Рычажные шарнирные усилители с пневмоприводом
Рисунок 7 – Рычажные шарнирные усилители с пневмоприводом.
Сила зажима и осевая сила на штоке связаны соотношением:
Q=W [ tg (α+β ) + tg φ (d /D) ] (l /l1) (1/η) ;
Q=W1[ tg (α+β )+ tgφ (d /D)] ,
где α - угол наклона рычага усилителя;
β - дополнительный угол к углу наклона рычага, учитывающий потери на трение скольжения в шарнирах рычага;
β=arcsin (f × d /l);
f ≈0,1 – коэффициент трения скольжения на оси ролика и в шарнирах рычага;
d - диаметр осей шарниров и отверстия ролика, мм;
l - расстояние между осями отверстий рычага, мм.
D1- диаметр поршня пневмоцилиндра, мм;
η - коэффициент, учитывающий трение в различных трущихся соединениях; W1-- сила, действующая на оси рычага, Н, tg φ = f =0,1 -- коэффициент трения на опорной поверхности ролика.
Рисунок 8 – Пневматические зажимы с рычажным усилителем.
Пневматические зажимы с рычажным усилителем
На рисунке 8 показаны примеры пневматических зажимов с рычажным усилителем.
В зажиме на рисунке 8, а при подаче сжатого воздуха в бесштоковую полость пневмоцилиндра поршень 2 со штоком 1 перемещается вверх и шток поворачивает рычаг 7 около оси 6. Рычаг 7 коротким плечом перемещает стержень 3 с прихватом 4 вправо и прихват коротким плечом зажимает деталь 5.
Q = W(l + l1) l2 / l1×l3× η
Q = Q0 ×l2 × l / l3 × η
Где: где η = 0,9 - коэффициент потерь на трение в пневмоцилиндре;
Q0 - сила, действующая вдоль оси стержня 3.
|
|
Для зажима на рисунке 8, б сила зажима детали W=Q (l /l1)×η.
Расчёт пневмоцилиндров
Поскольку пневматические приводы работают на постоянном подводимом давлении Р сжатого воздуха в пределах 0,4–10 МПа, то выбор пневмоцилиндров проводят на основе расчета их диаметров, а пневматических моторов - на основе расчета их рабочих объемов.
Диаметр зажимных пневмоцилиндров определяется, исходя из усилия зажима F, приведенного к штоку пневмоцилиндра, по зависимости F = PS, где S - эффективная площадь цилиндра.
Для пневмоцилиндра с двусторонним штоком
S = π(D2-d2)/4, (12)
где D и d- соответственно диаметры цилиндра и штока. Задавшись диаметром штока (или определив его размер, исходя из условий прочности под действием силы зажима), определяют диаметр штока.
Если пневмоцилиндр с односторонним штоком, то необходимо знать, в какую полость (штоковую или бесштоковую) будет подаваться рабочая среда для зажима. Как правило, это бесштоковая полость, поскольку в этом случае необходимая сила зажима будет достигаться при меньшем диаметре цилиндра. Тогда
(13)
Часто для зажимных целей применяют пневмоцилиндры одностороннего действия с односторонним штоком и пружинным разжимом.
|
|
В этом случае необходимо при расчете диаметра цилиндра учитывать и силу пружины G = с (/0 + /), где с - жесткость пружины, /0 - предварительный натяг, / - ход поршня при зажиме. Тогда
(14)
Рассчитав диаметр цилиндра D, из каталогов выбирают пневмоцилиндр с ближайшим большим диаметром (это дает запас по силе зажима) и ходом поршня, удовлетворяющим условиям зажима.
Если для зажима используется пневмомотор, то его выбор ведут по рабочему объему v.
Расчетное значение определяют по формуле: v = 2πМ/P, где М - величина вращающего момента, приведенная к валу пневмомотора.
Расчет конструктивных параметров пневмодвигателей, работающих в цикле автоматизированного технологического оборудования, проводится с учетом времени их срабатывания и сил трения. Учет времени срабатывания обычно осуществляется путем введения параметра загрузки х [3], показывающего отношение действительной нагрузки F к величине теоретической силы Fт, развиваемой пневмодвигателем, т.е. х = F/Fт = F/(PS). Так, для пневмоцилиндров приводов движения рекомендуется принимать х = 0,4 — 0,5. При больших значениях х резко возрастает время срабатывания, а при меньших - использование пневмоцилиндра неэффективно.
|
|
Учет сил трения осуществляется путем введения коэффициента к, учитывающего потери энергии на преодоление сил трения. При малых нагрузках (до 600 Н) k = 0,5 — 0,2, при нагрузках от 600 до 6000 Н k = 0,2 —0,12, при F = 6000 —25000 Н k = 0,15 — 0,08 [3]. Тогда диаметр горизонтально работающего пневмоцилиндра определяется из выражения:
(15)
Если цилиндр работает в вертикальном положении, то следует учитывать силу веса перемещаемых масс (поршень, шток и соединенные с ним массы узлов оборудования).
Получив расчетный размер цилиндра, по его значению и длине хода подбирают из каталогов удовлетворяющий условиям работы пневмоцилиндр.
В случае работы пневмоцилиндра в динамическом режиме (частые и быстрые реверсы) при расчете необходимо учитывать динамические нагрузки (силы инерции). Они легко определяются, зная массы перемещаемых пневмоцилиндром узлов и законы движения (разгон, торможение, равномерное движение), благодаря которым находят возникающие при работе привода ускорения.
Работа пневматических двигателей связана с изменением объемов сжатого воздуха, его периодическим то сжатием, то расширением, что сопровождается изменением температуры. При расширении воздуха (особенно при выхлопе в атмосферу), происходит выпадение росы (увеличение влажности воздуха). Появление влаги на стенках пневмоаппаратуры, трубопроводов и пневмодвигателей приводит к их повышенной коррозии и преждевременному выходу из строя.
|
|
Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 982; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!