Расчет параметров двигателя двухпозиционного привода

Исходные данные:

· Полный путь .

· Перемещение выходного звена.

· Полное время перемещения .

· Приведенная масса или момент инерции .

· Приведенная статическая сила или момент статических сил

По исходной информации определяется MAX скорость движения: , и показатель вида нагрузки: .

Затем по графику _п( _н) определяется значение _п, далее рассчитываются параметры:

Скорость: .

Ускорение: .

Нагрузка: m_п ·a_п+F_c=F_в.

Мощность: N_п=F_в ·V_п.

Тип и размер двигателя должен обеспечивать придельную скорость V_п движения выходного звена и преодолевать MAX внешнюю нагрузку F_в.

Площадь поршня двигателя определяется: (1)

P_ном – номинальное давление рабочей жидкости. P_ном=P_А-P_ат.

_га – гидравлический КПД гидролинии (аппаратов),

_дмех – механический КПД двигателя,

F_д – движущая сила объёмного двигателя, приравниваем MAX внешней нагрузке F_д=F_в.

Номинальное давление выбираем соответственно принятому в отрасли машиностроения, где предполагается использовать проектируемый привод. Кроме того существует ГОСТ на номинальное давление, который устанавливает следующий ряд номинальных давлений (избыточное):

P_ном, МПа: 0, 1; 0, 16; 0, 25; 0.4; 0, 63; 1; 1, 6; 2, 5; 4; 6, 3; 10; 12, 5; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250.

Наиболее употребительные диапазоны номинальных давлений в машиностроении:

¨ В пневмоприводах промышленного назначения 0, 63 – 1 МПа.

¨ В гидроприводах технологического оборудования (станкостроение, робототехника) 6, 3 – 12, 5 МПа.

¨ В гидроприводах сельхоз. хозяйственных машин 6, 3 – 16 МПа.

¨ Строительно – дорожная техника, автотракторостроение 12, 5 – 16

¨ В гидроприводах летательных аппаратов 10 – 32.

¨ В гидрофицированных прессах 32 – 50.

В формулу (1) подставляем приближённое значение механического КПД _дмех объёмного двигателя, соответствующее типу двигателя. Ориентиром может служить экспериментальное значение _дмех приведенное в каталогах на гидро-пневмо оборудование. Например для гидро цилиндра с эластичными уплотнениями _дмех=0, 85 – 0, 95. Для пневмо цилиндра диаметром 25 – 400 мм _дмех=0, 75 – 0, 95. Для поворотных пластинчатых гидро двигателей _дмех=0, 8 – 0, 9. АПГМ _дмех=0, 85 – 0, 9. Значение гидравлического КПД _га линии и аппаратов выбирают с учётом потерь энергии и габаритных размеров трубопроводов и аппаратов. Для приводов с расчётной мощностью на выходном звене (0, 5 - 5) кВт _га=0, 75 – 0, 9. При дальнейшем расчёте эту величину корректируют.

После расчёта по формуле (1) площади поршня выбирают по каталогу на ГПОборудование образец двигателя соответствующего типаразмера. Расчётный диаметр поршня в ГПЦилиндре определяется по выражению: . После выбора ближайшего большего значения d_п по каталогу уточняют площадь поршня . Затем определяется коэффициент отношения эффективных площадей (коэффициент асимметрии полостей гидродвигателя для одноштоковых ГЦ): .

d_ш – диаметр штока.

Длинна ГПЦ должна обеспечивать требуемый полный ход выходного звена. Если требуемый типоразмер ГПД отсутствует среди серийно-выпускаемых промышленностью, то составляют ТЗ на его разработку. При этом основными исходными значениями служат:

§ A_п или удельный рабочий объём двигателя q_д.

§ Придельная скорость Vп.

§ MAX перемещение поршня.

§ Требуемое число циклов или часов работы до первого отказа.

3.Основные приборы УСЭППА, назначение, принцип действия.

Рис.1 УСЭППА представляют собой реализацию элементного принципа построения приборов в пневмоавтоматике, и состоит из набора универсальных элементов дискретного и непрерывного действия, каждый из которых выполняет простейшую операцию. Питание элементов осуществляется воздухом очищенным от пыли, влаги и масла. Эл-ты и приборы УСЭППА делят на три группы - аналоговые, дискретные и 1)Аналоговые: Элементы этой группы работают по принципу компенсации сил и предназначены для построения аналоговых и пневматических устройств А налоговые группы включают операционные усилители, пневмоемкости, пневмосопротивления, повторители. Рис1- повторитель П-1 предназначен для выдачи маломощного пневмо сигнала равного по давлению входному. Он состоит из двух секций разделенных гибкой мембраной М которая служит заслонкой выпускного сопла С, имеющего выход в Атмосферу. Питание осущ. сжатым воздуха через постоянный дроссель через штуцер11, который конструктивно в повториель не входит.на штуцер 12 подается входной сигнал. При изм. давления на входе равновесие мембраны нарушается, она устанавливается в новое положение равновесия. При этом зазор между мембраной и соплом становится больше или меньше предыдущего в зав-ти от направления изменения входного давления. Класс точности – 0.25. Давление на выходе Рвых изм-ся пропорционально давлению Рвх на входе. Рис.2 – задатчик маломощный предназначен для создания стабильного давления сжатого воздуха подаваемого обычно в глухие камеры элементов пневмоавтоматики и состоит из двух секций отделенных друг от друга гибкой мембраной 2, жесткий центр которой служит заслонкой выпускного сопла 3, имеющего выход в атмосферу. Давление питания подается на штуцер 1 через постоянный дроссель в полость А.Установка заданного давления производиться с помощью настроечного винта 4, при вращении которого изменяется сжатие пружины 5.Мембрана следящей камеры устанавливается в положение равновесия при выходном давлении Рвых пропорциональным силе сжатия пружины.Рабочий диапазон вых-го сигнала – 0.02…0.1 Мпа. Нестабильность настройки – 0.5% от максимального выходного давления. 2)УСЭППА дискретного (релейного) действия. Элементы дискретной техники предназначены для построения логических устройств. Выходное давление может принимать значение 0 или 0.08..0.14Мпа, соответствующее логическим переменным 0 и 1. Рис 3- реле универсальное трехмембранное - предназначен для выполнения элементарных логических и счетных операций с дискретными сигналами. Реле имеет две основные части-1) реагирующий орган 2)два пневмоэлемента сопло-заслонка. Реагирующий оран состоит из трех плоских мембран связанных по оси жестким центром. Для введения положительной обратной связи нижнюю камеру соединяют с атмосферой, а верхнюю с нижним соплом. Командные сигналы подаются на штуцеры 12 и 2.Один из сигналов поддерживается постоянным давлением, другой может принимать два дискретных значения 0 или 1.Выходной сигнал может принимать два значения 0 и Рвх. Если давление в штуцере 2 больше давления в штуцере 12 верхнее сопло закрыто, а выход реле через нижнюю камеру сообщается с атмосферой. Т.к давление в верхних и в нижних камерах равны между собой то при увеличении Р12 шток реле перейдет в нижнее положение при Р12=Р2. Давление Рвых и в верхней камере станет равными Рвх. Мембранный блок при отсутствии обоих командных сигналов находятся в неопред. полож. отчего элемент носит название реле с неопред. нулем. В нижней камере за счет того что она сообщается с атмосферой избыт. давл. всегда равно 0.следовательно после перехода штока в нижнее полож. не него будут действовать доп. пост. сила направленная в низ и равная произведению эффект. площади верхней мембраны на давление питания. Т.о реализуется полож. ОС. При уменьшении давления Р12 шток реле перейдет в верхнее полож.. Вел. давл. подпора выбир. в за-ти от условий работы. Если под действием давления подпора сопло должно быть закрыто, подпор устан. величиной приблиз. равной 0.7 давления питания, в противном случае достаточно 0.3 давления питания. Разница в величинах подпоров обьясняется тем что благодаря действию положительной обратной связи силы действующие на шток сверху вниз могут превосходить силы действующие в обратном направл. Рис 4 –клапан К - или- С Предназначен для выполнения лог. операции или, кот. заключается в том, что на выходе клапана должен появится единичный сигнал, если этот сигнал подан хотя бы на один из входов клапана. Клапан состоит из двух секций между которыми расположена незакрепленная в корпусе плавающая мембрана перекрывающая одно из сопел.В рез. чего на выход проходит сигнал 1. Входные давления подаются через штуцера 11 и12 в одно или другое сопло. Если оба давления на входе равны мембрана находится в неопределенном полож. и на выход проходит любое из двух давлений или оба сразу.