Указания по проведению работы
1) Ознакомиться с элементами, входящими в состав лабораторной установки.
2) Составить гидравлическую схему установки.
3) Подготовить установку к работе, подключив ее к распределительному электрощиту.
4) Подать на электродвигатель напряжение постоянного тока.
5) ВНИМАНИЕ!!! Подаваемое напряжение постоянного тока не больше 24В, а ток не более 10А.
6) Установить дроссель в положение 1. Это положение определяется при 16В напряжения на двигателе, при этом насос должен развивать давление на манометре до дросселя 1,75 атм.
7) Меняя напряжение на электродвигателе, а следовательно его скорость, с 16В до 24В через 2В, снять с манометров давление до и после дросселя (24в соответствует 1450 об/мин., 2В – 120 об/мин.).
8) Установить дроссель в положение 2 и 3 и повторить п.7. Положению 2 и 3 соответствует напряжение на двигателе 16В, а давление, развиваемое насосом, на манометре до дросселя 2,0 и 2,25 атм.
9) Результаты измерений занести в таблицу 7.1.
10) Представить в виде графиков зависимости расхода Q и мощности N от частоты вращения шестерен насоса Р, т.е. Q=f(n) и N=f(n).
11) На основании исследования сделать соответствующие выводы.
Таблица 7.1
| Положение дросселя | S=410-6, м2 | S=610-6, м2 | S=810-6, м2 | ||||||
| U, В | Р1, (МПа) | Р2, (МПа) | Q, (м3/с) | Р1, (МПа) | Р2, (МПа) | Q, (м3/с) | Р1, (МПа) | Р2, (МПа) | Q, (м3/с) |
| … | |||||||||
Содержание отчета
1. Цель работы;
2. Краткие теоретические сведения;
3. Схему гидравлическую принципиальную лабораторного стенда с использованием элементов из таблицы 7.2
4. Заполненную таблицу 7.1 результатами измерений и вычислений;
5. Расчетные формулы с подстановкой числовых данных и результаты расчетов;
6. Графические зависимости Q=f(n) и N=f(n);
7. Выводы по результатам исследований.
Таблица 7.2 – Условные графические обозначения элементов
| Насос |
| Дроссель регулируемый |
| Обратный клапан |
| Манометр |
| Гидробак |
Рисунок 7.1 Схема лабораторной установки
Контрольные вопросы
а) Из каких основных конструктивных элементов состоит насос?
б) К какому классу машин (объемный, динамический) он относится?
в) Каким методом измеряется расходная характеристика насоса?
г) От какого параметра изменяется расходная характеристика насоса?
д) Какие элементы входят в гидравлическую насоса?
Библиографический список
1. Некрасов Б.В. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам.- 2-е изд.–Мн.: Высш. Шк., 1985.–382с., пл.
2. Башта и др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы.– М.: Машиностроение, 1982.–424с.
3. Башта Т.М. Объемные насосы и гидравлические двигатели гидросистем. –М.: Машиностроение, 1974.–606с.
8. Лабораторная работа №8.
«Исследование процесса преобразования энергии сжатого воздуха В МЕХАНИЧЕСКУЮ РАБОТУ на примере линейного пневматического привода»
Цель работы:Ознакомится с конструкцией и принципом действия линейного пневмопривода, исследовать статическую и динамические характеристики привода.
Теоретический раздел
Общие положения
Линейный пневмопривод на базе пневмоцилиндра относится к приводам объемного действия. В данном приводе с возвратно-поступательным движением рабочего органа – поршня со штоком двигателем является пневмоцилидр. Пневматические цилиндры наибольшее распространение получили в станкостроении, роботостроении, пищевой промышленности, в устройствах и линиях упаковки. В пневмоцилиндрах подвижный элемент – поршень со штоком – перемещается под действием усилия, создаваемого давлением сжатого воздуха подаваемого в одну из полостей цилиндра, а из противоположной полости сжатый воздух вытесняется тем же поршнем.
Типовая конструкция пневмоцилиндра двухстороннего действия представленного в лабораторном стенде показана на рисунке 8.1. В гильзе 15, закрытой с двух сторон крышками 1 и 14, расположен поршень 8, закрепленный на штоке 7. Крышки стянуты шпильками 3. Удлинение шпильки используется для крепления пневмоцилиндра при его установке. Предусматриваются и другие виды крепления: на лапах, на переднем и заднем фланце, на проушине, на цапфах. В крышках выполнены резьбовые отверстия 4 и 13 для присоединения магистралей. Отверстия имеют выходы в полости цилиндра. В передней крышке 1 запрессована направляющая втулка 6 для штока и установлены манжетные уплотнения 2, герметизирующие полость цилиндра по штоку. Неподвижные соединения крышка-гильза и поршень-гильза уплотнены резиновыми кольцами 5, 11, 12 круглого сечения. Соединение поршень- гильза (подвижное) уплотнено двумя манжетами 9, выполненными со встречной их установкой на поршне. Центральный поясок поршня имеет капроновую наплавку 10.
Рисунок 8.1 – Конструкция поршневого пневмоцилиндра
двухстороннего действия
Статическая характеристика пневпопривода (зависимость усилия на штоке от давления F = f (P), определяется из выражения:
, (8.1)
где F – усилие на штоке цилиндра (Н), S – площадь цилиндра (м2), P – давление сжатого воздуха подаваемого в полость цилиндра (Па). Площадь безштоковой полости пневмоцилиндра определяется следующим образом:
, (8.2)
а штоковой полости
, (8.3)
где S1 – площадь безштоковой полости пневмоцилндра (м2), S2 – площадь штоковой полости пневмоцилндра (м2), SШТ – площадь штока (м2), D – диаметр цилиндра (м), d – диаметр цилиндра (м).
Динамический характеристики пневмоцилиндра определяют время его срабатывания, скорость и ускорение движения штока, закона движения, характер изменения давления в полостях нагнетания и стравливания. Процесс движения поршня со штоком описывается системой дифференциальных уравнений, в которую входят одно уравнение движения поршня (Ньютоновское) и два уравнения энергетического баланса, характеризующие изменения давления в полостях цилиндра во время движения. В силу громоздкости выражений они в данной работе не приводятся и аналитического решения не имеют. Данные уравнения решаются численными методами на компьютере.
Управление приводом может быть путевым (по длине пути), по скорости (расходом), по усилию (давлением) и по времени.
В данной работе представлены два способа управления: скоростью исполнительных органов за счет изменения расхода (дроссельный) и за счет изменения усилия (давления). Изменение расхода может быть достигнуто установкой дросселя на входе, на выходе и параллельно двигателю. В лабораторной установке дроссель установлен на одной линии пневмоцилиндра по схеме дроссельное управление на входе в безштоковой полости.
Дроссельная схема управления скоростью исполнительных органов приводов является самой простой, а поэтому и распространенной. Кроме достоинств, схема имеет и недостатки – нежесткую силовую характеристику, зависящую от изменения полезной нагрузки привода. Управление приводом по давлению приводит, прежде всего, к изменению усилия развиваемого на штоке пневмоцилиндра и косвенно к изменению скорости исполнительных органов (штока) пневмодвигателя. Для этой цели в схему привода введен редукционный клапан, позволяющий изменять давление подаваемое в полости цилиндра.
Программа исследования
· Ознакомиться с конструкцией пневмоцилиндра, составить пневматическую схему привода, определив назначение всех входящих в него элементов.
· Снять и исследовать статическую характеристику привода.
· Снять и исследовать динамические характеристики привода при управлении по расходу (дроссельным регулированием) и давлению.
· Экспериментальные зависимости представить графически.