Рабочее усилие теоретическое усилие

Лабораторная работа №5

РАБОЧИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ЦИЛИНДРА

Цель работы: Изучить типовые методики определения усилия и скорости пневмодвигателей.

РАБОЧЕЕ УСИЛИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ УСИЛИЕ

Линейные цилиндры имеют следующие стандартные диаметры, рекомендуемые международной организацией по стандартизации (ISO):

8, 10, 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 140, 160, 200, 250, 320 мм.

Усилие, развиваемое цилиндром, зависит от диаметра поршня, рабочего давления воздуха и сопротивления сил трения. При определении теоретического усилия рассматривают только осевое усилие на неподвижном поршне, а трением пренебрегают. Теоретическое усилие рассчитывается по формуле:

Усилие (Н) = Площадь поршня (м2) х давление воздуха (Н/м2)

Для цилиндра двустороннего действия:

Для прямого хода штока (выдвижение):

где D – диаметр поршня, ρg – рабочее (манометрическое) давление.

Для обратного хода штока (втягивание):

где d – диаметр штока поршня.

Для цилиндра одностороннего действия:

где F_S, — усилие пружины в конце хода.

Для выбора размеров цилиндра гораздо удобнее и быстрее пользоваться графиком, изображенным на рис. 1 и показывающим теоретическое усилие для 10, 7 и 5 бар, или воспользоваться любой другой подобной информацией, предоставляемой производителями.

Пример: Требуется определить теоретический размер цилиндра, работающего при давлении 6 бар, который должен создавать зажимное усилие в 1600 Н.

Усилие на поршне при выдвижении:

После преобразования получаем:

Для данных условий должен быть выбран диаметр 63 мм. Цилиндр большего диаметра будет развивать дополнительное усилие для преодоления сил трения.

Если смотреть по графику (рис. 1) на шкале сил значение 1600 Н (справа), то можно увидеть пунктирную линию, соответствующую значению 1500. Двигаясь вдоль этой линии влево, дойдем до области, заключенной между линиями давлений 5 и 7 бар, после чего найдем точки пересечения с линиями, соответствующими значениям 50 и 63 мм на шкале диаметров (в нижней части графика). Нет сомнений, что для 1600 Н диаметр цилиндра будет тем же, что и для 1500 Н.