Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...
Таксономические единицы (категории) растений: Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу...
Топ:
Оценка эффективности инструментов коммуникационной политики: Внешние коммуникации - обмен информацией между организацией и её внешней средой...
Оснащения врачебно-сестринской бригады.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов...
Интересное:
Аура как энергетическое поле: многослойную ауру человека можно представить себе подобным...
Берегоукрепление оползневых склонов: На прибрежных склонах основной причиной развития оползневых процессов является подмыв водами рек естественных склонов...
Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов: Изучение оползневых явлений, оценка устойчивости склонов и проектирование противооползневых сооружений — актуальнейшие задачи, стоящие перед отечественными...
Дисциплины:
2018-01-05 | 386 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Среди различных методов автоматического контроля линейных размеров в процессе обработки особый интерес представляет пневматический бесконтактный метод.
Рассмотренные выше обычные пневматические схемы из-за малых диапазонов измерений не нашли широкого применения в бесконтактных приборах для автоматического контроля деталей в процессе их обработки.
Увеличение диапазона измерений пневматических приборов достигается с помощью схем, в которых применены эжекторные сопла.
Пневматическая измерительная схема с эжекторным измерительным соплом представлена на рис.119, а. Воздух под постоянным избыточным давлением истекает из входного сопла 5 непосредственно в измерительное сопло 4 и далее через кольцевой зазор в атмосферу.
Рис. 119. Широкодиапазонные измерительные схемы с эжекторным соплом |
Давление р в измерительной камере 2 отсчитывают по прибору 1, оно служит мерой изменения размера контролируемой детали 3. Зависимость p (Z) является характеристикой пневматической схемы с эжекторным соплом.
Особенность схемы с эжекторным соплом заключается в том, что прямолинейный участок характеристики p (Z) значительно больше, чем у обычной пневматической измерительной системы при той же чувствительности.
Отрезок ab определяет диапазон измерения обычной пневматической схемы, отрезок ас – эжекторной схемы при той же чувствительности. При большом измерительном зазоре кривизна характеристики резко увеличивается. В схеме с эжекторным соплом при больших зазорах увеличивается количество воздуха, эжектируемого из измерительной камеры. Это приводит к тому, что измерительное давление р падает более резко и может достигать даже отрицательных значений.
|
Для регулирования чувствительности схемы и диапазона измерения пользуются теми же приемами, которые указаны для обычной пневматической схемы.
Так, при увеличении диаметра входного сопла (у измерительного сопла диаметр обычно равен 2 мм) диапазон измерения также увеличивается, но при этом чувствительность K z уменьшается. Увеличением рабочего давления можно увеличить чувствительность схемы. В табл. 13 приведены экспериментальные характеристики пневматических схем с эжекторными соплами.
Таблица 13
Характеристики пневматических схем с эжекторными соплами
d 1, мм | Р, МПа | Zmax, мм | Zmin, мм | KZ, |
1,30 | 0,10 0,15 0,20 | 0,450 | 0,160 | 0,30 0,40 0,60 |
1,40 | 0,10 0,15 0,20 | 0,480 | 0,165 | 0,25 0,40 0,50 |
1,50 | 0,10 0,15 0,20 | 0,550 | 0,170 | 0,22 0,32 0,42 |
1,75 | 0,10 0,15 0,20 | 0,600 | 0,190 | 0,2 0,3 0,4 |
________
Zmax и Zmin – зазоры, соответствующие началу и концу прямолинейного участка характеристики p(Z).
Пневматическую измерительную схему с эжекторными соплами рассчитывают на основе уравнения сохранения количества движения между сечениями I – I и II – II (рис. 120, а):
Рис. 120. Основные параметры эжекторного преобразователя |
, | (184) |
где G 1 w 1 – массовый расход и скорость потока воздуха, истекающего из входного сопла диаметром d 1;
w 2 – скорость потока воздуха, истекающего из измерительного сопла диаметром d 2; f 2 – площадь истечения из измерительного сопла;
G 2 – массовый расход эжектируемого воздуха;
P a – атмосферное давление;
P и = p + P а – абсолютное измерительное давление;
∆ R – дополнительная сила давления на входную кромку измерительного сопла;
F – сила трения между сечениями I – I и II – II (ввиду ее малости в дальнейших расчетах принимается равной нулю).
Левая часть уравнения (184) определяет изменение количества движения между рассматриваемыми сечениями, а правая часть характеризует импульс гидродинамических сил.
С целью упрощения расчета принимается ∆ R = 0. Кроме того, при глухой измерительной камере для установившегося режима G 2 = 0.
|
Тогда после некоторых преобразований уравнения (184) получим следующее выражение для статической характеристики пневматической схемы с эжектором:
, | (185) |
где ; ρ 1 ρ 2 – плотность воздуха, истекающего из входного и из измерительного сопел соответственно.
При контроле линейных размеров
.
Ввиду большой сложности аналитического определения и с целью упрощения расчета ε определена по экспериментальным графикам зависимости p (Z).
Из анализа расчетных зависимостей и экспериментальных данных установлено, что ε зависит не от абсолютных геометрических размеров сопел, а от отношения сечений сопел и рабочего давления. Рекомендуется рабочее давление устанавливать 1 ∙ 105 – 2 ∙ 105 Па.
Эмпирическая формула зависимости при рабочем избыточном давлении 2 ∙ 105 Па
; | (186) |
при рабочем избыточном давлении 1,5∙ 105 Па
; | (187) |
при рабочем избыточном давлении 1∙ 105 Па
. | (188) |
Чувствительность пневматической схемы с эжекторным соплом
. | (189) |
При проектировании приборов с эжекторными соплами необходимо учитывать, что форма торца измерительного сопла существенно влияет на характер зависимости p (Z). Так, при исполнении измерительного сопла с большим плоским пояском (1 мм) на рабочем участке кривой p (Z) возникает резкий скачок давления – точка А (рис. 120, б). Появление этого скачка на кривой p (Z) объясняется резкой перестройкой течения в зазоре (рис. 121).
Рис. 121. Перестройка течения веерообразной струи в измерительном зазоре, порождающая скачок на характеристике р (Z) |
Веерообразная струя при определенном зазоре отрывается от поверхности торца сопла. В результате этого суживается ее сечение, расход скачком уменьшается, что вызывает увеличение измерительного давления. На рис.121 показана картина потока до (рис. 121, а) и после (рис. 121, б) перестройки течения. Следует иметь в виду, что перестройка течения при увеличении и при уменьшении зазора происходит при различных его значениях. Этот гистерезис в перестройке течения обусловлен вязкостью воздуха.
Появление скачков давления имеет место и в обычных схемах с измерительным соплом с большим плоским пояском. Однако эти скачки зачастую возникают при зазорах, которые больше рабочих зазоров, соответствующих прямолинейному участку характеристики p (Z). Экспериментальные исследования измерительных сопел, плоский торец которых от эксперимента к эксперименту уменьшали, показали, что при ширине плоского пояска скачок давления на кривой p (Z) не наблюдается. Поэтому торец сопла следует выполнять с пояском не более 0,5 мм.
|
Очевидно, что длина проходного сечения измерительного сопла l (рис. 120, в), создающего дополнительное сопротивление истечению воздушного потока, а также являющегося звеном выравнивания поля скоростей и давлений потока, может влиять на характер кривой p (Z).
На основании экспериментальных зависимостей определено, что оптимальное значение l, при котором обеспечивается максимальный прямолинейный участок характеристики, зависит от отношения площадей проходных сечений измерительного и входного сопел и для используемых рабочих давлений Р = (1 – 2) ∙ 105 Па практически не зависит от него. Это оптимальное значение подсчитывают по эмпирической формуле
. | (190) |
Расстояние l 1 между входным и измерительным соплами существенно влияет на зависимость p (Z), так как струя воздуха, истекающая из входного сопла, по мере удаления от него расширяется и в зависимости от l 1 подходит к измерительному соплу с большей или меньшей площадью поперечного сечения. Если расстояние l 1 достаточно велико, то сечение вытекающей из входного сопла свободной струи у входа в измерительное сопло может быть больше его проходного сечения. В результате входная кромка измерительного сопла будет оказывать дополнительное сопротивление струе.
Расстояние l 1 между входным и измерительным соплами определяют из следующего условия: конечное сечение свободной струи, вытекающей из входного сопла, должно быть равно или меньше (у входа в измерительное сопло) площади проходного сечения измерительного сопла. Это условие выполняется при
. | (191) |
|
|
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!