2.11 Расчет пневмоприводов
Расчет при установившемся движении
[5], c 338-245.
Задачи расчета
пневмоприводов по существу теже, что и
при расчете гидроприводов, но отличается
метод их решения. Во-первых, в расчетах
используется массовый расход сжатого
воздуха (кг/с) вместо объемного (
)
в гидроприводах. Во-вторых, плотность
воздуха существенно зависит от давления,
поэтому если давление вдоль потока
вследствие трение уменьшается, то
уменьшается и плотность, а скорость,
наоборот, увеличивается. И в третьих, в
потоках газа при больших давлениях
может наступить так называемая критическая
скорость близкая к скорости звука
(сверхзвуковое течение), при этом, если
скорость потока больше скорости звука,
то массовый расход остается постоянным.
В потоках жидкости такое явление имеет
место только при безнапорном движении
под большим уклоном (уклон больше
критического) Уравнение массового
расхода в трубопроводе при политропном
процессе (формула Сан-Венана) приведено
в пункте 1.6 (формула 3.1)
Методика расчета скорости в пневмоцилиндре представлена в методических указаниях к задаче 2 контрольного задания, заимстванного из [8].
Расчет при неустановившемся движении более сложный. В этом случае различают три фазы всего процесса:
- подготовительная фаза, в течение которой воздух заполняет одну из полостей силового цилиндра при неподвижном поршне;
- фаза движения начинается с момента страгивания силового цилиндра и началом торможения (при наличии тормозного устройства) или остановки поршня при соприкосновении с неподвижным упором;
- заключительная фаза начинается с момента включения тормозного устройства и заканчивает в момент начала подготовительной фазы ( в односторонних пневмоцилиндры). В пневмоцилиндрах двойного действия одновременно с наполнением рабочей полости цилиндра происходит опорожнение нерабочей полости.
Расчетные зависимости, необходимые для определения давления в рабочей полости, скорости и времени перемещения поршня на стр. 345-357 [8].
Контрольные вопросы
- В чем заключается особенность расчета пневмоприводов при установившемся движении?
- Приведите формулу Сен-Венана массивного расхода газа при политропном движении
- Что называется критическим отношением давлений газа?
- Какой коэффициент учитывает гидравлическое сопротивление трубопровода в формуле Сен-Венана ?
- Как влияет на скорость движения пневмопривода изменения приложенной нагрузки?
- Каким три фазы рассматриваются при расчете пневмоприводов при неустановившемся движении?
- Какие параметры процессы определяются при неустановившемся движении?
3.3 Список основных обозначений и сокращений (глоссарий) Обозначения на основе латинского алфавита
А - работа
a - ускорение, скорость звука
B - модуль объемной упругости жидкой среды
b - ширина
C - коэффициент гидродинамической силы
с - теплоемкость, жесткость упругого элемента
D,d - диаметр
E - энергия, модуль упругости
e - плотность энергии (удельная энергия)
F - сила
G - массовый расход жидкой среды
g - ускорение силы течения (свободного падения)
H - напор
h - вертикальный размер
I- сила электрического тока
j - момент инерции
K - импульс, количество движения
L,l - длина
M - момент силы, число Маха
m - масса
N - мощность
n - единичный нормали
P - сила давления
p - напряжение силы давления, давление
Q - объемный расход жидкой среды
R - газовая постоянная, сила, гидравлический радиус, сопротивление электрической линии
S - площадь
T - сила трения (Поверхностная касательная), абсолютная температура
t - время
U - внутренняя энергия единицы массы жидкой среды, напряжение электрической линии
u - местная скорость в точке потока жидкой среды
V - объем
v - средняя скорость
W - объем
x,y,z - декартовые координаты