- •Содержание
- •Структура пневматических приводов 9
- •Переключающие регистры 176
- •Основные газовые законы 205
- •1. Структура пневматических приводов
- •1. Структура пневматических приводов
- •1. Структура пневматических приводов
- •1. Структура пневматических приводов
- •1. Структура пневматических приводов
- •2. Физические основы функционирования пневмосистем
- •2.1. Основные параметры газа
- •2. Физические основы функционирования пневмосистем
- •2. Физические основы функционирования пневмосистем
- •2.2. Основные физические свойства газов
- •2. Физические основы функционирования пневмосистем
- •2.3. Основные газовые законы
- •2. Физические основы функционирования пневмосистем
- •2.4.1. Расход
- •2. Физические основы функционирования пневмосистем
- •2.4.2. Уравнение Бернулли
- •2. Физические основы функционирования пневмосистем
- •2.4.3. Режимы течения
- •2. Физические основы функционирования пневмосистем
- •2.4.4. Истечение газа через отверстие
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3.1. Производство и подготовка сжатого воздуха
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3.2. Компрессоры
- •3.2.1. Объемные компрессоры
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3.2.2. Динамические компрессоры
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3.3. Устройства очистки и осушки сжатого воздуха
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3.4 Ресиверы
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3.5. Трубопроводы. Соединения трубопроводов
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3.6. Блоки подготовки воздуха
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •4. Исполнительная подсистема
- •4. Исполнительная подсистема
- •4.1. Пневматические цилиндры
- •4. Исполнительная подсистема
- •4.1.1. Пневмоцилиндры одностороннего действия
- •4. Исполнительная подсистема
- •4. Исполнительная подсистема
- •4. Исполнительная подсистема
- •4.1.3. Позиционирование пневмоцилиндров
- •4. Исполнительная подсистема
- •4. Исполнительная подсистема
- •4.1.4. Бесштоковые пневмоцилиндры
- •4. Исполнительная подсистема
- •4. Исполнительная подсистема
- •4. Исполнительная подсистема
- •4.2. Поворотные пневматические двигатели
- •4.3. Пневмодвигатели вращательного действия — пневмомоторы
- •4. Исполнительная подсистема
- •4, Исполнительная подсистема
- •4. Исполнительная подсистема
- •4. Исполнительная подсистема
- •4. Исполнительная подсистема
- •4.4.1. Цанговые зажимы
- •4.4.2. Пневматические захваты
- •4. Исполнительная подсистема
- •4. Исполнительная подсистема
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5.1. Пневматические распределители
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5.1.1. Моностабильные пневмораспределители
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5.1.2. Бистабильные пневмораспределители
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5.1.3. Монтаж пневмораспределителей
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5.1.4. Определение параметров пневмораспределителей
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5.2. Запорные элементы
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5.3. Устройства регулирования расхода
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5.4. Устройства регулирования давления
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •6. Информационная подсистема
- •6. Информационная подсистема
- •6.1. Пневматические путевые выключатели
- •6. Информационная подсистема
- •6. Информационная подсистема
- •6.2. Струйные датчики положения
- •6. Информационная подсистема
- •6. Информационная подсистема
- •6. Информационная подсистема
- •6. Информационная подсистема
- •6.3. Пневмоклапаны последовательности
- •6. Информационная подсистема
- •6.4. Индикаторы давления
- •6. Информационная подсистема
- •6.5. Счетчики импульсов
- •7. Логико-вычислительная подсистема
- •7. Логико-вычислительная подсистема
- •7.1. Основные логические функции
- •7. Логико-вычислительная подсистема
- •7. Логико-вычислительная подсистема
- •7.2. Логические пневмоклапаны
- •7. Логико-вычислительная подсистема
- •7. Логико-вычислительная подсистема
- •7. Логико-вычислительная подсистема
- •7. Логико-вычислительная подсистема
- •7. Логико-вычислительная подсистема
- •7. Логико-вычислительная подсистема
- •7.3. Пневмоклапаны выдержки времени
- •7. Логико-вычислительная подсистема
- •7. Логико-вычислительная подсистема
- •7. Логико-вычислительная подсистема
- •7.4. Реализация функции запоминания сигнала в пневматических системах
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8.1. Циклические пневмосистемы хода
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8.1.1. Формы представления хода технологического процесса
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8.1.2. Методы проектирования пневматических сау
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8.1.3. Переключающие регистры
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8.1.4. Реализация сервисных функций в пневматических системах
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8.2. Пневмогидравлические приводы
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8.3. Системы позиционирования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •9. Релейно-контактные системы управления
- •9.1.2. Электромеханические путевые (концевые) выключатели
- •9. Релейно-контактные системы управления
- •9.1.3. Бесконтактные путевые выключатели
- •9. Релейно-контактные системы управления
- •9. Релейно-контактные системы управления
- •9. Релейно-контактные системы управления
- •9.3. Устройства преобразования сигналов
- •9.3.1. Электропневматические преобразователи
- •9. Релейно-контактные системы управления
- •9.3.2. Пневмоэлектрические преобразователи (реле давления)
- •9. Релейно-контактные системы управления
- •9.4. Реализация логических функций в релейно-контактных системах управления
- •9. Релейно-контактные системы управления
2. Физические основы функционирования пневмосистем
Во всех элементах, приборах и системах пневмоавтоматики рабочей средой является предварительно сжа--тый в компрессоре воздух (в некоторых особых случаях применяют другие газы), который окружает нас в по-вседневной жизни. Воздух представляет собой газовую смесь, в основном состоящую из двух газов: азота N2 78.08%) и кислорода О2 (20,95%). В небольших количествах в нем присутствуют инертные газы — аргон Аг, неон Ne, гелий Не, криптон Кr и ксенон Хе — и водород Н2 (0,94%), а также диоксид углерода (углекислый газ) СО2 (0,03%). Помимо этих газов воздух содержит некоторое непостоянное по величине количество водяного -ара (влаги).
Работа пневматических элементов основывается на использовании энергии сжатого воздуха, а также физи--ческих эффектов, возникающих при его движении. Законы, описывающие эти процессы, подробно изучаются в курсе механики жидкости и газа. Далее в этом разделе мы уделим внимание только основным газовым законам.
2.1. Основные параметры газа
Давление. Если некоторое внешнее усилие воздействует на какой-либо замкнутый объем воздуха через подвижной элемент, например поршень, то в воздухе создается внутреннее давление, равномерно действующее на все поверхности, ограничивающие этот объем (рис. 2.1). Данное положение следует из закона Паскаля: давление, оказываемое на внешнюю поверхность жидкости (газа), передается всем точкам этой жидкости (газа) и по всем направлениям одинаково.
Значение внутреннего давления не зависит от формы объема, занимаемого воздухом, и определяется как результат деления модуля внешней силы на площадь поперечного сечения поршня:
Усилие Давление =
Площадь поперечного сечения
Обычно в технической литературе используются следующие обозначения (латинскими буквами): давление — р, сила — F, площадь — S. Таким образом, давление находят из соотношения
F
Поскольку в международной системе единиц СИ (см. приложение 1.1) единицей площади является м2, а единицей силы — Н (ньютон), то единицей измерения давления будет Н/м2. Эта единица носит название пас-каль и обозначается Па:
1 Па = 1 Н/м2.
Давление может измеряться в различных существующих единицах (см. приложение I.2). Однако на практике следует применять единицу измерения паскаль [Па], а также производные от нее, такие как килопаскаль [кПа], мегапаскаль [МПа] и т. п.; в виде исключения используют бар [бар]:
1 бар = 105 Па = 102 кПа = 0,1 МПа.
2. Физические основы функционирования пневмосистем
Давление атмосферного воздуха на находящиеся в нем предметы и на земную поверхность называют атмосферным давлением и обозначают р(атм). В каждой точке атмосферы атмосферное давление определяется весом вышележащего столба воздуха; с высотой его значение уменьшается. Атмосферное давление может меняться в зависимости от погодных условий и географического положения местности; на уровне моря его значение колеблется от 0,098 до 0,104 МПа (0,98 до 1,04 бар). Среднее значение ратм составляет 0,101325 МПа (1,01325 бар).
В пневматических системах используют, как правило сжатый воздух, абсолютное значение давления рабс которого в несколько раз превышает атмосферное давление. Для удобства отсчета уровня давления в технике пользуются понятием избыточного давления.
Избыточным давлением р(изб) называют превышение значением абсолютного давления воздуха значения атмосферного давления. Недостаток абсолютного давления относительно атмосферного называют вакуумет-рическим давлением или просто вакуумом р вак (рис. 2.2).
Приборы для измерения избыточного давления называют манометрами. За нулевую точку шкалы манометров принимают атмосферное давление.
Для измерения вакуума используют вакуумметры, шкала которых проградуирована от 0 до -1 бар; вакуумная техника позволяет получить разрежение рабс = 10~10 Па (105 бар). Приборы, позволяющие измерять и вакуум, и избыточное давление, называют мановакуумметрами. Существуют также манометры для измерения абсолютного давления, но их применяют только в специальных случаях. В теоретических расчетах всегда используют значение абсолютного давления.
Температура. Для измерения температуры существуют различные шкалы (см. приложение I.2), но в настоящее время применяют только две из них — термодинамическую и Международную практическую, градуированные соответственно в Кельвинах (К) и в градусах Цельсия (°С).
В Международной практической шкале 0 и 100°С являются соответственно температурами замерзания и кипения воды (так называемые реперные точки) при давлении 1,013 * 105 Па (1,013 бар).
Во все термо- и газодинамические зависимости входит термодинамическая температура Т, которую отсчитывают от абсолютного нуля температуры, представляющего собой такое ее теоретическое значение, при котором газы не обладают упругостью, а объем их становится равным нулю.
Термодинамическая, или абсолютная, температура Т [К] и температура по Международной практической шкале t[°C] связаны соотношением Т= t + 273,15.
Плотность. Еще одним важнейшим параметром, характеризующим состояние газа, является плотность р [кг/м3] — отношение массы вещества m [кг] к объему V[m3], который эта масса занимает:
Удельный объем. Удельный объем v [м3/кг] — это величина, обратная плотности: v = Мр.
14