Расчет расхода воздуха и дополнительного оборудования.

Чтобы правильно выбрать типоразмер управляющего пневмораспределителя, необходимо знать расход воздуха потребляемого пневмоцилиндром при движении его штока с заданной скоростью.

Для определения требуемой эффективной площади проходного сечения линии пневмопривода определим максимальный массовый расход воздуха пневмоцилиндра, кг/с:

где – время обратного ход, втягивания штока;

– плотность воздуха при давлении нагнетания,

Давление в транспортной магистрали будет равно:

;

где – абсолютное атмосферное давление, ;

– абсолютное давление нагнетания,

По известной формуле [5 стр.213] определяем расход воздуха, потребляемого пневмоцилиндром при прямом ходе:

Где – скорость движения поршня.

Массовый расход потребляемый пневмоприводом Gобщ,кг/с:

где масса воздуха в поршневой полости:

;

масса воздуха в штоковой полости:

.

Тогда объемный расход воздуха приведенный к нормальным условиям, потребляемый пневмоприводом :

Выбор пневмораспределителя по промышленным каталогам осуществляется на основе предварительного расчета требуемого расхода воздуха который должен обеспечить распределитель.

Где указанный в каталоге номинальный расход пневмораспределителя .

требуемый расход

абсолютное значение требуемого давления на входе, 6 бар

абсолютное значение требуемого давления на выходе, 2 бар

Для управления пневмоцилиндром возможно применение пятилинейного двухпозиционного распределителя с электрическим управлением и пружинным возвратом.

Выбирем пневмораспределитель JMFH-5/2-D-1 C фирмы Festo [2,стр. 237].

 

Данные пневмораспределителя:

Рабочая среда: сжатый воздух, отфильтрованный через фильтр с тонкостью фильтрации 10 мкм с содержанием масла или без него.

Рабочее давление: (0,1…0,99) МПа.

Максимальное давление: 1,5 МПа.

Температура: max .

Присоединительная резьба: G 1/4”.

Давление нагнетания 2 бар:

Потери давления: .

Выбирем пневмодроссели с обратным клапаном GRLA-1/4-RS-B Дроссель с обратным клапаном фирмы Festo, [2, стр.113]:

Данные дросселей с обратным клапаном:

Рабочая среда: сжатый воздух, отфильтрованный через фильтр с тонкостью фильтрации 10 мкм с содержанием масла или без него.

Рабочее давление: (0,05…1,0) МПа.

Температура: (5… ).

Присоединительная резьба: G 1/4”.

Внутренний диаметр трубопровода можно определить по формуле.

Где – объемный расход воздуха

скорость движения воздуха в трубопроводе

плотность воздуха в трубопроводе

плотность воздуха при технических нормальных условиях

Значение скорости движения сжатого воздуха в магистральных трубопроводах рекомендуется принимать в пределах 6-12 . В магистральных трубопроводах относительно малой протяженности (до 100м) при давлении 0.5-0.7 МПа скорость воздуха может составить 2-7 .

Принимем внутренний диаметр 8мм и выберем нейлоновые трубки серии PUN- 8X1,25 SW Шланг Festo, [3, стр.155]:

Данные трубок:

Материал: нейлон 12.

Максимальное давление: 1,5 МПа.

Температура: max

Внутренний диаметр: 8 мм.

Таким образом, выполнив необходимые расчеты основного и дополнительного оборудования манипулятора, произведя расчет расхода воздуха нашего пневмопривода, можно сделать вывод, о том что значительно крупных затрат на энергию наша установка не создаст. Пневмопривод манипулятора может работать от заводской компрессорной станции которая создает необходимое давление для работы.

Рисунок 13 – Схема компрессорной станции.