Расчет параметров исполнительного устройства с учетом регулируемой среды (молоко известковое)
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?а
Рв=0,2кгс/ см2.
Определение предварительного значения диаметра поршня ИМ:
(3.2)
Округлим полученное значение диаметра поршня до большего стандартного значения (ГОСТ 12447-80): D = 280 мм.
Определим условный ход поршня:
; (3.3)
Произведем выбор пневматического цилиндра: так как подходящего нам цилиндра типа тандем не нашлось выбираем цилиндр другого исполнения.
Определение предварительного значения диаметра поршня ИМ:
(3.4)
Округлим полученное значение диаметра поршня до большего стандартного значения (ГОСТ 12447-80):= 400 мм.
Определим условный ход поршня:
; (3.5)
Выберем цилиндр московского завода "Пневмоаппарат": 11М - 400 - 600.
- односторонний (вид штока);
- трубная цилиндрическая (присоединительная резьба для подвода воздуха);
М - с магнитом на поршне;
- диаметр поршня цилиндра;
- ход поршня цилиндра;=90 - диаметр штока цилиндра.
Определим сумму сил вредного сопротивления Nт м:
Шток уплотняется резиновыми кольцами:
; (3,6)
где: p2 - радиальное давление кольца на стенку цилиндра или крышки,
кгс/ см2, ориентировочно р2=6 кгс/ см2;
? - коэффициент трения, примем ?=0,15;- диаметр поршня, D=40см;- диаметр штока, d=9см;- ширина уплотнительного кольца в месте контакта с крышкой или стенкой гильзы цилиндра, b=0,4см;- число уплотнительных колец, n=2;
.
Поршень уплотняется резиновыми кольцами:
(3,7)
Сумма сил вредного воздействия равна:
; (3.8)
Найдем эффективную площадь поршня по формуле:
; (3.9)
.
Определим значение действительного (расчетного) давления трогания поршня:
; (3.10)
.
Определение усилия противодавления на выхлопе:
; (3.11)
.
Определение уточненного значения усилия, развиваемого поршнем механизма двухстороннего действия:
; (3.12)
.
Уточненное значение без учета NВ, Nпор =2410,779 кгс, не должно отличаться более чем на 15 % от приближенного. Найдем 15% от приближенного значения: 15% = 361,62 кгс, т.е. уточненное значение не отличается от приближенного более чем на 15%, то выбранный вариант пневматического цилиндра удовлетворяет условиям эксплуатации.
3.2 Расчет параметров трубопровода пневматического питания
Определим величину условного прохода пневмопривода:
; (3.13)
Определим среднюю установившуюся скорость V1 движения выходного элемента механизма, которую рекомендуется выбирать равной (0,05 - 0,3) м/с и скорость воздуха в пневмоприводе V2, рекомендуемое значение которой лежит в пределах (7-15) м/с.
Выбираем скорость движения выходного элемента (штока) механизма: V1 = 0,1 м/с, скорость воздуха в пневмоприводе V2=20 м/с.
Подставив значения в формулу (3.11) получим:
.
Вычислим коэффициент расхода пневмопривода:
; (3.14)
где ?Р - сумма общих потерь давления в пневмоприводе от командного блока системы управления до исполнительного механизма; р - плотность воздуха при абсолютном давлении. Величину ?Р вычисляют по формуле:
; (3.15)
где ?Р1 - потери давления на прямых участках пневмопровода.
?Р2 - потери давления на местных сопротивлениях.
?Р1 найдем из таблицы 2.1 [2]:
Исходя из материала трубопровода и диаметра условного прохода выбираем значение ?Р1 = (0,18-0,22) кгс/см2 на длине 10 м. Так как длина трубопровода составляет 17 м., то ?Р1=0,2*1,7=0,34 кгс/см2.
?Р2 найдем из таблицы 2.2 [2]:
Местные сопротивления - фильтр-влагоотделитель, вентиль проходной, пневмораспределитель, три поворота на 900, поворот на 1350 и поворот на 450.
?Р2=0,2+0,12+0,13+0,1=0,55 кгс/см2.
?Р=0,89 кгс/см2.
Так как суммарные потери в трубопроводе превышают давление питания более чем на 10%, то необходимо увеличить давление питания до 6 кгс/см2.
Определим плотность воздуха по таблице 2.3 [2]: ?=7 кг/м3.
Подставив значения в формулу (3.12) получим:
.
Найдем величину параметра нагрузки, который характеризует плавность хода штока:
; (3.16), .
Определим функцию параметра нагрузки ? (?), значение которой в зависимости от ? приведены в таблице 2.4 [2]: ? (?) = 0,255.
Вычислим максимальный расход воздуха по формуле:
; (3.17)
.
Полученное значение не должно превышать более чем на 10% значение Q = 4 м3/мин, найденное по таблице 2.1 [2].
Трубопровод выбранного диаметра способен пропускать необходимое количество воздуха.
.3 Расчет быстродействия пневматического исполнительного механизма
Определим время распространения воздушной волны от блока управления системы до рабочей полости исполнительного механизма по формуле:
; (3.18)
где С - скорость распространения воздушной волны, определяемая по выражению:
м/с; (3.19), .
Тогда:
Определим время наполнения начального объема рабочей полости ИМ до момента начала движения его рабочего органа.
Рабочий орган механизма совершает непрерывное возвратно-поступательное движение.
Для определения времени t2 строят графики изменения давления в рабочей полости (t2P) и выхлопной полости (t2B).
; (3.20)
; (3.21)
где ?2 - функция, определяемая по рисунку 2.2 [2] в зависимости от отношения 1/Рпит, ?2=0,17;
?3 - функция, определяемая по рисунку 2.2 [2] в зависимости от отнош