|
В зависимости от типа исполнительного устройства пневмоприводы делят на приводы непрерывного и дискретного действия. Приводом непрерывного действия называют такой привод, рабочий орган которого совершает движение без остановки. Приводом дискретного действия называют привод, рабочий орган которого имеет остановки в течение цикла в заданных фиксированных положениях. К приводам непрерывного действия относятся ротационные двигатели, следящие приводы, машины виброударного действия и т. д. К дискретным приводам относятся приводы, применяемые в машиностроении для подачи деталей и инструментов.
Конструкции пневматических приводов могут быть сложными, содержащими большое число составных частей. Однако на практике наибольшее распространение получил так называемый типовой привод. Под типовым пневмоприводом понимают привод, в исполнительном устройстве которого имеется не более двух полостей. Этот привод может быть одностороннего или двустороннего действия. В настоящей работе рассматриваются в основном вопросы расчета и проектирования типового пневмопривода, теория которого разработана наиболее полно. Теории сложных приводов посвящена специальная глава.
Проектирование пневмопривода начинается после того, как решен вопрос о применении именно этого типа привода, что связано с оценкой конкретных условий его работы и анализом различных средств реализации (пневматических, гидравлических, электрических) заданных динамических характеристик. Учитывая, что при этом даны значения полезной нагрузки и имеются ограничения по габаритам привода, можно хотя бы грубо определить возможное время срабатывания исполнительного устройства, например по упрощенным методам, и сравнить его с заданным. Время срабатывания исполнительных устройств обычно является основной составляющей времени рабочего цикла.
Проектирование пневмопривода начинается с решения задач структурного синтеза системы управления в соответствии с той аппаратурой, которая выбрана для реализации этой системы. Следующим этапом проектирования привода является решение задач динамического синтеза. Для воспроизведения заданного закона движения рабочих органов исполнительных устройств или заданного времени срабатывания выбирают параметры исполнительных и распределительных устройств, а также параметры лиций связи, Тем по каталогам и нормалям выбирают элементы всего привода. Так как параметры стандартных и нормализованных элементов могут значительно отличаться от полученных при синтезе, то следующим этапом является определение времени рабочего цикла или закона движения рабочего органа. Это задача динамического анализа, которая дает возможность выяснить, удовлетворяет ли спроектированная система требуемому быстродействию. Если не удается осуществить заданные закон движения или время срабатывания с требуемой точностью, то задачу решают, используя другие средства автоматизации. В случае положительного решения задачи проводят структурный (логический) анализ привода с целью упрощения его структуры благодаря использованию динамических свойств и особенностей системы. Так, например, вместо специальных устройств для выдержки времени в приводе можно использовать трубопроводы; в зависимости от типа аппаратуры (распределители одно- или двустороннего действия) можно сократить количество линий связи и т. д.
Таким образом, основными разделами теории пневматических приводов являются:
1) динамический анализ и синтез;
2) структурный анализ и синтез.
Эти разделы построены на использовании разных областей науки и на различном математическом аппарате. В I разделе используются методы общей теории машин и газо- термодинамики, во II — методы кибернетики и математической логики. Эти разделы разработаны не в одинаковой степени. Поэтому на практике задачи динамики привода и его структуры решаются не в комплексе, а разрозненно различными специалистами, задачи анализа отрываются от задач синтеза. Иногда привод и систему управления выбирают без расчета. Однако оптимальное и всестороннее проектирование приводов может быть достигнуто только при выполнении последовательности указанных выше этапов расчета.
В инженерной практике динамические расчеты пневмоприводов принято разделять на поверочные расчеты готовых конструкций (анализ) и проектные расчеты (синтез) новых разрабатываемых конструкций. Целью поверочных расчетов является определение времени рабочего цикла привода, характера движения рабочего органа, времени его торможения и т. д. Целью проектных расчетов является выбор параметров привода для осуществления заданных законов движения или быстродействия.
|
