Послiдовнiсть виконання контрольної роботи

1. Вивчити принцип роботи та розрахунок пневмодвигунiв.

2. Здійснити розрахунок пневмодвигунiв згідно заданого варіанту.

3.Вивчити функціональне призначення та умовні позначення пневмоелементiв.

4. Вивчити принципи складання пневматичних схем за заданою циклограмою.

5. Скласти принципову пневматичну схему пневмосистеми згідно заданого варіанту циклограми.

РОЗРАХУНОК ПНЕВМОДВИГУНIВ

 

Для проведення у рух робочих органів автоматизованого обладнання з допомогою пневмопривода, у більшості випадків, використовують пневмодвигуни, розрахунок яких наведено нижче.

 

РОЗРАХУНОК ДВОСТОРОННЬОГО ПНЕВМОЦИЛIНДРА

 

Рис.1

У двостороннього одноштокового пневмоцилiндра (рис.1) прямий (зліва направо) та зворотний хід здійснюється з допомогою стиснутого повітря, а до поршня закріплений один шток.

Вихідні дані для розрахунку:

Р_м - тиск стиснутого повітря у пневмомережі (Р_м = 0,4 МПа);

F_кор - корисна сила на штоку циліндра, яку необхідно прикласти до робочого органу машини, Н;

L - величина ходу штока, мм.

Необхідно визначити:

D - діаметр поршня, мм;

d - діаметр штока, мм;

D_У - діаметр умовного проходу (внутрішнього прохідного січення підвідної магістралі), мм;

Величина ходу штока L визначає конструктивні розміри циліндра (у даній роботі не визначається).

Визначення діаметра поршня і штока циліндра здійснюється за виразом

 

,

 

де К_зап - коефіцієнт запасу, К_зап = 1,2...1,3;

h_ц - коефіцієнт корисної дії циліндра, h_ц = 0, 85-0,95.

 

 

За отриманим розрахунковим діаметром поршня (D) вибирається найближче більше значення з нормалізованого ряду та діаметр штока (d).

 

Діаметр поршня (D), мм
Діаметр штока (d), мм

 

3.1.2. Визначення діаметра умовного проходу (D_У).

 

Умовний прохід (D_У) визначає внутрішнє прохідне січення пневматичних пристроїв та трубопроводів, які їх з`єднують. Прохідні отвори пневмопристроїв та трубопроводів в основному виготовляють круглими, тому умовний прохід обумовлюється діаметром отворів

D_У = (0,055...0,09) D

 

Умовний прохід визначає швидкість проходження стиснутого повітря до пневмодвигунів і відповідно - швидкість їх спрацьовування.

За розрахунковим значенням D_У вибирають найближче з нормалізованого ряду (в мм): 6, 8, 10, 13, 15, 20.

 

РОЗРАХУНОК ПНЕВМОЦИЛIНДРА З ПРУЖИННИМ ЗВОРОТОМ

У пневмоцилiндра з пружинним зворотом (рис.2) прямий хід здійснюється з допомогою стиснутого повітря, а зворотний - пружиною.

Вихідні дані для розрахунку:

Р_м - тиск стиснутого повітря у пневмомережі, (Р_м = 0,4 МПа);

Рис.2

F_кор - корисна сила на штоку циліндра, Н;

L - хід штока циліндра, мм.

Необхідно визначити:

D - діаметр поршня, мм;

d - діаметр штока, мм;

с - жорсткість пружини, Н/мм;

D_у - діаметр умовного проходу, мм.

Хід штока циліндра L рівний ходу стискання пружини.

 

Визначення діаметра поршня і штока циліндра здійснюється за виразом

 

,

 

де К_зап і h_ц - визначається за п.3.1.1.

F_к - кінцеве значення зусилля стискання пружини, яке необхідно прикласти до неї при крайньому правому розташуванні поршня.

Зворотний рух поршня здійснюється під дією пружини коли ліва порожнина циліндра сполучена з атмосферою. Отже, дія пружини на поршень (сила попереднього стискання F_n) у крайньому лівому його положенні повинна забезпечувати повернення штока у вихідне положення.

Тоді

F_n = K_зап (1 - h_ц) F_кор

 

Згідно рекомендацій F_k = 1,3 F_n

 

За розрахунковим значенням діаметра поршня вибирається найближче більше з нормалізованого ряду та, відповідно, діаметр штока згідно п.3.1.1.

 

Діаметр умовного проходу визначається за п.3.1.2.

 

Жорсткість пружини визначається за виразом

 

, Н/мм.

 

 

РОЗРАХУНОК ПНЕВМОКАМЕРИ

 

Рис.3

У пневмокамерi стиснуте повітря передає зусилля штоку через еластичну мембрану защемлену двома дисками, зворотний хід штока може здійснюватись стиснутим повітрям, або пружиною, у даній роботі - тільки пружиною (рис.3).

 

Вихідні дані:

Р_м - тиск у пневмомережi, Р_м =0,4 МПа.

F_кор - корисна сила на штоку, яку необхідно прикласти до робочого органу обладнання, Н;

L - хід штока, мм.

Необхідно визначити:

D_к - діаметр защемлення мембрани у корпусі, мм;

D_д - діаметр защемлення мембрани дисками, мм;

с - жорсткість пружини, Н/мм.

D_у - діаметр умовного проходу.

3.3.1. Визначення діаметра защемлення мембрани у корпусi D_к та дисками D_д.

,

де b₁ = D_д/D_к = 0,6...0,8.

Діаметр защемлення мембрани у корпусі коректується згідно нормалізованого ряду.