Определение потребной мощности привода

Привода должен обладать достаточной мощностью, чтобы преодолеть сопротивление нагрузки и переместить ее за заданное время на заданную величину. Таким образом, мощность привода должна превосходить мощность потребляемой нагрузкой при совершении рабочего хода.

Среднее значение мощности, потребляемой нагрузкой, есть

где А – механическая работа, совершаемая при перемещении выходного звена привода (поршня), t_дв – время движения поршня.

Совершаемая работа А складывается из работы по разгону перемещаемой массы и работы по преодолению сил сопротивления движению, т.е.

А=К+А_н+А_тр

где К – кинетическая энергия, сообщенная нагрузке (перемещаемой массе); А_н – работа по преодолению нагружающей силы (например, силы тяжести); А_тр – работа по преодолению сил трения.

Кинетическая энергия есть

где V – скорость поршня в конечный момент времени.

Рисунок – 2

Следует учитывать, что время движения поршня t_дв не тождественно заданному времени срабатывания привода Т. В действительности

Т=t_тр+t_дв,

где t_тр – время трогания.

Время трогания – это время, проходящее от момента включения двигателя до момента начала движения поршня. Его отличие от нуля обусловлено следующим.

Перед включением поршень поджат к левой крышке высоким давлением в правой полости. Давление в левой полости равно атмосферному давлению. При включении двигателя левая полость подключается к магистрали питания и начинает наполнятся, а правая полость сообщается с атмосферой и начинает опорожнятся. Поршень продолжает находится в состоянии покоя до тех пор, пока давление в левой полости не превысит давления в правой на величину, достаточную для преодоления сил трения и сопротивления нагрузке. Лишь после этого начинается движение поршня.

Обычно время трогания составляет (0,1÷0,3)·Т.

В рассматриваемом примере примем t_тр=0,2·Т.

Тогда Т =0,2·0,5=0,1 с.

Далее находим

t_дв=Т – t_тр=0,5–0,1=0,4 с.

Значение скорости с учетом принятой гипотезы о равномерном ускоренном движении поршня есть

Соответственно получим

Тогда кинетическая энергия составит

Работа по преодоления сил нагрузки А_н есть

Полагая F_н=const, находим А_н=F_н·Х,

тогда А_н=10·0,1=1 дж.

Если нагрузка является пружиной, что характерно для захватных устройств и зажимных приспособлений F_н=F_o+ηX , где F_o=const – сила предварительного поджатия пружины, η – жесткость пружины, работа А_н определяется по выражению

Далее найдем работу по преодолению сил трения А_тр.

Сила трения трудно прогнозируемая величина, зависящая от множества параметров и факторов, в частности от диаметра поршня, значение которого еще предстоит определить, а также от других еще не выбранных параметров.

Поэтому полагают, что в рационально спроектированном приводе работа по преодолению сил трения не должна превышать 10% от суммарной работы, идущей на разгон приведенной массы и преодоление сил нагрузки, т.е можно считать, что

А_тр=0,1(К+А_н)=0,1(0,125+1)≈0,11 дж.

Следовательно

А=К+А_н+А_тр=0,125+1+0,11≈1,2 дж

Отсюда

Найденное значение мощности N это мощность на выходе привода. Для того чтобы, привод выдал на выходе найденное значение мощности в три ватта необходимо подать на его вход и пропустить через привод поток газа, несущий мощность, превышающий найденное значение N, с учетом КПД двигателя.

Найдем значение мощности, которое необходимо подать на вход пневмодвигателя – величину входной мощности N_вх. КПД пневмопривода составляет несколько процентов, как правило, от 5 до 10 процентов .

Поэтому N_вх=(10÷20) ·N.

Примем N_вх=20·N, тогда для нашего примера

N_вх=20·3=60 Вт.

Дата добавления: 2014-08-04; просмотров: 249; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!