1. Цели работы:

- изучить функциональное предназначение всех элементов САР пневмосистемы машины контактной сварки с линейно изменяемым сварочным усилием;

- исследовать имитационную модель САР пневмосистемы с целью определения характера влияния основных возмущающих воздействий на параметры силового цикла.

2. Содержание работы

Лабораторная работа № 5 посвящена изучению САР пневмосистемы машины контактной сварки и формируемых этой пневмосистемой силовых циклов сварки с изменяемым сварочным усилием во времени по линейному закону.

В случае точечной сварки ответственных конструкций из алюминиевых и магниевых сплавов толщиной свыше 4+4 мм наиболее близкой к оптимальной будет программа нарастания усилия во времени по линейному закону. Приведенная на рисунке 1. схема пневмосистемы и позволяет получить нарастание сварочного усилия по линейному закону.

Для линеаризации процесса нарастания усилия может быть использована схема с регулируемым дросселем. В системе имеется общий редукционный клапан 13, клапан 3 для управления давлением в верхней камере цилиндра 4, клапаны 1 и 2 для создания сварочного усилия и клапан 12 для выпуска воздуха из нижней камеры цилиндра. Схема включает также главный дроссель 8, вспомогательный дроссель 6, клапан 5 и обратный клапан 7.

При подаче давления через клапан 12 в нижнюю камеру цилиндра 4 давление одновременно подается на поршень дросселя 8 и заставляет последний занять положение, соответствующее его минимальному начальному открытию. Для создания сварочного усилия клапан 12 соединяет нижнюю камеру с атмосферой через главный дроссель 8. При этом воздух из поршневой камеры дросселя 8 через вспомогательный дроссель 6 и запорный клапан 5 стравливается в атмосферу. Дроссель 8 под действием пружины перемещается и постепенно увеличивает сечение для выхода воздуха из камеры цилиндра. Скорость открытия главного дросселя может регулироваться вспомогательным дросселем 6. При отсутствии в схеме запорного клапана 5 воздух из поршневой камеры дросселя 8 может направляться непосредственно в трубопровод между клапаном 12 и цилиндром.

Упругий элемент 10 между рабочим поршнем 9 и ползуном 11 обеспечивает легкую подвижность верхнего электрода при тепловом расширении деталей в процессе сварки. Кроме того, наличие упругого элемента

уменьшает вероятность заклинивания пневмопривода и несколько снижает ударную нагрузку при соприкосновении электрода со свариваемой деталью.

Рис. 1. схема пневмосистемы с нарастанием сварочного усилия по линейному закону

Благодаря упругому элементу можно измерять и контролировать усилие на электродах по величине смещения ползуна относительно штока поршня. В силу того, что с течением времени проходное сечение дросселя 8 увеличивается, а падение давления в нижней камере ускоряется, то и закон изменения давления приближается к линейному. Пропорциональное время открытия главного дросселя 8 может быть достигнуто путем экспериментального подбора его конструктивных параметров, формы и величины начального проходного сечения. Следует отметить, что для перемещения дросселя 8 с постоянной скоростью, он должен быть выполнен в виде цилиндрического золотника. В принципе, принудительно задавая соответствующий закон движения дросселя 8, можно получить различные программы изменения усилия (в том числе, и с линейно изменяемым сварочным усилием).

3. Порядок выполнения работы

Изучить на лабораторной установке и по приведенной схеме (рис. 1.) конструкцию и принцип действия пневмосистемы машины контактной сварки с изменяемым во времени по линейному закону сварочным усилием.

Изучить функциональное предназначение всех элементов пневмосистемы машины контактной сварки с линейно изменяемым сварочным усилием.

Исследовать имитационную модель пневмосистемы с целью определения характера влияния основных возмущающих воздействий на параметры силового цикла. Имитационная модель представляет собой компьютерную реализацию математической модели, описывающей процессы, происходящие в пневмоприводе при изменении управляющих воздействий. Программное обеспечение выполнено на языке Delphi. Конечным результатом отработки программы является диаграмма силового цикла, построенная в реальном времени. Результатом исследования является определения характера влияния основных возмущающих воздействий на параметры силового цикла. Перед началом выполнения испытаний имитационной модели необходимо тщательно изучить соответствующие разделы «Справки», имеющейся в программе.

1. Произвести испытания имитационной модели, заполнить таблицу по форме 1 и выполнить регрессионный анализ полученных данных (определить угловой коэффициент уравнения линии нарастания сварочного усилия).

Таблица 1.

Результаты испытания имитационной модели

№ режима	давление сжатого воздуха рр.ном, Па (задается)	Начальное сварочное усилие Рсв.н, Н (задается)	Время сварки tсв, с (задается преподавателем)	Конечное сварочное усилие Рсв.к, Н	Нарастание сварочного усилия ΔРсв, Н
2	720	3500	0,5	4625	1125
3	620	3250	0,7	6330	3080
4	640	4500	0,4	7000	2500
5	520	4750	0,3	7750	3000
6	680	2750	0,9	14000	11250

Угловые коэффициенты:

Режим 2: 1125/0,5=2250

Режим 3: 3080/0,7=4400

Режим 4: 2500/0,4=6250

Режим 5: 3000/0,3=10000

Режим 6: 11250/0,9=12500

2. Определение зависимости продолжительности цикла от величины рабочего давления сжатого воздуха (при работе системы в режиме № 5, Р_св =4250 Н и t_св =0,8 с)

Таблица 2.

Результаты испытания имитационной модели

№ опыта	давление рр.ном, Па (задается преподавателем)	Продолжитель-ность цикла tц, с.	Производительность, циклов, циклов в с.
1	570	1,07	0,935
2	620	1,01	0,99
3	640	1	1
4	520	1,38	0,725
5	680	0,975	1,026

График зависимости t_ц = f(р_р.ном).