3.Принципиальная схема

Диаграммы рабочего цикла

Определяем время цикла Тц

Тц=t0+t1+t2+t3

t0 принимаем равным 2 сек -положение стоп

t1=L/V1=1м / 0.7 м/с=1,428 сек -быстрый подвод

t2- принимаем 3 сек - -выдержка на упоре

t3=L/V2=1м / 0,8 м/с =1,25 сек -быстрый отвод

Tц=2+1,428+3+1,25=7,628

4. Расчет и выбор элементов пневмопривода

Определение максимальных усилий, развиваемых пневмоциллиндром :

Зная нагрузку Fс = 250 н и давление в компрессоре P=0.6 МПа мы можем определить площадь поршневой полости пневмоцилиндра:

1 Н = 1 кг·м/с².

1 Па = 1 Н·м⁻².

Sп= Fc / p = 250 Н /0,6= 416,6 мм^2

Поскольку площадь сечения поршня равна площади круга :

Sкр= π * R^2

Зная площадь, мы можем определить радиус:

R= √(3,14*416,6) = 36.16 мм^2

Следовательно, диаметр поршня будет равен 2R = 72.32мм

Исходя из конструктивных соображений принимаем диаметр поршня, равный 80 мм, а диметр штока – 25 мм

Определяем расходы

Q1=V1S1 S1=π*R^2=3.14*4см^2= 502 см^2

Q2=V2S2 S2=D-Dш=503-49=454 см^2

Q1=0,7м/с*502=0,351 нл/мин

Q2=0.8м/с*453=0,361 нл/мин

Резервирование потерь энергии потоков на участках и элементах пневмомагистралей

Потери давления в типовых элементах пневмопривода

Расчётная схема пневмопривода

Участок схемы Pн – Р1 представляет апорную магистраль, соединяющую источник питания срабочей полость ПЦ.

Сумарные потери на этом участке при выдвижении штока со скорость S1, S2 определяет выражение:

Ʃd_P1=dP_тп+dP_р1+dP_тп1+dP_тп2+dP_p1+dP_др=0,25+1+0,25=1,5 Бар

Потери участка Р_н – Р₁ = 1,5 Бар

Итоговое давление на входе Р₁ =Р_н – ƩdP₁ =6 – 1,5=4,5 Бар

Участок Р₂ – Р_а представляет сливную магистраль:

ƩdP=Р₂=2.1 Бар dP_ПЦMAX=P₁ – P₂=4.5 – 2.1= 2,4 Бар.

Приведенные оценки резервирования потерь напора в пневмомагистралях поясняют различие силовых характеристик в условиях гидростатики и гидрокинематики АПП.

1. Кинематические и нагрузочные характеристики объекта автоматизации

Для пневмопривода транспортного, обеспечивающего движение объекта, усилие, равиваемого пневмоцилиндром, определяется по выражению

F_BH1=500H F_BH2=400H P_П=4,5≈5 Bar

F_Пi ≥k_зап*F_ВНi

1350≥500*1.8

720≥400*1.8

Где k_зап=1,5…2 –коэффициент запаса по усилию

Далее по таблице развиваемых пневмоцилиндром усилий в каталоге «Camozzi Pneumatic» выбираем диаметр поршня.

Выбираем пневмоцилиндр серии 61 производства компании «Camozzi» (рис.).

Рисунок … - Пневмоцилиндр Серии 61

Выбираем пневмоцилиндр серии 61 производства компании «Camozzi» (рис.).

Цилиндры Серии 61 с диаметрами 32, 40, 50, 63, 80, 100 и 125 соответствуют стандарту DIN/ISO 6431. Цилиндры этой серии оснащены устройствами демпфирования в конце хода с регулировкой интенсивности торможения. Кроме того, поршень имеет пластиковые шайбы, обеспечивающие бесшумную остановку в крайних положениях. Длина хода стандартных цилиндров серии 61 до 1000 мм.

Уточнение диаметра поршня с учетом перемещаемой массы.

61M4P063A1000

Цилиндры с алюминиевым профилем

Стандарт

Двустороннего действия

Диаметр 63

Ход 1000

На следующем этапе по номограмме (рис. 8) уточняют диаметр поршня цилиндра с учётом перемещаемой массы и возможности торможения с помощью внутренних демпфирующих средств цилиндра.

Рисунок – Уточнение диаметра цилиндра с учетом возможности торможения внутренним демпфированием в зависимости от перемещаемой массы.

Для безопасности конструкции пневмопривода , и предотвращения деформации цилиндра при быстром отводе с массой 150 кг и более, выбираем цилиндр с демпфированием при втягивании.

Расчет диаметра трубопровода

d­_тр = (∆p* 0,23 * Q^1,85 * L^0,8 ) / p = 5 мм

Расчёт расходов сжатого воздуха для принятого типоразмера пневмоцилиндра

Расчет расходов принято начинать с понятия объёмного коэффициента пневмоциллиндра Kv :

Kv = Lшт/10мм = 1000мм/10мм = 100

Удельные объемы определяются выражениями :

V01 = ((π*D²)/4) * 10 = ((3.14*0.063²)/4) *10 =0,0311 м^3/кг=0,031Нл

V02= π/4 * (D² – D²ш) = π/4 * (0,063² – 0,020²)=4535 м^3/кг= 0,0028Нл

А объемы V1 и V2 :

V1=Kv*V01 = 0,031*100=3,1 Нл

V2 = Kv*V02=0,0028* 100=2,8 Нл

3) Расходы сжатого воздуха в полости пневмоцилиндра определяется выражением

Q 1 = (Kv*V01*1000*60)/Lm=(100*0.031*1000*60)/1000 = 186 Лн/мин

Q2 = (Kv*V02*1000*60)/Lm = (1000*0,0028*1000*60)/60=302 Лн/мин

Для выбора пневмоаппаратуры необходимо задаться потерями давления на пневмоаппаратах. Для поддержания стабильной скорости необходимо, чтобы перепад давления на дросселе составлял 1 бар. Максимально-допустимые суммарные потери (с учётом двойного запаса) не должны превышать 2 бара. Тогда допустимое падение давления на распределителе – 0,5 бар; в трубопроводе – 0,5 бар.

Номинальный расход (расход по каталогу) через пневмоаппарат связан с действительным расходом и входным давлением следующей эмпирической зависимостью:

, (3.5)

где Р_П – давление питания ;

Р – допустимый перепад давления в барах.

Тогда номинальный расход для дросселя:

Ʃd_P1=dP_тп+dP_р1+dP_тп1+dP_тп2+dP_p1+dP_др=0,25+1+0,25=1,5 Бар

Qкат_др= Нл/мин

Для распределителя:

Qкат_расп

Нл/мин

выбор распределителей и дроселей