривода с копировальным управлением разрабатывается узлы исполнительного силового механизма копировального устройства (гидродвигатель со следящей кареткой или фрезерной головкой); управляющее автоматическое устройство (следящий золотник с устройством передачи информации от программоносителя); механизмы крепления камеры и обратной связи, позволяющие выполнить все требуемые настройки и работу системы с заданной точностью.

При расчете гидропривода в станках с числовым программным управлением отпадает необходимость разработки копировального устройства.

Статические расчеты следящего гидропривода с гидроусилителем производятся совместным решением уравнений статического равновесия исполнительного органа и уравнений неразрывности потоков рабочей жидкости через управляющий элемент (чаще всего дросселирующий золотниковый распределитель).

Точность и жесткость следящего гидропривода в установившихся режимах, т.е. при постоянных скоростях и нагрузках определяются их статическими характеристиками, выражающими функциональную зависимость между погрешностью воспроизведения (рассогласованием), скоростью перемещения (следящая подача) рабочего органа и действующей на него статической нагрузкой.

В статическом расчете определяются также коэффициенты усиления по скорости, по расходу, скольжения. Параллельно со статическим расчетом производится эскизная проверка узлов проектируемой конструкции и ее компоновка на технологическом оборудовании.

Точность и жесткость гидравлических следящих приводов, определяемые их статическими характеристиками, могут быть достигнуты лишь при условии обеспечения устойчивости рабочих органов станка, которые должны также обладать требуемым динамическим качеством.

Динамический расчет ставит задачи определения параметров, удовлетворяющих заданным показателям динамического качества проектируемого гидропривода.

При выполнении динамического расчета в первом приближении рассматривается линеаризованная модель следящего гидропривода, определяются критерий её устойчивости в переходном процессе, вид переходной функции, показатели динамического качества регулирования (перерегулирование, быстродействие, плавность движения, колебательность).

При работе пневмоприводов происходит теплообмен между воздухом, движущимся в приводе и окружающей средой.

Прежде, чем перейти к расчету пневматических приводов, остановимся на некоторых сведениях из газовой динамики.

Состояние газа является определенным, если известны его основные параметры: давление, удельный вес, температура.

Рассмотрим основные положения газовой динамики.

С точки зрения термодинамики, состояние газа определяется тремя параметрами:

-.давлением (Р);

- плотностью (ρ);

-температурой (Т).

Эти параметры связаны между собой уравнением состояния.

Все идеальные газы, в которых силы молекулярного притяжения пренебрежимо малы, подчиняются уравнению Клапейрона-Менделеева.

(23)

где Р — абсолютное давление;

ρ — плотность газа;

Т — абсолютная температура газа;

R — удельная газовая постоянная.

Простейшие термодинамические процессы протекают при постоянстве какого-либо параметра. Так, если процесс протекает

при ρ = const — процесс изохорный;

Р = const — процесс изобарный;

Т = const — процесс изотермический.

Если процесс протекает без подвода или отвода тепла — процесс адиабатный.

Перечисленные выше процессы являются частными случаями политропного процесса

(24)

где n — показатель политропы,

при n = ∞ — процесс изохорный (ρ = const);

n = 0 — процесс изобарный (Р = const);

n = 1 — процесс изотермический (Т = const);

n = k — процесс адиабатный; k — показатель адиабаты, (для воздуха k = 1,4),

где С_р — удельная теплоёмкость при Р = const;

С _υ — удельная теплоёмкость при ρ = const.

В процессе работы пневматических приводов возможны различные условия теплообмена между потоком газа, движущимся в трубопроводах и окружающей средой.

Известно, что вследствие протекания между стенками трубопровода и воздухом часть механической энергии превращается в тепло.

1. При малых скоростях течения газа, хорошем теплообмене между стенками трубопровода и окружающей средой — процессы близки к изотермическим.

2. При больших скоростях течения газа, плохом теплообмене и малых силах трения, процессы, протекающие в пневмоприводах близки к адиабатным. Поэтому для пневмоприводов показатель политропы колеблется от n = 1 до n = k.

Как и в гидравлике, при движении воздуха или газа различают установившееся и неустановившееся движение.

Установившееся движение характеризуется тем, что весовой расход газа в трубопроводе (вдоль него) остаётся постоянным, а υ и Р в любой фиксированной точке газового потока не изменяются с течением времени. Для установившегося движения газа G = γ∙υ∙Ω,

где G — весовой расход газа;

γ — удельный вес газа;

υ — средняя скорость течения газа;

Ω — площадь живого сечения потока.

Контрольные вопросы

1. Назовите основные этапы проектирования гидроприводов.

2. Что представляет собой принципиальная схема гидропривода? Какие основные элементы схем?

3. Перечислите расчетные конструктивные параметры гидроприводов.

4. В чем состоит статический расчет гидропривода

5. В чем заключается особенность расчета пневмоприводов при установившемся движении?

6. Приведите формулу Сен-Венана массивного расхода газа при политропном движении.

7. Что называется критическим отношением давлений газа?

8. Какой коэффициент учитывает гидравлическое сопротивление трубопровода в формуле Сен-Венана?

9. Как влияет на скорость движения пневмопривода изменения приложенной нагрузки?

10. Какие три фазы рассматриваются при расчете пневмоприводов при неустановившемся движении?

11. Какие параметры процессы определяются при неустановившемся движении?

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Дата добавления: 2014-12-07