|
Выбор параметров пневмопривода, несмотря на простоту конструкции устройства, является достаточно сложной проблемой, которая полностью не решена. Практика показывает, что ошибки в оценке возможностей пневмопривода й определения его параметров встречаются весьма часто. Во многих случаях отказываются от использования пневматических средств в качестве приводов и в системах управления, хотя объективные условия вполне допускают применение пневматики, или останавливаются на варианте, далеком от оптимального, поскольку конструктор может полагаться только на свою интуицию, опыт и, как правило, немногочисленные экспериментальные проверки.
Отсутствие простых и надежных методов расчета пневмопривода сказывается, например, при выборе размеров исполнительного устройства, аппаратуры управления и трубопроводов. Так как с уменьшением диаметра цилиндра или проходных сечений элементов линии увеличивается опасность того, что реализовать требуемое быстродействие привода не удастся, то конструктор предпочитает выбирать размеры пневмоустройств с большим запасом, определяемым также интуитивно. В большинстве случаев диаметр пневмоцилиндра выбирают с запасом 150—200%, вследствие этого диаметр проходного сечения распределителя возрастает на 100—200%, а если учесть, что распределитель подбирают без анализа конкретных требований к быстродействию привода, то нередко он оказывается по габаритам в 3—6 раз больше необходимого. На входной и выходной линиях приходится устанавливать переменные дроссели для настройки привода на заданную скорость путем значительного перекрытия проходных сечений, выбранных с большим запасом. В результате увеличиваются габариты исполнительного устройства, аппаратуры управления и трубопроводов, повышается их стоимость, затраты сжатого воздуха на выполнение каждого цикла, ухудшается внешний вид всей установки.
Проблема определения параметров становится наиболее острой при проектировании пневмопривода, работающего в экстремальных условиях — при необходимости обеспечить максимальную скорость поршня и минимальное время цикла, плавно перемещать большие массы и т, п. В подобных случаях задача выбора параметров пневмопривода решается одновременно с задачей о возможности применения его для пеставленной цели. Сложность исходных зависимостей, описывающих движение поршня пневмопривода, основной причиной того, что до сих пор не разработана Яртодика расчета его параметров, хотя первые попытки были сделаны начале 60-х годов. К этому следует добавить большое многообразие задач синтеза, которые выдвинуты практикой и которые тоудно охватить единой методикой расчета.
Исходными данными при проектировании пневмопривода могут быть время движения поршня (на полную величину или часть хода), время цикла пневмопривода с учетом подготовительного и заключительного времени; силы сопротивления (нагрузки), приложенные к поршню, в общем случае изменяющиеся в функции хода, времени и ДРУГИХ факторов; требование обеспечить определенный закон движения поршня — с приблизительно постоянной скоростью с нарастанием скорости до конца хода и получением удара максимальной силы, плавный разгон и плавное торможение при безударной остановке в конце хода и т. д.; сохранение требуемого режима движения поршня при изменении в широком диапазоне его средней скорости; допустимое отклонение времени цикла и характера движения поршня от заданных, условий при колебаниях нагрузки, давления в магистрали и других параметров; ограничения по габаритам как исполнительного устройства, так и аппаратуры управления и трубопроводов.
К искомым параметрам обычно относят только диаметр цилиндра, а также проходные сечения трубопроводов и другой аппаратуры, устанавливаемой в линиях, которые связывают полости пневмоци-линдра с магистралью и атмосферой. Однако перед конструк тором встает много дополнительных проблем: необходимо выбрать жесткость возвратной пружины и ее начальную затяжку; в случае, когда рассчитывается односторонний привод без пружины (пневмоподъем-ник), нужно выбрать вес грузовой платформы, возвращающей поршень в исходное положение. Получению требуемых режимов движения часто способствует правильный выбор начальных объемов полостей наполнения и опоражнивания и начальных давлений в них. Например, как будет показано ниже, только при соответствующем выборе начальных объемов этих полостей и при условии, что в исходный момент давление в обеих полостях равно атмосферному, можно реализовать режим автоторможения. Если давление в полости наполнения в начальный момент равно атмосферному, а в полости выхлопа — магистральному, то это способствует равномерному движению поршня.
|
