ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Динамический анализ типового пневматического устройства из "Пневматические приводы " Рассмотрим период движения поршня исподни гельного строй-стБа (рис, 6), Обратимся к уравнению (17) для о исани 1 намического процесса изменения давления в рабочей полости. Так как в этом случае поступление воздуха из полости ограниченного объема отсутствует, то второй член в квадратных скобках уравнения (17) можно принять равным нулю (/ , = 0). [c.41] Утечки в полость с переменным давлением в данный момет отсутствуют. При этих условиях запишем уравнение (17), учитывая, что V = Уд — РдХд-, СТУ = Й К = Тд йХд. [c.42] Уравнения (26), (27), (31) и (35) должны быть решены совместно с уравнением движения поршня. [c.43] Ранее было записано уравнение (23) движения поршня, перемещающегося под действием силы давления сжатого воздуха и постоянных сил полезного и вредного сопротивленпй Р. На практике эти силы оказываются гораздо чаще переменными, чем постоянными. [c.43] Например, сила полезного сопротивления земли при погружении в нее формы в литейном производстве является переменной величиной. Сила пружины при сжатии ее или растяжении также переменная. Можно привести много аналогичных примеров, когда нагрузка будет переменной. [c.43] Введем в уравнение движения член сх, зависящий линейно от перемещения поршня х (с — коэффициент пропорциональности). Таким образом, будем учитывать переменную составляющую нагрузки. Так как при решении системы динамических уравнений приходится пользоваться численными методами, то, применяя при этом кусочно-линейную аппроксимацию заданного закона изменения нагрузки, можно учесть его с любой степенью точности. В односторонних устройствах этот член может характеризовать силу сжатия пружины. [c.43] Кроме того, введем в уравнение движения член с х, зависящий от скорости перемещения рабочего органа (С1 — коэффициент пропорциональности). Это может быть переменная составляющая сил трения рабочего органа при его движении. [c.43] Сила трення в уплотнениях зависит от многих факторов от материала уплотнительных устройств, качества их обработки, относительной скорости движения трущихся тел, давления в рабочем цилиндре, под действием которого уплотнения прижимаются к направляющим, площади контакта, силы натяга, коэффициента трения, в свою очередь, зависящего от многих факторов. Вопросы трения в пневматических системах весьма мало изучены. Вместе с тем, как показывает практика, силы трения оказывают существенное влияние на динамику пневматической системы. В ряде организаций проводятся работы по экспериментальному исследованию сил трения в пневматических приводах. [c.44] Теоретическое решение позволит ставить эти опыты более целенаправленно и с меньшими затратами средств и времени. [c.44] Значения функции расхода приведены в работе [59]. Полученная общая система уравнений (38) — (42) описывает наиболее сложный период работы исполнительного устройства — период движения поршня при заданной нагрузке на его штоке под действием силы, обусловленной разностью давлений в рабочей полости и полости противодавления. [c.45] Рассмотрим теперь подготовительный период. В течение этого периода поршень неподвижен, следовательно х = х , л = О, X = 0. Начальными условиями этого периода являются Т = Т , Те = Т , где Та — температура окружающей среды. [c.45] Полученны.м при этом параметрам начала движения присвоен 1шдекс (5 р и Разность давлений, необходимую для начала движения, обозначим Др р — р д. Время, соответствующее этому моменту, равно tl — времени подготовительного периода. Это справедливо для устройств, у которых отверстия для входа воздуха в полость наполнения и для выхода воздуха из полости выхлопа значительно превышают по площади все оста.яьные отверстия (см. рис. 6), т. е. влиянием последних на динамику устройства можно пренебречь. [c.47] В противном случае необходимо провести дополнительный анализ тех процессов, которые протекают в полостях рабочего цилиндра до начала движения поршня. В эти полости одновременно поступает сжатый воздух из магистрали или распределителя (например, в виде утечки) и вытекает в атмосферу (см. рис. 6). [c.47] Следовательно, разность установившихся значений давлений больше разности давлений в полостях в момент начала движения (рис. 8, а) Ару Ард. В таком случае движение поршня возможно, причем время /д определяется при совместном решении системы уравнений (38) — (41) и (48), как было указано выше. [c.48] Следовательно, разность установившихся значений давлений меньше разности давлений в момент начала движения (рнс. 8, б) Ар у Ард. [c.48] Таким образом, при численном интегрировании системы уравнений (38)—(42) после расчета подготовительного периода нужно сначала проверить, выполняется ли неравенство Ару Ар . Если оно не выполняется, то при данных параметрах устройства движение поршня невозможно, требуется их изменение, после чего расчет начинается сначала. [c.50] Если это условие выполняется, то нужно проверить, какому из неравенств соответствует рассматриваемый случай. При выполнении неравенств (53) расчет следует продолжать в обычном порядке. Для определения времени надо решить систему уравнений (38)—(42). Если имеют место неравенства (55) или (56), то для определения времени начала движения отличного от нужно решить в первом случае уравнения (40), (41) и (48) при р = Ру м Т = Ту, во втором — (38), (39) и (48) при Ре = Рву и Те = Tgy. Одновременно находятся значения давлений и температуры, которые являются новыми начальными параметрами периода движения поршня. [c.50] При изменении нагрузки Р в процессе работы устройства изменяется соответственно и разность давлений Ар , необходимая для обеспечения движения поршня, а следовательно, и соотношение. между Apg и Ару, вследствие чего возможно скачкообразное движение поршня или даже его остановка. Подобные обстоятельства могут возникать в реальных системах, у которых имеются значительные утечки. Действительное время рабочего цикла (в том числе и время подготовительного периода) в этом случае может значительно отличаться от расчетного. Поэтому необходимо экспериментально оценить утечки в системе, о чем будет сказано ниже. [c.50] Вернуться к основной статье