Задание 5.

Р ассчитать и построить график скорости перемещения поршня в пневмоцилиндре 5 (рис. 4.5) при рабочем ходе в зависимости от нагрузки, приложенной к штоку, изменяющейся в пределах от до , где значение указано в табл. 4.5

З аданы: диаметр поршня 4 - D, длина трубопровода 2 - , его внутренний диаметр d, коэффициент сопротивления распределителя 3 - . Давление в ресивере 1 - ; давление в штоковой полости 5 цилиндра принять равным атмосферному. Температура воздуха в ресивере, в пневмоцилиндре и в окружающей среде —20 ° С

Таблица 4.5

Параметры	Варианты и исходные данные
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Последняя цифра шифра
	0,6	0,65	0,4	0,45	0,5	0,55	0,6	0,45	0,4	0,55
	80	70	100	90	85	90	70	100	105	90
	0,16	0,15	0,25	0,2	0,2	0,22	0,25	0,16	0,18	0,21
Предпоследняя цифра шифра
	6,2	6,4	6	5,8	5,6	6,1	5,9	5,8	6,0	6,2
	10	10	10	8	8	12	10	12	12	12
	13	15	11	10	9	12	10	14	13	11

Методические указания к выполнению задания 5

Воспользуемся методикой расчета пневмопривода, изложенной в учебном пособии [8] в п.65.

Скорость установившегося движения поршня определяется по величине массового расхода воздуха G, поступающего в пневмоцилиндр, и рабочей площади поршня

(4.31)

Величина

(4.32)

y = (4.33)

где у - относительное давление, вычисленное по абсолютным давлениям в ресивере и в поршневой полости гидроцилиндра ; -коэффициент расхода подводящего трубопровода; n - показатель степени в уравнении политропного процесса (среднее значение для воздуха n = 1,35). В формуле 4.33 неизвестные величины y, , определяются в следующем порядке. Вычисляется площадь поршня .

Определяется давление и , Н/ ;

= + ;

=( + ;

где - атмосферное давление (среднее значение = 10 Па).

По формуле (4.34) находится значение у, которое необходимо сопоставить с

критическим значением , соответствующим переходу от подкритической области истечения воздуха в пневмоцилиндр при заполнении поршневой полости к надкритической области.

Для определения предварительно рассчитывается коэффициент гидравлического сопротивления трубопровода

+ λ + + , (4.34)

Где - коэффициент сопротивления в выходном отверстии ресивера ( =0,5 _);

- коэффициент сопротивления во входном отверстии цилиндра ( =1); λ - коэффициент гидравлического трения трубопровода, рассчитываемой для квадратичной области сопротивления по формуле Прандтля

λ= (4.35)

В формуле (4.36) значение эквивалентной шероховатости принять =0,005мм. По графику зависимости =f( , представленному на рис.4.5. взятому из [8]

определяется значение и сопоставляется с вычисленным значением у. Если У > Ук , то область истечения подкритическая.

При этом в формулу (4.33) подставляется значение У .Если У < то область истечения надкричиская. И тогда в формулу (4.32) подставляется значение У =

Рис.4.7

Для определения коэффициента расхода, величина которого зависит от величины относительного давления у и коэффициента сопротивления , следует воспользоваться графиком = f(у, представленному на рис.4.7 взятому из работы [8].

Для определения плотности воздуха в ресивере воспользуемся уравнением Клайперона - Менделеева,

, (4.36)

Где R=290 Дж/кг* ⁰ К - газовая постоянная.

Решение первого цикла задачи завершается определением скорости по формуле (4.3) в которой плотность воздуха в пневмоцилиндре определяется по формуле (4.37)

, (4.37)

Примечания.