2.1. Opracowanie. Badanie sprawnosci silownika, Automatyka i Robotyka studia, 3 rok, NAPĘDY HYDRAULICZNE I PNEUMATYCZNE

2.1. Opracowanie. Badanie ...

2.1. Opracowanie. Badanie sprawnosci silownika, Automatyka i Robotyka studia, 3 rok, NAPĘDY HYDRAULICZNE I ...

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
1
INSTYTUT KONSTRUKCJI MASZYN
Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego
Zespół Napędu i Sterowania Hydraulicznego
LABORATORIUM
NAPĘDÓW I STEROWANIA
HYDRAULICZNEGO I PNEUMATYCZNEGO
Temat: Badanie sprawności siłownika
pneumatycznego
Grupa: ........................ Zespół: .........................
Data wykonania sprawozdania: .....................
Data oddania sprawozdania: .........................
Lp
Nazwisko i Imię
Ocena
Data
2
Program ćwiczenia:
1.
Pojęcie siłownika pneumatycznego,
2.
Podział siłowników,
3.
Budowa i zasada działania siłownika dwustronnego działania,
4.
Prędkość i siła – parametry pracy siłownika,
5.
Wyznaczanie sprawności siłownika,
6.
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych.
Warunki zaliczenia ćwiczenia:
-
obecność na zajęciach laboratoryjnych,
-
oddanie poprawnie wykonanego sprawozdania z ćwiczenia laboratoryjnego,
-
pozytywna ocena z kolokwium zaliczeniowego (minimalnie 3 punkty).
Sprawozdanie z ćwiczenia laboratoryjnego:
1.
Przedstawić schemat stanowiska i opisać zasadę jego działania,
2.
Przedstawić wykresy wielkości mierzonych p
1
(t), p
2
(t) i F
rz
(t) dla trzech różnych zakresów
ciśnień zasilania,
3.
Wyznaczyć wartość sprawności dla strony tłokowej η
1
i tłoczyskowej η
2
dla trzech
zakresów ciśnień zasilania,
4.
Przedstawić wykresy η
1
(p
1
) i η
2
(p
2
).
5.
Wnioski z realizowanego laboratorium, obliczeń i wykresów.
Uwagi końcowe do sprawozdania:
1.
Sprawozdanie wykonać za pomocą komputera i w formie wydruku przekazać
do prowadzącego (wydruk dwustronny),
2.
Ocenie podlega głównie forma przekazu i sposób wypowiedzi,
3.
Kopie wydruków i kserokopie nie zostaną przyjęte!
4.
Schematy należy wykonać za pomocą dowolnego programu graficznego zgodnie
z zasadami.
3
Wprowadzenie
Wśród elementów wykonawczych stosowanych w napędach pneumatycznych
są
siłowniki pneumatyczne
. Są to elementy przetwarzające energię sprężonego powietrza
(gazu) na energię mechaniczną w postaci ruchu postępowo-zwrotnego lub wahadłowego.
W napędach pneumatycznych są różne odmiany i rozwiązania konstrukcyjne siłowników.
Ich klasyfikację przedstawiono na rysunku 1.
Rys. 1. Schemat podziału siłowników pneumatycznych.
W poniższym opracowaniu skupiono się na
siłowniku liniowym tłokowym
dwustronnego działania
. Pozostałe typy siłowników omówiono i opisano w prezentacji
„Badania sprawności siłownika pneumatycznego” (2.2. Prezentacja. Badanie sprawności
siłownika.pdf).
4
Budowa siłownika pneumatycznego dwustronnego działania
W pneumatycznych układach napędowych najczęściej stosowane są
siłowniki tłokowe
(Rys.2). W tulei cylindrowej (1) znajduje się zespół tłoka z tłoczyskiem (2) wyprowadzonym
na zewnątrz przez pokrywę przednią (3). Z drugiej strony cylinder zamknięty jest pokrywą
tylną (4). Tłok uszczelniony jest parą pierścieni typu U, zapewniających szczelność obu
komór roboczych. Dodatkowo tłok prowadzony jest za pomocy pierścienia umieszczonego
pomiędzy uszczelnieniami typu U. Tłoczysko prowadzone jest w tulejce (5) i uszczelnione
pierścieniem (7). W pokrywie przedniej zabudowany jest także pierścień zgarniający (6),
zapobiegający wnikaniu zanieczyszczeń z zewnątrz.
Przy ruchu tłoka ze skrajnego położenia prawego w lewo sprężone powietrze
wpływające otworem
II.
W tym momencie powietrze przedostaje się przez zawór dławiący
(9) na powierzchnie tłoka oraz pokonuje pod wpływem ciśnienia siłę sprężyny działającą
na kulkę w zaworze zwrotnym (8) podnosząc ją do góry. Dzięki temu sprężone powietrze
dostaje się bezpośrednio pod tłok, co umożliwia natychmiastowe uzyskanie parametrów
roboczych siłownika – dużej prędkości początkowej i rozwinąć pełną siłę na tłoczysku.
Oba zawory pełnią również role w procesie amortyzacji ruchu tłoka w krańcowych
położeniach. Dlatego też przy zbliżaniu się tłoka do krańcowego położenia po stronie lewej
ruch tłoka jest amortyzowany w następujący sposób. Uszczelka (10) zamocowana
na tłoczysku wsuwa się do cylindrycznego wytoczenia w pokrywie zamykając swobodny
wypływ powietrza przez otwór
I
. W przestrzeni między tłokiem a pokrywą (3) tworzy się
"poduszka pneumatyczna", w której powstające przeciwciśnienie hamuje dalszy ruch tłoka.
Intensywność hamowania nastawiana jest zaworem dławiącym (9), przez który powietrze
uchodzi z „poduszki” do atmosfery. Przez zawór zwrotny w końcowej fazie ruchu tłoka
nie przepływa powietrze, ponieważ przez działanie sumy sił od sprężyny i ciśnienia kulka jest
dociskana do otworu. Dodatkowo pierścień gumowy (11) spełnia rolę amortyzatora
mechanicznego, o który opiera się tłok w położeniu skrajnym. Zasilanie i ruch tłoka oraz jego
amortyzacja w stronę prawą odbywa się identycznie.
Rys. 2. Siłownik pneumatyczny dwustronnego działania z jednostronnym tłoczyskiem.
5
Charakterystyka ruchu tłoka
Sterowanie kierunkiem ruchu tłoka siłownika realizowane jest element sterujący –
zawór rozdzielający. Wewnątrz tego zaworu przemieszcza się suwak, którego budowa zależy
od typu zaworu. Położenie suwaka zależy od zastosowanego generatora siły, która na niego
działa, np. sprężyna, dźwignia mechaniczna, elektromagnes, etc. Dla opisania przykładu
sterowania ruchem tłoka użyto rozdzielacz 5/3 (pięciodrogowy, dwupołożeniowy) (Rys.3).
Rys. 3. Sterowanie pracą siłownika za pomocą rozdzielacza 5/3.
Gniazda przyłączeniowe siłownika połączone są gniazdami 2 i 4 zaworu. Do gniazda 1
doprowadzane jest zawsze źródło ciśnienia sprężonego powietrza. Przez gniazda 3 i 5 odbywa
się wydmuch powietrza do atmosfery. Przy połączeniu gniazd 1-2 i 4-5 odbywa się ruch
w prawo (wysuw), najczęściej roboczy, natomiast przy połączeniu gniazd 1-4 i 2-3
realizowany jest ruch w lewo (powrót).
W czasie t, trwania ruchu roboczego, ze względu na przebieg ciśnienia w komorach
roboczych (Rys.4) i prędkości tłoka (Rys.5), można wyróżnić
cztery fazy
wg. wzoru:
t = t
A
+ t
B
+ t
C
+ t
D
gdzie:
t
A
–
czas napełniania
, liczony od chwili przesterowania zaworu rozdzielającego do
początku ruchu,
t
B
–
czas przyspieszania
liczony od początku ruchu do momentu, gdy tłok uzyska stałą
prędkość,
t
C
–
czas ruchu ze stałą prędkością
przy ustalonym ciśnieniu p
1
i p
2
,
t
D
–
czas hamowania
.
[ Pobierz całość w formacie PDF ]

Linki

: 2006.01.24 chemia pr. odp.a2[1], NAUKA, Chemia - matura+studia, Arkusze maturalne, Arkusze maturalne od 2001

: 2013 05 08 Pod. Arkusz, MATEMATYKA, GEOGEBRA Matematyka Rozwiazania Zadan Maturalnych, Matura Podstawowa, Rok 2013 05 08 Pod