ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Приводы и их элементы из "Расчет пневмоприводов " Среди искомых безразмерных коэффициентов (параметров) выделяются так называемые несущественные коэффициенты, от выбора которых динамические свойства привода мало зависят. Эти коэффициенты выбирают по конструктивным или иным соображениям, что позволяет упростить проектный расчет. Например, в поршневых приводах к несущественным параметрам можно отнести вредный объем полости и давление питания (в обоих случаях имеются в виду безразмерные параметры, характеризующие указанные величины) если привод не является дифференциальным, то к несущественным параметрам относится и толщина его штока. По этой причине многие из приводимых ниже расчетных графиков могут использоваться при широком диапазоне изменения несущественных параметров. Для определения границ диапазона расчетные уравнения решались применительно к предельным случаям — при бесконечном возрастании проходных сечений каналов, при нулевой массе подвижных частей, при относительно большом и относительно малом вредном объеме полости и др. [c.138] Дальнейшее уменьшение трудоемкости выбора параметров приводов достигнуто упорядочением перебора вариантов (исключения из рассмотрения заведомо не подходящих) и введением дополнительных ограничений за счет использования исходных данных задачи, оценки конструктивных возможностей реализации параметров и других факторов. Например, очевидно, что быстродействие привода будет расти с увеличением проходных сечений каналов. Однако возможности их роста часто ограничены пропускной способностью воздушной сети, размерами привода и т. д. Кроме того, начиная с некоторой величины, дальнейший рост сечения канала практически перестает сказываться на быстродействии привода. Эти факторы можно учесть уже на первой стадии выбора параметров. [c.138] В число искомых параметров при проектировании пневмопривода обязательно входит эффективная площадь проходного сечения = = f i, которая характеризует пропускную способность пневмолинии, связывающей полость цилиндра с магистралью или атмосферой. Если линия состоит из нескольких элементов (участков трубопровода различного диаметра, клапанов, распределителей, аппаратуры подготовки воздуха и т. п.), то /f, следует рассматривать как их приведенную характеристику в этом случае после выбора / , характеризующей линию в целом, переходят сначала к отдельных элементов, а затем к их геометрическим размерам / — конечной цели проектного расчета пневматической линии. [c.139] Рассмотрим пневматическую линию простейшего вида, состоящую из одного пневмоэлемента, называемого далее пневматическим сопротивлением или пневмосопротивлением. Как следует из формулы для 7 , ее значение определяется произведением геометрической площади f расчетного проходного сечения канала и коэффициента расхода Последний является опытной величиной и представляет собой отношение расходов и 0 первый из них определяется экспериментально при продувке пневмосопротивления на специальном стенде, второй — по принятой теоретической зависимости. Обычно Gg Ф Gj это объясняется тем, что для теоретического описания расходной характеристики пневмоэлемента используют относительно простые зависимости, которые поэтому не могут полностью отразить все особенности процесса течения воздуха в реальных устройствах. Если прямо учесть эти особенности процесса течения, то получатся громоздкие выражения пользоваться ими трудно даже при решении задач поверочного расчета, не говоря о проектном. [c.139] Поиск компромисса в данном случае привел к выводу о целесообразности использования возможно более простых выражений для От, полученных теоретически, эмпирически или смешанным путем. К ним, однако, предъявляются два основных требования эти выражения должны с необходимой точностью воспроизводить характер реального соотношения между расходом воздуха и давлениями р2 и Pi на выхое и входе пневмосопротивления расходная характеристика должна иметь одинаковый вид как для отдельно взятого пневмосопротивления, так и для системы, составленной из нескольких пневмосопротивлений. Что касается численного совпадения теоретической расходной характеристики с экспериментальной, то оно достигается выбором коэффициента расхода, который играет роль поправочного множителя. [c.139] О правильности выбора зависимости для описания изменения С, в функции давлений на входе и выходе пневмосопротивления судят по разбросу значений или л, найденных при различных рх и р . В идеальном случае величина должна быть постоянной, чего на практике обычно не бывает по причинам, указанным выше. Поэтому приходится определять либо для каждого набора значений рх и Ра отдельно, либо, как принято в настоящей работе, пользоваться усредненными оценка погрешностей, получающихся из-за усреднения f , дана ниже. [c.140] Входящая в формулу (6.5) величина Ь = (pa/pi) = 0,2+0,5 определяется экспериментально при постоянном давлении pi на входе в устройство величину р на выходе уменьшают до тех пор, пока показания расходомера или другого измерительного прибора не достигнут максимального значения, соответствующего критической точке. В надкритической области (рг/р Ь) полагают ф (p pi) == = Ф, т. е. выражение, заключенное в квадратных скобках, заменяют единицей. В данном случае выражение для определения расхода воздуха по общему виду совпадает с выражением (6.1), но входящая в него расходная функция ф (palpi) описывается соотношением (6.5). [c.141] Можно пользоваться и другим способом принять за основу расходную функцию вида (6.5) при некотором среднем значении Ь, например Ь = 0,4 далее применять выражение (6.5) как при определении f , так и при динамических расчетах пневмоприводов. [c.142] Особое место среди пневмосопротивлений занимают трубопроводы, отличающиеся большим разнообразием геометрических и гидравлических параметров и составляющие неотъемлемую часть любой пневматической системы. В некоторых случаях может оказаться целесообразным при определении пропускной способности трубопроводов пользоваться исключительно опытными данными, т. е. рассматривать трубы как обычные местные сопротивления и проводить эксперимент отдельно для каждого типоразмера трубопровода [75, 78]. [c.142] На рис. 6.5 показаны кривые расходной функции, построенные по выражению (6.9) для различных значений причем в качестве масштаба измерений по оси ординат принято значение этой функции, соответствующее критической точке характеристики. Сравнивая их с аналогичными кривыми, показанными на рис. 6.2, видим, что действительно расходные функции, описываемые уравнениями (6.5) и (6.9), близки. Для получения более точной сравнительной оценки на рис. 6.5 жирной линией показана кривая, перенесенная с рис. 6.2 и соответствующая функции (6.5) при Ь — 0,3. Последняя почти полностью совпадает с кривой, характеризующей функцию (6.9) при = 5, и если ограничить изменение С 2, то для всех выше 2 можно рассматривать функцию (6.5) при Ь = 0,3 (жирная линия на рис. 6.5) как достаточно хорошее приближение расхождения не должны превышать 10%. [c.144] Если имеются данные по продувке трубопровода (величины 0 , то, обработав их, можно перейти сначала к а затем к А,. [c.144] Коэффициент шероховатости А, характеризующий качество внутренней поверхности трубы, определяется по справочным данным. Значения Д для труб некоторых типов приведены в табл. 6.1. [c.145] Задача перехода от расходной функции трубопровода вида (6.9) к расходной функции вида (6.4) связана с заменой трубопровода эквивалентным ему по пропускной способности сосредоточенным сопротивлением, что может быть сделано только приближенно. На рис. 6.5 штриховой линией показана расходная функция вида (6.4), заменяющая расходную функцию трубопровода вида (6.9) при = 5 погрешности при такой замене в данном случае не превышают 10%, для С 5 погрешность уменьшается, а для 5 увеличивается, достигая значений 18% при = 1000. [c.146] Принципиально любую систему, составленную из нескольких произвольно связанных друг с другом сопротивлений, можно рассматривать как некоторое сложное сопротивление и определять его одним из описанных ранее способов на основании результатов испытаний. Такой подход оправдан, если проектировщик делает большое количество расчетов однотипных систем, например, при выборе параметров системы, состоящей из распределителя, дросселя—регулятора скорости и коротких участков трубопроводов, причем все они имеют одинаковое проходное сечение. Здесь нетрудно получить экспериментальные данные по пропускной способности системы для ряда размеров проходного сечения, которыми можно далее пользоваться как справочным материалом. [c.147] Поэтому ниже рассмотрены методы расчета сложной пневматической системы, которые базируются на зависимостях, полученных в предположении установившегося расхода воздуха. Использование их, очевидно, связано с определенной погрешностью, тем большей, чем значительнее роль переходного процесса в общей динамике системы. Некоторые частные оценки, позволяющие определить влияние переходного процесса на динамику пневмосистемы, рассмотрены в следующем разделе. [c.148] Метод сложения расходных характеристик последовательно соединенных элементов пневмоцепи состоит из трех этапов. [c.148] На первом этапе каждый элемент заменяют участком трубопровода, по пропускной способности ему приблизительно эквивалентным. На втором этапе находят длину трубопровода, заменяющего всю систему, путем сложения эквивалентных длин труб, которые представляют отдельные элементы. Последний этап заключается в обратном переходе от эквивалентного трубопровода к заменяющему его сосредоточенному сопротивлению, т. е. системы, используемой в динамических расчетах. [c.148] Отмеченное выше заставляет отдать предпочтение первому методу упрощение метода динамического расчета пневмоустройств, достигаемое за счет перехода к системы, полностью компенсирует некоторое уменьшение точности. Кроме того, только при переходе к системы возможно создание общих методов динамического синтеза пневмоприводов. В ряде случаев может оказаться целесообразным применить комбинированный подход — после выбора параметров пневмопривода и определения размеров подводящей и выхлопной линий с целью их уточнения произвести поверочный расчет по второму методу, непосредственно записывая уравнения течения воздуха через все элементы линий [48]. [c.149] Вернуться к основной статье