2020-04-12
334
1. Расчёт требуемого усилия на штоке пневматического цилиндра при выдвижении FП1 и втягивании FП2
FП1 = kЗАП ´ FВН1, (14)
FП2 = kЗАП ´ FВН2, (15)
где FП1, - расчётное усилие на штоке ПЦ при выдвижении, Н;
FП2 - расчётное усилие на штоке ПЦ при втягивании, Н;
FВН1 - величина внешней силы на штоке, Н;
kЗАП - коэффициент запаса по усилию, k = 1,5...2.
Численные значения коэффициента запаса по усилию выбираются исходя из условий эксплуатации и динамики работы привода.
Согласно ранее приведённого описания работы производственной установки можно сделать вывод о том, что оба пневматических цилиндра при втягивании штока не развивают полезную нагрузку, так как на шток при втягивании не действуют внешние противодействующие силы. При втягивании штоков преодолеваются только силы трения в уплотнениях поршня и штока.
По данной причине величину FП2 рассчитывать не требуется.
|
|
|
2. Выбор диаметра поршня ПЦ по величине усилия на штокепри выдвижении FП1
Выбор размерности (диаметра) пневматического цилиндра с учётом величины давления питания производится из технического каталога (например, фирм-производителей CAMOZZI, Festo, SMC или иных) с учётом выполнения условия Fкат ³ FП1 (ближайшее большее значение) при рабочем давлении питания ПЦ.
На данной стадии из каталога выбираются серии пневматических цилиндров, формируются их кодировки с учётом: вида действия (одностороннего, двухстороннего, с демпфированием и т.д.), материала, размера диаметра, величины хода и т.д.
Нахождение объёма бесштоковой (поршневой) полости цилиндров
V 1 = V 1.0 ´ kV, (16)
Нахождение объёма штоковой полости цилиндров
V 2 = V 2.0 ´ kV , (17)
где V 1.0 – потребление воздуха на 10 мм хода поршня при
выдвижении штока, Нл;
V 2.0 – потребление воздуха на 10 мм хода поршня при
втягивании штока, Нл.
5. Нахождение коэффициента kV
kV ³ Lm / 10 (мм), (18)
где Lm – величина хода поршня (штока) пневматического цилиндра.
В случае получения дробного значения kV, значение округляется до ближайшего большего значения.
Необходимость нахождения коэффициента kV продиктовано тем, что в технических каталогах практически всех фирм производителей, численные значения потребления воздуха цилиндрами приведены при значениях величины хода поршня (штока) равной 10 мм.
|
|
|
Значения V 1.0 и V 2.0 выбираются из соответствующих таблиц каталогас учётом параметров и характеристик ранее выбранного типа пневматического цилиндра.
6. Определение потребляемого расхода при выдвижении (Q1) и втягивании (Q2) поршня пневматического цилиндра
Q1 = (V1 ´ s1) / Lm, (19)
Q2 = (V2 ´ s2) / Lm, (20)
где Q1 – потребляемый расход воздуха при выдвижении штока,
Нл/мин;
Q2 – потребляемый расход воздуха при втягивании штока,
Нл/мин;
s1 – скорость выдвижения штока ПЦ, м/мин;
s2 – скорость втягивания штока ПЦ, м/мин;
Lm – величина хода штока ПЦ, м.
Условием выбора дросселей для регулирования скорости движения штока и главного пневматического распределителя по расходу является наибольшее значение из двух расчётных значений:
Qmax = max (Q1, Q2), (21)
Условие выбора дросселя и главного пневматического распределителя:
QКАТ ³ Qmax, (22)
где QКАТ – расход воздуха дросселя или распределителя по
каталогу, Нл/мин;
Qmax – максимальное расчётное значение расхода воздуха,
потребляемого пневматическим цилиндром, Нл/мин.
Выбор пневматических распределителей и дросселей
При выборе типа дросселяучитывается место его установки (на цилиндре/на распределителе/или между ними (индивидуальный монтаж)).
Крайне желательно, чтобы требуемый расход обеспечивался на среднем участке расходной характеристики дросселя.
При выборе типа распределителя учитываются:
- требуемая структура (5/2, 5/3, 3/2, 2 ´ 3/2, 2/2);
- исполнение – моностабильный или бистабильный;
- тип управления (ручной, механический, пневматический, электрический);
- вариант монтажа распределителя;
- размеры распределителя и предпочитаемая серия;
- возможность работы на вакууме.
Структура выбираемого распределителя должна соответствовать структуре распределителя, указанной на принципиальной пневматической схеме управления.
Если конструктивное исполнение дросселя и схемное расположение дросселя находится между цилиндром и распределителем, то желательно, чтобы номинальный расход распределителя был на 15…30 % больше необходимого расхода на выходе цилиндра.
Выбор пневматических коммуникаций
Выбор пневматической трубки для силовой части схемы питания пневматического привода производится с учётом следующих факторов:
- рабочего давления;
- рабочей температуры окружающей среды;
- вида соединений труб (фитингов);
- условий монтажа;
- агрессивности окружающей и рабочей среды;
- массы;
- цены.
Выбор диаметра гибкой трубки в силовой части производится с учётом падения давления на рабочей длине пневматического трубопровода от блока подготовки воздуха до пневматического цилиндра.
Допустимое падение давления на гибком трубопроводе 0,5 … 0,8 бар (не более 1 бара) при рабочем расходе воздуха.
Размерность пневматических трубок для схемы управления (для соединения вспомогательных пневматических распределителей, пневматических кнопок, логических клапанов, путевых выключателей) обычно производится без учёта расхода в данных линиях управления, в виду его малого значения и размерности резьбового присоединения фитингов к корпусам аппаратов управления равного G1/8 (реже G1/4).
Данные пневматические трубки имеют размерность 4/2 (реже 6/4) мм.
Выбор фитингов
Фитинг (fitting, от fit - монтировать, собирать) – элемент трубопровода, устанавливаемый для разветвления, соединения, поворотов участков трубопроводов, переходов на другой размер (диаметр), а также при необходимости частой сборки и разборки труб.
|
|
|
Выбор фитингов осуществляется с учётом:
- материалов основных элементов фитинга;
- размерности и вида резьбовых соединений (G, M, R) (G1/8 ¸ G1; М3, М5, М7; R1/8, R1/4, R3/8, R1/2);
- размерности и материала трубки;
- рабочего давления;
- рабочей температуры окружающей среды.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
(справочное)
Пневматические символы и обозначения пневматических элементов и устройств на пневматических принципиальных схемах управления систем автоматизации
