- •1. Обсяг курсової роботи і її оформлення
- •2. Варіанти завдань по курсовій роботі
- •3. Вказівки з складання принципової пневматичної схеми
- •4. Статичний розрахунок основного приводу
- •5. Вибір трубопроводів і пневмоапаратури
- •6. Динамічний розрахунок основного приводу
- •6.1 Задачі динамічного розрахунку
- •6.2 Розрахункова схема пневмоприводу
- •6.3. Знаходження пропускної здатності пневмоліній
- •6.4. Врахування об’ємів трубопроводів при динамічному розрахунку
- •Діаграма роботи пневмоциліндру двосторонньої дії
- •6.6. Визначення часу підготовчого періоду
- •6.7. Визначення часу руху
- •6.8. Спрощенні методи знаходження часу руху
- •6.9. Визначення часу заключного періоду.
- •7. Окремі випадки динамічного розрахунку пневмоприводів
- •8. Чисельні дослідження пневмоприводу у складі програмного комплексу пранс-пк
6.3. Знаходження пропускної здатності пневмоліній
Пропускна здатність напірної та вихлопної пневмоліній визначається ефективною площею їх прохідних перетинів fе та fве , яка є перемноженням коефіцієнта витрати m(mв) та дійсної площі прохідного перетину f(fв):
fе= m f ; fве =mв fв . (8)
Так як дійсні пневмолінії частіше складаються з декількох частин трубопроводу, що зв’язують між собою елементи пневмоапаратури та їх прохідні перетини, що можуть відрізнятися не лише по формі , але й по розмірам, то ефективна площа перетину являє собою приведену величину.
Коефіцієнт витрати m(mв) є відношенням дійсної витрати через пневмолінію до ідеальної витрати, яка не враховує жодного з видів витрат. Отже, він враховує гідравлічні витрати, теплообмін з зовнішнім середовищем , стискання струменя на вході в трубопровід та інші фактори, що зменшують дійсну витрату повітря. Розрахунковим шляхом врахувати всі ці фактори неможливо, тому коефіцієнт витрати визначається експериментально [1]. Але і експериментальне значення коефіцієнта не є точним, тому що його величина залежить від тиску [7]. Тому при розрахунках звичайно використовують середнє значення коефіцієнта витрати для даного діапазону зміни тиску. Ці значення визначаються для пневмоліній з типовою пневмоапаратурою розрахунковим шляхом з використанням дослідних даних з пропускної здатності окремих пневмоапаратів. Такі дані приводяться в технічній характеристиці пневмоапаратів [6,8] у вигляді довжини еквівалентного трубопроводу або коефіцієнта Kv , що зветься проливною характеристикою.
Якщо пневмоапарати, що зв’язані трубопроводами, мають однакові умовні проходи з трубопроводом, то для такої пневмолінії при відомих еквівалентних довжинах кожного з пневмоапаратів звичайним додаванням знаходиться повна еквівалентна довжина le , за якою розраховується коефіцієнт сумарних витрат z :
, (9)
де l = 0.02…0.03 – коефіцієнт тертя для повітря, d – діаметр трубопроводу.
За величиною z , використовуючи графік m=j(z) (рис. 6), знаходять величину m, а потім розраховують ефективну площину fe= m f , де f – площина перетину трубопроводу.
Якщо пневмолінія утворена з ряду ділянок з різними прохідними перетинами, то внутрішній діаметр одного з них приймається за еквівалентний і при розрахунку повної еквівалентної довжини враховується фактична довжина цієї ділянки, а довжина решти заміщується приведеними значеннями. Приведена довжина визначається з умови, що пропускна спроможність ділянки, тобто ефективна площина його перетину, залишається незмінною. Наприклад, ділянку трубопроводу з внутрішнім діаметром d1 і довжиною l1 потрібно привести до діаметру d2 , що прийнято за еквівалентний. Для ділянки визначаємо коефіцієнт витрат та згідно графіку (рис. 6) знаходимо значення m1. Так як m1f1 = f2mпр , то Знов повертаючись до графіку, для mпр знаходимо відповідні значення zпр і розраховуємо приведену довжину .
Ділянки еквівалентного трубопроводу, якими при розрахунку ефективної площі замінюються пневмоапарати, якщо їх умовні проходи не співпадають з внутрішнім діаметром трубопроводу дійсного, приводяться до цього діаметру по такій самій методиці.
Якщо в технічній характеристиці пневмоапарата замість довжини еквівалентного трубопроводу дається коефіцієнт Kv , числове значення якого виражає витрату води в м3/год через пневмоапарат при різниці тисків на його вході та виході 0.098 МПа, тоді для визначення .m або fе використовується залежність [6]:
Для ряду послідовно встановлених пневмоапаратів з коефіцієнтами Kv1, Kv2,… Kvі можна визначити загальний коефіцієнт Кv згідно до формули:
При паралельному встановленні пневмоапаратів
Kv = Kv1 + Kv2 +…+Kvі.
Рис. 6
Такого ж вигляду вирази використовуються для визначення ефективної площі прохідного перетину складної пневмолінії згідно відомих ефективних площин перетину її елементів або ділянок при їх послідовному
(10)
і паралельному з’єднанні
fe=fe1+fe2+…+fe i . (11)
В окремому випадку для двох з’єднаних послідовно елементів або ділянок з ефективними площинами fe1 і fe2 на практиці часто користуються формулою
, (12)
яка одержується з виразу (10).