Logo GenDocs.ru


Поиск по сайту:  


Курсовой проект - Разработка пневмопривода из логических элементов - файл Новая курс по пневматике.docx


Курсовой проект - Разработка пневмопривода из логических элементов
скачать (2480.4 kb.)

Доступные файлы (2):

Моя схема.cdw
Новая курс по пневматике.docx2445kb.25.05.2010 13:33скачать

содержание

Новая курс по пневматике.docx

Реклама MarketGid:
Содержание

Задание

Введение

1. Конструктивные параметры пневмоцилиндра

1.1Расчётная схема пневмоцилиндра

1.2Диаметр пневмоцилиндра

2. Подбор пневмоаппаратуры

2.1 Расчётная схема пневмопривода

2.2 Расчёт требуемой эффективной площади

2.3 Выбор пневмораспределителя

2.4 Выбор пневмодросселей с обратным клапаном

2.5 Выбор трубопровода

2.6 Расчёт эффективных площадей

2.7 Определение расхода воздуха потребляемого пневмоприводом

3. Расчёт тормозного устройства

3.1 Расчёт пневматического тормозного устройства

4. Схема цикловой системы управления

4.1 Функциональная диаграмма

5. Средний расход воздуха и потребление воздуха системой

5.1 Определение потребляемого системой воздуха

5.2 Определение среднего значения расхода воздуха

Литература



^ 1 КОНСТРУКТИВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПНЕВМОЦИЛИНДРА

1.1 Расчетная схема пневмоцилиндра.

Манометрическое питающее давление 6 бар.

Схема пневмоцилиндра представлена на рис.1


1.2. Рассчитаю диаметр пневмоцилиндра

Эффективная сила на штоке цилиндра Р эф , Н:,


где Р наг – избыточное давление нагнетания, по условию - 0,5 МПа;

F1 – эффективная площадь поршневой полости, м2,


F2 – эффективная площадь штоковой полости, м2.




Вес транспортируемого груза М= 200 кг.

Найдём усилие от силы трения на штоке:

Р трения = m*µ, где µ - коэффициент трения, а m- масса подвижных частей.

Р трения =2000Н * 0,2=400Н

Запишу условие работы пневмоцилиндра:


где k1 – коэффициент, учитывающий силы трения в пневмоцилиндре,

принимаю k1 = 0,8 [1, стр.28] ;

k2 – коэффициент, определяющий запас по усилию, т.к. цилиндр

транспортный, то принимаю k2 = 0,6 [1, стр. 28].

Тогда: D = = 4.6см

Выбираю пневмоцилиндр D=50мм, d=16мм по ГОСТ 15608-81, с обозначением:

Пневмоцилиндр 2011 – 50 х 250 ГОСТ 15608-81.

Или аналог фирмы Festo:

^ DNC-50-250 PPV-A

Выпишу данные пневмоцилиндра:

Рабочая среда: сжатый воздух с фильтрацией 10мкм.

Рабочее давление: (0,05…1,0) МПа.



Максимальное давление: 1,5 МПа.

Температура: (-10…60) 0С.

Диаметр поршня: D = 50мм.

Диаметр штока: d =16мм.

Рабочий ход поршня: S = 250мм.


Площадь поршневой полости пневмоцилиндра F1:

F1 = = 3.14*0.052/4 = 0,00196 м2.

Площадь штока, м2:



Fшт = = 3.14*0,0162/4 = 0,0002 м2.

Площадь штоковой полости пневмоцилиндра F2:

F2=F1- Fшт=0.00196-0.0002=0.00176м2



^ 2. ПАРАМЕТРЫ ПНЕВМОАППАРАТУРЫ

2.1 Расчетная схема пневмопривода

Для управления скоростью движения пневмопривода устанавливаю дроссели с обратным клапаном. Регулирование скорости пневмоцилиндра осуществляется на линии выхлопа. Тогда уровень давления в приводе будет выше, чем при установке дросселя в линию нагнетания.

Расчетная схема пневмопривода одного из шести исполнительных органов представлена на рис.2.

Рисунок 2.



2.2 Расчет эффективной площади

Для определения требуемой эффективной площади проходного сечения линии пневмопривода определю максимальный массовый расход воздуха Gmax, кг/с:

Gmax =S1*L*p /t = 0.00196*0.25*5.5/1 = 0.0027 кг/с

где tобр – время обратного ход, втягивания штока, по условию tобр = 1с;

mп – масса воздуха, поступающего в поршневую полость, кг

где Vп – объем поршневой полости пневмоцилиндра, м3 ;

p – плотность воздуха при давлении нагнетания, =5,5кг/м3 .


где Рат – абсолютное атмосферное давление, рат = 0,101 Мпа;

Рн – абсолютное давление нагнетания, рн = 0,63+0,101=0,731 МПа;

ат – плотность воздуха при атмосферном давлении, при температуре


Тогда:



Максимальный объемный расход воздуха, приведенный к нормальным условиям

Vпоршня=L/t=250mm/1c=250мм/с=0,25м/с.

Q=3.141 * 0.05м2 / 4 * 0,25м/с * 0,065МПа / 1 = 0,00245м3 – совпадает со значением полученном в программе Festo ProPneu.

Требуемая эффективная площадь проходного сечения линий пневмопривода


D= = =0,0075м=7,5мм

Принимаю внутренний диаметр 8мм.



^ 2.3 Выбор и расчет пневмораспределителя

Для управления пневмоцилиндром применю пятилинейный двухпозиционный распределитель с электрическим управлением и пружинным возвратом.

Выбираю пневмораспределитель JMFH-5/2-D-1 C фирмы Festo [2,стр. 237].


Данные пневмораспределителя:

Рабочая среда: сжатый воздух, отфильтрованный через фильтр с тонкостью фильтрации 10 мкм с содержанием масла или без него.

Рабочее давление: (0,1…0,99) МПа.

Максимальное давление: 1,5 МПа.

Температура: max 60 0C.

Присоединительная резьба: G 1/4”.

Давление нагнетания 6 бар:

Потери давления: МПа.

Объемный расход воздуха, приведенный к нормальным условиям:

Определю массовый расход воздуха распределителя кг/с:

Gmax =S1*L*p /t = 0.00196*0.25*5.5/1 = 0.0027 кг/с



^ 2.4 Выбор пневмодросселя с обратным клапаном

Выбираю пневмодроссели с обратным клапаном GRLA-1/4-RS-B Дроссель с обратным клапаном фирмы Festo, [2, стр.113]:

Данные дросселей с обратным клапаном:

Рабочая среда: сжатый воздух, отфильтрованный через фильтр с тонкостью фильтрации 10 мкм с содержанием масла или без него.

Рабочее давление: (0,05…1,0) МПа.

Температура: (5…60) .

Присоединительная резьба: G 1/4”.



^ 2.5 Выбор трубопровода

Выбираю нейлоновые трубки серии PUN- 8X1,25 SW Шланг Festo, [3, стр.155]:

Данные трубок:

Материал: нейлон 12.

Максимальное давление: 1,5 МПа.

Температура: max 60 0 C.

Наружный диаметр: .

Внутренний диаметр: 8 мм.




^ 2.6 Определение эффективных площадей

Определим эффективную площадь проходного сечения распределителя.


, (2.3.1)

где

массовый расход воздуха пневмораспределителя.


, (2.3.2)


Определим эффективную площадь проходного сечения трубопровода.


, (2.3.3)

где

потери давления в трубопроводе.

Определим потери давления в трубопроводе.




, (2.3.4)

где

 коэффициент гидравлического трения;

L – длина трубопровода;

Vтр – скорость течения воздуха в трубопроводе.

Коэффициент гидравлического трения определим по формуле Альтшуля:


, (2.3.5)

где

k – относительная шероховатость стенок;

Re – число Рейнольдса.


, (2.3.6)

где

  абсолютная эквивалентная шероховатость стенок, для полиэтиленовых труб  = 0,002 мм.

, (2.3.7)

где

  кинематический коэффициент вязкости, для воздуха при температуре 20 С  = , [3, стр. 17].




, (2.3.8)


м/с.


.


3 зона зона гладкостенного сопротивления, в которой при Re < 105 используется формула Блазиуса;


.


кПа.


Эквивалентная площадь проходного сечения дросселя с обратным клапаном определим по характеристике расхода [2, стр. 113].


Определим располагаемую эквивалентную площадь проходного сечения пневмолинии.


. (2.3.9)


Располагаемая эквивалентная площадь проходного сечения пневмолинии больше требуемой эффективной площади проходного сечения:


.


Эквивалентная площадь проходных сечений линий fэкв больше требуемой эффективной площади проходного сечения , следовательно, управляющая пневмоаппаратура выбрана правильно.



^ 2.7 Определение максимального расхода воздуха, потребляемого пневмосистемой.

При прямом ходе одного цилиндра:

Gmax =S1*L*p /t = 0.00196*0.25*5.5/1 = 0.0027 кг/с


Из циклограммы видно, что максимальный расход требуется на 5-6-ой секунде цикла. При этом срабатывают одновременно 5 цилиндров, 2 на выдвижение и 3 на втягивание.

Gmax системы =2*(S1*L*p /t)+ 3*(S2*L*p /t) =

=2*( 0.00196*0.25*5.5/1)+ 3*( 0.00176*0.25*5.5/1) =0,02 кг/с.


Расход воздуха потребляемый при работе пневмоцилиндра в циклическом нагружении определяется количеством воздуха, который заполняет объем поршневой и штоковой полости.



Массовый расход потребляемый пневмоприводом Gобщ,кг/с:


где масса воздуха в поршневой полости:

;

масса воздуха в штоковой полости:


.

Тогда объемный расход воздуха приведенный к нормальным условиям, потребляемый пневмоприводом :




^ 5. Разработка схемы цикловой системы управления в соответствии с шаговой диаграммой.

а) построить функциональную диаграмму;

б) построить функциональный план;

^ Графическая форма записи

Графическая (диаграммная) форма представления состояний и изменения состоянии исполнительных ме

ханизмов, информационных и управляющих устройств в технологических машинах и производственных уста

новках является наиболее наглядной и применяется чаще других форм записи.

Полная информация о функционировании циклической САУ содержится в функциональной диаграмме, вклю

чающей диаграммы перемещений и управления (рис 82).


Рис. 8.2. Структура функциональной диаграммы

Диаграммы перемещений отображают в графическом виде состояния исполнительных механизмов — пневмоцилиндров. пневмодвигателей и т п а диаграммы управления — состояния информационных и управляю

щих устройств.

При использовании диаграммной формы записи обозначения состояний устройств, входящих в систему, заключают в прямоугольник (для каждого шага), причем (поскольку речь идет о дискретных устройствах) изме

нения этих состояний представляются в диапазоне значений от 0 (устройство выключено — шток цилиндра втянут) до 1 (устройство включено — шток цилиндра выдвинут) урис 8 3)

Это схема установки с непрерывным циклом т.к. цикл начинается с первой секунды.







Таблица

Номер шага

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Сигналы

необходимые

для

выполнения

шага


a0

a1

a1

a1

a1

a0

a0

a1

a1

a1

a1

a0


b0

b0

b1

b0

b1

b0

b0

b0

b1

b0

B1

b0


c0

с1

c1

c0

c1

c1

c1

c1

c1

c0

с1

c0


d0

d1

d0

D0

d0

d1

D0

d1

D1

d1

d1

d1


e0

E1

e0

e0

e0

e1

e0

e0

e0

e0

e0

E1


f0

f0

f0

f0

f1

F0

F0

F0

F0

F0

f1

f0




Состояние

цилиндров


Номер группы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Выбираем количество шин равное количеству групп .




Литература.

  1. Форенталь В.И. Пневматические исполнительные механизмы: Учебное пособие. – Челябинск: ЮУрГУ, 1999. – 80 с.

  2. Festo каталог 2003г.

  3. Форенталь В.И. Основы пневматики: Учебное пособие. – Челябинск: ЮУрГУ, 2000. – 83 с.

  4. Герц Е.В., Крейн Г.В. Расчёт пневмоприводов. Справочное пособие. – М.: Машиностроение, 1975 – 272 с.

  5. Наземцев Н.С. Пневматические приводы и средства автоматизации.Часть1.2004г.

Реклама:





Скачать файл (2480.4 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru