Механични характеристики на хидравличните и пневматичните цилиндри

Barcha fanlardan o'zbek tilida referatlar mega to'plami, arxiv mutlaqo bepul.

Механични характеристики на хидравличните и пневматичните цилиндри

Механични характеристики на хидравличните и пневматичните цилиндри

Механичните характеристики на двигателя, в случая хидравличният цилиндър или пневматичният цилиндър, имат решаващо влияние върху динамиката на работата на машината. Нека го разгледаме по-подробно.

Нека започнем с механичните характеристики на хидравличното задвижване. В този случай двигателят на машината е хидравличен цилиндър 4 (фиг. 8.1а), включен в хидравличната система, съдържащ резервоар 1 с работна течност, хидравлична помпа 2 и управление (макара) 3, свързани с тръбопроводи . Определящият индикатор на хидравличната система са техническите характеристики на хидравличната помпа, т.е. нейните характеристики и налягането на течността на изхода.

Използвайте хидравлични задвижвания на транспорта, технологични машини и роботиосновно се използват зъбни, бутални, аксиални буталалопатеви и лопатъчни помпи с капацитет от 10 до 200 литра в минута и развито налягане на течността от 0,5 до 10 MPa [6].

С позицията на макарата, показана на фиг. 8.1, течността от помпата се подава към кухината на буталото 5 на хидравличния цилиндър и буталото с пръта се движи отляво надясно. Ако външната сила на полезното съпротивление FC и силите на триене между буталото, пръта и цилиндъра отсъстват, тогава буталото ще се движи с максималната скорост, определена от капацитета на помпата и налягането в кухината на буталото, а оттам и двигателя сила, ще бъде равна на нула. В този случай течността от края на пръта 6 се оттича в резервоара.

Максималната скорост на буталото се определя чрез разделяне на капацитета на помпата на площта на буталото. Вземайки предвид трансформацията на размерите, имаме:

където: Q - капацитет на хидравличната помпа в l/min;

D - диаметър на хидравличния цилиндър в m.

Имайте предвид, че на практика буталото никога не достига максималната си скорост поради неизбежното триене в уплътненията между буталото, пръта и цилиндъра; освен това течността от края на пръта в резервоара се оттича отналягане поради триене в тръбопроводите и дроселиране в органите за управление.

Ако се приложи сила на плъзгане FC към пръта, скоростта му ще намалее и налягането в кухината на буталото (и силата на двигателя FД) ще се увеличи и намаляването на скоростта ще бъде пропорционално на нарастването на силата. Трябва да се каже, че тази зависимост на силата от скоростта на хидравличните цилиндри, захранвани от помпи от различен тип, може да бъде различна, но във всички споменати случаи (т.е. при зъбни помпи, аксиални бутала, бутални и лопатеви помпи) тя е близка до линейна. Следователно можем да приемем, че работната част на механичните характеристики на хидравличния цилиндър (а на фиг. 8.1.1) е права линия, наклонена към оста на абсцисата.

Намаляването на скоростта на буталото с увеличаване на натоварването се обяснява с много причини, основните от които са течове в хидравличната помпа и органи за управление, както и свиваемостта на течността при високо налягане [6].

И така, с увеличаване на външната сила на полезното съпротивление FC, скоростта на пръта намалява и силата на хидравличния цилиндър се увеличава до съвсем определена стойност, продиктувана от максималното налягане на хидравличната помпа. Тази максимална мощност на двигателя се изчислява по формулата:

където p е налягането, развито от хидравличната помпа в MPa.

Когато хидравличният цилиндър достигне максималната сила, скоростта на буталото става минимална vmin (фиг. 8.1b). Размерът на спада на скоростта зависи от вида на помпата и контролното оборудване. Средно можем да приемем, че този спад достига (20 4 30)%, т.е.,

Ако външната сила FC стане по-голяма от максималната сила на хидравличния цилиндър FДmax, тогава буталото спира, максималното налягане остава под него (b на фиг. 8.1b) и излишната течност се източва в резервоара през предпазния клапан (не е показано на диаграмата).

Сега да преминем към пневматичното задвижване. Пневматичният задвижващ механизъм под формата на пневматичен цилиндър се използва в транспортни и технологични машини, както и в индустриални роботи.

В транспортните превозни средства пневматичните цилиндри се използват за задвижване на спомагателни механизми, най-често те са спирачни механизми за тежки автобуси, камиони и влакове. Пневматичните цилиндри са включени в схема, подобна на тази, показана на фиг. 8.1а, където вместо хидравлична помпа - компресор, а вместо резервоар с течност - атмосфера. Максималната скорост на буталото и силата на пневматичния цилиндър се изчисляват съгласно горните формули, но като се вземат предвид техническите характеристики на компресора.

Най-широко използваното пневматично задвижване обаче се използва в технологични машини и роботи, инсталирани в промишлени предприятия, където сгъстен въздух се подава от фабрична пневматична мрежа, захранвана от стационарен компресор с голям капацитет. Техническите показатели на пневматичната мрежа са налягането на сгъстен въздух и скоростта на изтичането му от дюзата, предназначена за захранване на технологичната машина или индустриален робот.

Налягането на сгъстен въздух във фабричните пневматични мрежи може да достигне до 0,5 MPa, но при инженерните изчисления трябва да се вземе по-ниска стойност - 0,48 MPa [11].

Що се отнася до дебита на сгъстен въздух, удобно е да се изрази тази характеристика на пневматичната мрежа чрез производителността Q, измерена в m 3/min, както е обичайно в пневматичните мрежи. При средни скорости на потока (7 4 15) m/s и диаметри на отвора за задушаване (10 4 15) mm, тази производителност може да се вземе Q = (0,06 4 0,16) m 3/min.

Механичните характеристики на пневматичния цилиндър са показани на фиг. 8.1в. Когато натоварването на пръта се увеличи от нула до максимално възможната стойност, скоростта му се променя линейно от максималната стойност не до крайната стойност, както в случая на хидравличен цилиндър, а до нула [11]. Това се дължи на различните свойства на течност (в хидравлична система) и газ (в пневматична система), главно много по-висока свиваемост на газа в сравнение с течност.

Максималната скорост на буталото ще бъде изчислена по различен начин, тъй като капацитетът тук е зададен не в l/min, а в m 3/min.

Максималната сила на пневматичния цилиндър се изчислява по формулата (8.2), където p = 0,48 MPa.

По този начин механичната характеристика на пневматичния цилиндър е права линия, свързваща точката на максимална скорост по оста на абсцисата и максимална сила върху оста на ординатите.