Пневматичні двигуни - раздел Философия, ГІДРАВЛІКА І ГІДРО-, ПНЕВМОПРИВОД
Пневматичні Об'ємні Двигуни, Як І Гідравлічні, Мають Низку Іс...
Пневматичні об'ємні двигуни, як і гідравлічні, мають низку істотних переваг – високий пусковий момент, малу масу, що припадає на одиницю потужності, вибухобезпечність та ін. Вони поділяються на двигуни: 1) поворотно-поступальної прямолінійної ходи, 2) поворотного руху (на кут <3600) і 3) обертального руху. Два перші типи двигунів (пневмоциліндри) практично не відрізняються від відповідних гідравлічних двигунів, за винятком того, що в них передбачене змащування ковзаючих пар, зазвичай - шляхом установки по обидва боки ущільнювальних кілець b (рис. 74) і сальникових повстяних кілець а, що просочуються спеціальними змащувальними складами. Штокова ущільнююча пара, крім цих кілець, забезпечується додатковою набивкою с, мастилом, що періодично підживляється через канал d.
Рис. 74. Пневмоцилінд:
а – сальникові повстяні кільця; б – ущільнюючі кільця; с – додаткова набивка.
Зважаючи на високу стисливість робочого середовища (повітря) важливими є питання регулювання швидкості й гальмування в кінці ходу поршня пневмоциліндру. Простими регуляторами швидкості, як і в гідравлічних схемах, є дроселі (рис. 75), а для гальмування в кінці ходу – пневматичні демпфери. Принцип дії останніх заснований на замиканні в кінці ходу поршня повітря в порожнині скидання; повітря видавлюється потім на частині ходу, що залишилася, через регульовані (дросельні) канали.
Рис. 75. Схема пневмоциліндра з дросельним регулятором для гальмування поршня у кінці ходу:
1 – поршень; 2 – виступи поршня; 3 – камера; 4 –дросельний регулятор швидкості;
5 – демпфери.
Регулювання швидкості здійснюється переважно за допомогою дросельного регулятора швидкості 4, встановлюваного зазвичай на виході двигуна.
Для гальмування поршня в кінці ходу і запобігання його ударній дії застосовують такі самі, як і у гідроциліндрах, дросельні (демпфуючі) пристрої, які розміщаються зазвичай у кришках циліндрів. В кінці ходу поршня 1 його виступи 2 входять у відповідну камеру 3, перекриваючи вільний випуск з циліндра відпрацьованого повітря в атмосферу, яке видаляється у цьому випадку через один з регульованих дроселів 5.
6.6. Пневмоциліндр з гідравлічним сповільнювачем
Унаслідок високої стисливості повітря регулювання при пневматичному демпфері швидкості виконавчого двигуна і, зокрема, забезпечення заданого закону руху поршня і його уповільнення в кінці ходу, украй скрутно. Ефективність гальмування (демпфування) пневмодвигуна в кінці ходу значно нижча, ніж в аналогічних пристроях гідравлічних циліндрів, внаслідок чого в кінці ходу може виникнути удар. Тому для регулювання швидкості на всьому шляху переміщення поршня застосовують гідравлічні демпфери і регулятори в поєднанні з пневматичними виконавчими двигунами. У таких комбінованих пневмо-гідравличних системах джерелом енергії служить стиснене повітря, а регулювання швидкості руху поршня забезпечується за допомогою гідравлічних пристроїв.
На рис. 76,а показана схема одного з подібних пневмо-гідравлічних приводів з пневматичним 1 і гідравлічним 2 циліндрами, поршні яких поміщені на загальному штоку. Гальмування поршня пневмоциліндру здійснюється за допомогою дросельного каналу в поршні 3 гідроциліндру 2.
| 
|
| а
| б
|
| Рис. 76. Схеми пневмоциліндрів з гідравлічним демпфером:
1 – пневматичний циліндр; 2 – гідравлічний циліндр; 3 – поршень; 4 – гальмівний циліндр; 5, 7 – бачки; 6 – конусний шток; 8 –поршень силового пневмоциліндра;
а, d, е – камери; b – ліва порожнина; с – перегородка; f – отвір.
|
На рис. 76,б показана інша схема одного з демпферів. Він складається з конусного штока 6 з двома поршнями; міжпоршнева камера d заповнена гальмівною рідиною. Поршень тиском повітря в лівій порожнині b, сполученій з повітряною магістраллю, постійно утримується у крайньому правому положенні. Оскільки з цією ж магістраллю зв’єднаний і бачок 5, під таким саме тиском знаходитиметься до вступу демпфера в дію і гальмівна рідина в камері d.
Після того, як поршень 8 силового пневмоциліндра при переміщенні вліво прийде в контакт з правим гальмівним поршнем і приведе його в рух у тому ж напрямку, рідина з камери d витіснятиметься через дросельний кільцевий прохідний переріз, утворений штоком 6 і отвором у перегородці с, в праву порожнину гальмівного циліндра 4 (у камеру а). Підбором конусності штока 6 можна забезпечити рівномірне уповільнення поршня 8 пневмоциліндра. Зворотний рух поршня 8 здійснюється під тиском рідини, що знаходиться в бачку 7, в який для цього підводиться через розподільник повітря з магістралі.
У даній схемі запобігається також жорсткий удар поршня 8 при підході його до правого поршня штока 6. Зі схеми видно, що при русі поршня 8 вліво він витісняє через отвори 1 рідину з проміжної камери е в бачок 7. Після того, як перший з отворів f буде перекритий рухомим поршнем 8, ефективність демпфування підвищиться, а після перекриття другого отвору поршень і шток 6 будуть зв'язані рідиною, замкненою в камері е. Завдяки цьому пристрою забезпечується плавність включення демпфера.
Все темы данного раздела:
Херсон - 2009
ББК 30.123 (4 Укр.) Я73
Ч-90
УДК 62.
Рекомендовано
міністерством освіти і науки України
як навчальний посібник
для студентів
Основні фізичні властивості рідин
При виведенні основних закономірностей в гідравліці користуються такими поняттями:
Елементарний об’єм – це об’єм сукупних молекул, які знаходяться на м
Густина й питома вага
Густина – маса рідини в одиниці об’єму
, кг/м3
Диференціальні рівняння статики Ейлера
Закони гідравліки можуть бути виражені математично через диференціальні рівняння для суцільного середовища.
В об’ємі рідини виділяємо елементарний паралелепіпед з ребрами довжиною dx, d
Основне рівняння гідростатики
Якщо на рідину, що перебуває у нерухомій судині, діє лише сила ваги, то такий стан рідини називають абсолютним спокоєм (відносно Землі). Нехай рідина перебуває в судині й на
Тиск рідини на плоску стінку
Тиск, що утворює рідина у будь-якій точці відкритої судини, залежить від глибини занурення h цієї точки й густини рідини r і може бути визначений з рівняння:
Тиск рідини на криволінійну циліндричну стінку
Для циліндричної криволінійної поверхні сила тиску F може бути отримана як геометрична сума вертикальної й горизонтальної складових (рис. 14):
Швидкість і витрата
Розглянемо рух рідини у трубі постійного перерізу. Основними характеристиками є швидкість і витрати рідини. Витратою називається кількість рідини, що протікає через переріз потоку з
Моделі руху рідини
При вивченні руху рідини найбільшого поширення набула струминна модель, яка базується на поняттях, що розглядаються нижче.
Гідравлічний радіус і еквівалентний діаметр
Це основні розрахункові лінійні розміри. Гідравлічний радіус R (м) - це відношення площі затопленого перерізу трубопроводу або каналу (S, м2) до змоче
Рівняння нерозривності (суцільності) потоку
Встановимо загальну залежність між швидкостями в потоці рідини, для якої дотримується умова суцільності, або нерозривності руху, тобто не утворюється пусток, не заповнених рідиною.
Виділим
Диференціальне рівняння Нав’є – Стокса
При русі реальної (в’язкої) рідини в потоці діють сили: масові, гідростатичного тиску, тертя, а також сили стиску й розтягування. Нав’є і Стоксом виведена система диференціаль
Диференціальні рівняння руху Ейлера
В різних точках рідини, що рухається, в результаті дії зовнішніх сил виникає тиск, який називають гідродинамічним. Припустимо, що на рідину, яка рухається, діють об’ємні сили, проекції яких на осі
Рівняння Бернуллі
2.5.1. Виведення рівняння
Подальший розвиток системи диференціальних рівнянь Ейлера провів Бернуллі. Він помножив рівняння системи почленно на прир
Принцип виміру швидкості і витрати рідини
Рівняння Бернуллі використовується для визначення швидкостей, витрат і часу витоку рідини з резервуарів.
Для визначення швидкості рідини може бути застосований диференціаль
Рівномірний рух рідини
Розглянемо рух рідини у нахиленому трубопроводі.
Виділяємо у трубопроводі відрізок довжиною l (рис. 22а).
Розподіл швидкості по горизонтальному перерізу труби
Розглянемо ламінарний рух рідини у трубопроводі (рис. 23а), в якому: r0 – повний радіус, r – поточний радіус, t – дотична напруга, v – вектор швидкості
Середня швидкість при ламінарному русі
Для практичних розрахунків необхідно знати середнє значення швидкості. Напишемо вираження для елементарної витрати рідини dQ, що проходить через елементарну площинку dS кільцевого
Втрати напору при русі рідини
Враховуючи, що J = Dh : l, вираження (2.47) запишемо у вигляді:
. (2.48)
Турбулентний рух
При турбулентному режимі руху на відміну від ламінарного характер потоку порушується. Всі цівки перемішуються, траєкторії рухомих частинок набувають вельми складної форми.
Чисельні експери
Втрати напору при русі рідини
Розрахунок гідравлічного опору при русі реальних рідин по трубопроводах є одним з основних прикладних питань гідродинаміки.
Важливість визначення втрати напору hвтр (або
Витікання рідини через отвори та насадки
Розглянемо витрату рідини при її витіканні крізь круглий малий отвір в тонкому днищі або у стінці відкритої посудини, в якій підтримується постійний рівень
Гідравлічний розрахунок сифонів
При розрахунку сифону визначають граничні значення висоти Z підйому трубопроводу над верхнім рівнем рідини, а також витрату Q (рис. 32).
Гідравлічний удар
Гідравлічний удар – це підвищення або зниження тиску, яке виникає при різкій зміні швидкостей течії у напірному трубопроводі (в результаті швидкого закриття або відкриття засувок аб
Гідравлічний розрахунок трубопроводів
Гідравлічний розрахунок трубопроводів проводиться з метою визначення основних геометричних параметрів для пропуску визначеної витрати рідини і втрат напору. В залежності від довжини трубопроводі
Розрахунок простого трубопроводу
Гідравлічний розрахунок простих трубопроводів зводиться до вирішення однієї з таких задач:
- визначення витрати Q (м3/с) при заданих довжині L (м),
Техніко-економічний розрахунок трубопроводів
Питання про найвигідніші швидкості, а отже, про діаметр магістрального трубопроводу вирішується техніко-економічним розрахунком.
Найвигідніший діаметр трубопроводу буде так
ГІДРАВЛІЧНІ МАШИНИ
Гідравлічні машини служать для перетворення механічної енергії двигуна в енергію рідини, що переміщається (насоси) або гідравлічної енергії потоку рідини в механічну енергію (гідрав
Основне рівняння відцентрових машин Ейлера
В каналах між лопатками робочого колеса рідина, яка рухається уздовж лопаток, одночасно здійснює обертальний рух разом з колесом.
При русі в міжлопатевому каналі кожна частина рідини з одн
Закони пропорційності
Закони пропорційності розповсюджуються на геометрично подібні лопатеві машини. Геометрично подібними лопатевими машинами називаються такі, в яких усі відповідні розміри знаходяться в однакових спів
Характеристики відцентрових насосів
Роботу насосу можна охарактеризувати системою трьох кривих: Н=f(Q); N=f(Q) i h=f(Q) при сталому значені частоти оберті
Коефіцієнт швидкохідності
Усю розмаїтість різних типів коліс відцентрових та осьових насосів по принципу їхньої геометричної та динамічної подібності можна поділити на кілька груп, які характеризують
Спільна робота насосів
На практиці використовують паралельне й послідовне з’єднання насосів. У випадку, якщо продуктивності одного насосу не вистачає, то вмикають в роботу два насоси, які з'єднують
Струминні насоси
В струминних насосах (рис. 50) робоча рідина (як правило, вода або водяна пара) з великою швидкістю із сопла 1 потрапляє в камеру змішування 2. При цьому за рахунок поверхневого тертя
Поршневі насоси
Принцип дії і типи насосів
Всмоктування й нагнітання рідини в поршневому насосі простої дії відбувається нерівномірно: за два ходи поршня рідина один раз вс
Продуктивність
Об’єм рідини, який всмоктується насосом за один хід поршня зліва направо при безперервному русі рідини за поршнем, дорівнює FS (позначення після формули 3.37); при відсутност
Нерівномірність подачі
Зміну продуктивності поршневого насосу за один оберт валу кривошипу можна зобразити графічно, що дає наглядне уявлення про послідовність всмоктування та нагнітання, а також можливість оцінити ступі
Шестеренні насоси
У корпусі 1 насосу (рис. 58) встановлені дві шестерні 2, одна з яких - ведуча - приводиться в обертання від електродвигуна. Між корпусом і шестернями є невеликі радіальні й тор
Гвинтові насоси
Бувають одногвинтові (однозаходні), двогвинтові й тригвинтові.
Однозаходні насоси мають гвинт 3 (рис. 59), який розташований усередині (обойми) 1. Обойма з гвинтом може поміщ
Продуктивність
Продуктивність гвинтових насосів збільшується зі зростанням числа обертів гвинта, при цьому тиск, який створює насос, залишається без зміни.
Поперечний переріз ротору 2
Роторно – поршневі насоси
Подача одноциліндрових поршневих насосів, як було сказано раніше характеризуються нерівномірністю. Для більш рівномірної подачі рідини використовують багатоциліндрові поршневі насоси, циліндри яких
Насоси з обертовими поршнями
Для допоміжних цілей і, зокрема, для перекачування великих об’ємів в’язких рідин під невеликим напором (тиском), використовують насоси із зубчастими роторами (поршнями спеціальних профілів), які на
Інші види гідравлічних машин
Як було вказано на початку розділу, до гідравлічних машин, крім насосів, відносяться гідротурбіни і гідромотори. Гідротурбіною називається гідравлічний двигун, який служить для перетворення
Загальні поняття
Часто машини, між якими потрібно передати механічну енергію, мають характеристики, що не відповідають одна одній, наприклад, треба передавати механічну енергію між валами, які обертаються з різними
Гідромуфти і гідротрансформатори
4.2.1. Гідромуфти
Гідромуфти використовують для захисту двигунів від небезпечних перевантажень і для зміни числа обертів валів різних м
Гідроапаратура та інші елементи гідроприводу
Гідроапаратурою називають пристрої, які служать для управління потоками рідини, зміни або підтримання тиску або витрати, а також зміни напрямку руху потоку. Регулювання може бути ручним або автомат
Гідророзподільні пристрої
Гідророзподільні пристрої поділяють по типу запірно-регулюючих елементів. Вони призначені для розподілу і зміни напрямку потоку рідини між вузлами і елементами гідроприводу. За конструкційними озна
Дросельні пристрої
Використовуються в гідроприводах для обмеження або регулювання витрати рідини і являють собою гідравлічні опори. Ними можуть бути нерегульовані гідравлічні опори (гідравлічні демпфери) і регульован
Клапани
Це найбільш розповсюджені елементи гідроприводів. За їхньою допомогою захищають вузли гідроприводу від перевантажень, встановлюють певний напрямок потоку, заданий тиск, розподіляють потік на частин
Загальні положення
У сучасній техніці і, зокрема, в системах автоматизації виробничих процесів застосовують разом з гідравлічними, пневматичні приводи і механізми, засновані на використовуванні як
Типи поршневих компресорів
Поршневі компресори виготовляються переважно з нерухомими циліндрами і, рідше – з циліндрами, що обертаються, виконаними у вигляді багатоциліндрового зіркоподібного блоку. Останні к
Органи розподілу і регулювання компресора
Розподіл газу в компресорах здійснюється, в основному, за допомогою клапанів і, рідше, золотників, причому, клапани виконуються самодіючими і несамодіючими. Самодіючі клапани можуть
Роторні пластинчасті компресори
Друге місце за поширеністю після поршневих посідають пластинчасті компресори. Принцип дії і конструктивні елементи пластинчастих компресорів (рис. 73) аналогічні пластинчастим насос
Пневмодвигуни обертального руху
Як пневматичні двигуни обертального руху (пневмомотори) застосовують переважно пластинчасті й поршневі машини і рідше – машини інших типів (шестеренчасті, гвинтові та ін.) Принцип ї
Модуль 1
Гідростатика і гідродинаміка*
1. Система рівнянь гідростатики Ейлера.
2. Тиск рідини у судині, що обертається навколо вертикальної осі.
Варіанти завдань
№ вар.
Питання
№ вар.
Питання
Гідравлічні машини
1. Висота всмоктування насосу.
2. Потужність, що споживається насосом.
3. Напір, що створюється відцентровим насосом.
4. Вплив конструкції лопаток на напі
Варіанти завдань
№ вар.
Питання
№ вар.
Питання
Новости и инфо для студентов