положения с помощью реле давления

 

Автоматическое управление работой одного пневмоцилиндра

 

При автоматическом управлении после приложения управляющего воздействия цикл работы пневмосистемы может повто­риться многократно.

Пневмосистема с контролем конечных положений рабочего органа пневмораспределителями типа П-РК-3,4 представлена на рис.12.

Предположим, что исходное состояние пневмосистемы является таким, как показано на рисунке. После приложения управляющего воздействия, например поворота рукоятки кранового пневмораспределителя (на схеме не показан), направляющего сжатый воздух из пневмосети в пневмораспределители Р1, Р2 и Р3, воздух через пневмораспределитель Р1 и дроссель ДР2 поступает в штоковую камеру пневмоцилиндра ПЦ. Из поршневой камеры воздух вытесняется через обратный клапан дросселя ДР1, Р1, Г в атмосферу. Поршень ПЦ движется с заданной скоростью в левое конечное положение. Не доходя до него, кулачок на штоке ПЦ нажимает на рычаг Р2 и воздух направляется этим распределителем в левую управляющую камеру Р1, переключая его в левую позицию. Пневмораспределитель Р1 изменяет направление потока воздуха из штоковой в поршневую камеру. Скорость поршня при движении вправо регулируется дросселем ДР1.После освобождения рычага Р2 его плунжер пружиной переместится вверх (по схеме), благодаря чему левая управляющая камера Р1 соединится с атмосферой. Не доходя до правого конечного положения, шток ПЦ нажмет на рычаг Р3, пневмораспределитель Р1 переключится в правую позицию и поршень ПЦ вновь переместится влево. Повторение цикла работы ПЦ закончится только после приложения управляющего воздействия, отключающего подачу сжатого воздуха к пневмораспределителям.

 

Рис. 12. Принципиальная пневмосхема автоматического управления

 

Применяемая пневмоаппаратура:

ПЦ – пневмоцилиндр двухстороннего действия;

ДР1, ДР2 – дроссели с обратным клапаном типа П-ДК-С;

Р1 – пневмораспределитель типа В63-11М;

Р2,Р3 – пневмораспределители типа П-РК-3,4;

Г – глушитель.

 

Содержание работы

1. Составить принципиальную пневмосхему, отличающуюся от рассмотренной наличием задержки во времени, реализованной с помощью дросселя и пневмоемкости. Собрать и проверить работоспособность пневмосхемы.

2. Составить принципиальную пневмосхему, аналогичную рассмотренной, с пневмораспределителем типа В79-11А (1 шт.) вместо двух Р2 и Р3. Вход 1 В79-11А соединить с пневмосетью, а выходы 2 и 4 – с управляющими камерами Р1. Проанализировать работу пневмосистемы и проверить экспериментально.

КОНТРОЛЬ ЗНАНИЙ

1. В каких устройствах станков применяются гидро- и пневмоприводы?

2. Для осуществления каких движений в станках наибольшее распространение получили гидроприводы?

3. Определение гидропривода и пневмопривода.

4. Достоинства и недостатки гидропривода.

5. Достоинства и недостатки пневмопривода.

6. Какие разновидности гидроприводов применяются в станках?

7. Изобразите и объясните структурную схему гидропривода.

8. Изобразите и объясните работу гидропривода с разомкнутой циркуляцией жидкости.

9. Изобразите и объясните работу гидропривода с замкнутой циркуляцией жидкости.

10. Какие требования предъявляются к рабочим жидкостям, применяемым в гидроприводах станков?

11. Основные физические свойства рабочих жидкостей, применяемых в станках.

12. В зависимости от каких характеристик выбирается марка масла?

13. Что такое гидросеть и ее составные части?

14. Как рассчитываются и выбираются трубы в гидроприводах?

15. Из каких основных элементов состоят объемные насосы и их разновидности?

16. Механическая характеристика объемных насосов.

17. Основные параметры, характеризующие работу гидронасосов.

18. Мощность насоса. Мощность приводного двигателя.

19. Роторно-зубчатые насосы. Достоинства, недостатки.

20. Принцип работы шестеренного насоса. Производительность.

21. Принцип работы пластинчатого насоса. Производительность.

22. Объяснить конструкцию и работу пластинчатого насоса переменной производительности.

23. Принцип работы роторных аксиально-поршневых насосов. Производительность.

24. Объяснить конструкцию и работу аксиально-поршневого насоса.

25. Гидродвигатели. Определение. Разновидности.

26. Основные параметры, характеризующие работу гидродвигателя.

27. Гидроцилиндры. Разновидности силовых цилиндров, применяемых в станках.

28. Скорость перемещения штока гидроцилиндра.

29. Дифференциальный гидроцилиндр.

30. Определение тягового усилия на штоке гидроцилиндра.

31. Моментный гидродвигатель.

32. Гидромоторы. Разновидности. Основные параметры.

33. Пластинчатый гидромотор. Принцип работы. Крутящий момент.

34. Аксиально-поршневой гидромотор. Принцип работы. Крутящий момент.

35. Разновидности регулирования скорости выходных элементов гидродвигателей.

36. Схема объемного регулирования. Достоинства. Недостатки.

37. Схема регулирования с помощью дросселя, установленного «на выходе». Шток толкающий. Шток тянущий.

38. Схема регулирования с помощью дросселя, установленного «на входе». Шток толкающий. Шток тянущий.

39. Схема регулирования с помощью дросселя, установленного параллельно гидродвигателю.

40. Схема дифференциально-дроссельного регулирования.

41. Статические характеристики дроссельного регулирования.

42. Схема стабилизации скорости выходного элемента гидродвигателя с помощью редукционного клапана.

43. Разновидности устройств управления гидроприводами и их назначение.

44. Устройство и работа напорного клапана.

45. Устройство и работа предохранительного клапана с переливным золотником.

46. Принцип работы редукционного клапана.

47. Разновидности дросселей, применяемых в гидроприводах станков.

48. Назначение, устройство и работа регулятора потока рабочей жидкости.

49. Назначение, разновидности и работа устройств управления потоком рабочей жидкости.

50. Разновидности вспомогательных устройств гидроприводов.

51. Основные элементы в конструкции гидробака и их назначение.

52. Фильтры. Разновидности.

53. Гидроаккумуляторы. Назначение. Принцип работы.

54. Мультипликаторы. Назначение.

55. Схема подключения двух насосов последовательно.

56. Параллельная схема подключения двух насосов.

57. Схема управления последовательностью работы двух цилиндров в функции пути.

58. Схема управления последовательностью работы двух цилиндров в функции нагрузки (давления).

59. Схема управления последовательностью работы двух цилиндров в функции времени.

60. Синхронизация движений с помощью последовательного соединения гидродвигателей.

61. Синхронизация движений с помощью мультипликатора.

62. Синхронизация движений с помощью стандартных регуляторов потока рабочей жидкости.

63. Синхронизация движений с помощью насосов с жесткой механической связью.

64. Гидравлические следящие приводы. Назначение. Достоинства, недостатки.

65. Классификация следящих приводов.

66. Блок-схема следящего привода.

67. Следящая система линейных перемещений.

68. Следящая система с гидроусилителем крутящих моментов.

69. Классификация пневмоприводов в системах пневмоавтоматики.

70. Физико-механические явления в струйных элементах пневмоавтоматики.

71. Принцип «Коанда» в элементах струйной пневмоавтоматики.

72. Работа пневмосхемы прямолинейного возвратно-поступательного движения штока, пневмоцилиндра с помощью элементов струйной пневмоавтоматики.

73. Достоинства в работе струйных элементов пневмоавтоматики.

74. Исходные данные при проектировании гидроприводов станков.

75. Проектная документация при проектировании гидроприводов станков.

76. Попереходный метод при разработке принципиальной гидросхемы.

77. Некоторые рекомендации при проектировании гидроприводов.

78. Последовательность выполнения статического расчета гидропривода по принципиальной гидросхеме.

79. Устройство и работа гидроцилиндра.

80. Устройство гидростанции.

81. Виды приводов, применяемых в сварочном производстве.

82. Характеристика приводов электросварочного оборудования.

83. Выбор скорости потока воздуха в контактных машинах. Пневмосхема привода контактной машины без проковки.

84. Пневмосхема контактной машины с проковой.

85. Пневмосхема шовной машины с мембранным пневмоприводом.

86. Пневмосхема стыковой машины и ее работа в различных режимах (кроме подогрева).

 

 

ГЛОССАРИЙ

 

Автоматизация – применение технических средств с целью полной или частичной замены участия человека в процессах получения, преобразования, передачи и использования энергии, материалов или информации.

Адаптация – приспособление системы и ее компонентов к изменяющимся условиям внешнего окружения.

Адаптивная система – класс технических систем, обладающих способностью приспосабливаться как к изменяющимся условиям окружающей среды, так и к различным отклонениям от нормы в них самих. В основе адаптивных систем лежат обратные связи, поддержание которых осуществляется посредством специальных технических устройств – сенсорных, диагностических, контрольных.

Автоматизированное оборудование – совокупность устройств, механизмов, приборов, посредством которых осуществляется какой-либо производственный процесс, в результате которого от человека не требуется сознательного, постоянного регулирования этого процесса.

Автоматическое оборудование – осуществляет аналогичные действия самостоятельно, посредством самодействующих систем управления.

Автоматизированной привод – самодействующий привод, выполняющий работу с частичным участием человека.

Автоматический привод – самодействующий привод, выполняющий работу без участия человека.

Безотказность – свойство товара (оборудования), характеризующее способность сохранять работоспособность в течение требуемого периода времени.

Внедрение – процесс планомерного перевода объекта из существующего состояния в новое, предусмотренное проектом.

Гидропривод – устройство, предназначенное для приведения в действие оборудования и содержащее в себе источники энергии (насосы, аккумуляторы) и потребители энергии (гидравлические двигатели), а также аппаратуру, гидравлические линии (трубопроводы) и рабочую среду (рабочую жидкость).

Долговечность – свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

Инженерная деятельность – деятельность, направленная на применение научных знаний для создания технических объектов – сооружений, механизмов устройств, машин и т.д. – и управление процессом их изготовления.

Информация – сведения, знания. В кибернетическом смысле информация – это отражение одного объекта в другом, используемое для формирования управляющих воздействий.

Качество продукции – совокупность технических, эксплуатационных, экономических и других свойств, обусловливающих ее пригодность для удовлетворения определенных потребностей.

Контроль – аналитическая функция управления, состоящая в наблюдении за ходом определенных процессов, сравнении величины контролируемого параметра с заданной программой, выявлении отклонений от программы.

Машина – техническое устройство, работа которого основывается на использовании механизмов и механического движения.

Машиностроение – ведущая отрасль промышленного производства, в которой создаются основные орудия труда для народного хозяйства и многие предметы потребления.

Мембрана – специальная пленка, пластина, отделяющая объект от внешней среды, разделяющая его на изолированные части, обеспечивающие избирательное проникновение веществ и энергии к внутренним структурам.

Механизация – замена ручных средств труда машинами и механизмами.

Методы управления – методы воздействия субъекта управления на объект по практическому осуществлению стратегических и тактических целей системы управления.

Минеральное масло – жидкость на нефтяной основе, полученная при переработке нефти первоначальной перегонкой.

Модернизация – усовершенствование, улучшение объекта, приведение его в соответствие с новыми требованиями рынка и нормами.

Надежность техники – свойство техники в течение заданного времени сохранять свою работоспособность, исправность и выполнять установленные функции.

Оператор – представитель одной из современных профессий, выполняющий определенные функции в автоматизированных системах переработки информации и управления, обеспечивающий нормальную работу технических средств автоматизированных систем.

Отказ – событие, заключающееся в нарушении исправного состояния объекта при сохранении его работоспособности.

Привод – совокупность источника движения (двигателя) и передач до рабочего органа машины.

Привод пневматический – привод, в котором энергия сжатого воздуха (газа) с помощью пневмодвигателя преобразуется в механическую.

Производственный процесс – сочетание предметов и орудий труда, а также живого труда в пространстве и времени, функционирующих с целью изготовления товара заданного качества, количества, ассортимента и в установленные сроки.

Робототехника, роботы – область науки и техники, связанная с изучением, созданием и использованием принципиального нового технического средства, комплексной автоматизации производственных процессов – робототехнических систем.

Работа – любые процессы, действия, приводящие к достижению определенных результатов; характеризуется определенными затратами труда и времени.

Синхронизация – процесс согласования длительности операции с тактом поточной линии.

Событие – фиксированный момент времени, который представляет собой одновременно окончание предыдущей работы, т.е. результат и начало последующей.

Станок металлорежущий – рабочая машина, предназначенная для формообразования изделий путем обработки металлов резанием.

Техника – совокупность механизмов и машин, а также систем и средств управления, добычи, хранения, переработки вещества, энергии и информации, создаваемых в целях производства и обслуживания непроизводственных потребностей общества.

Технологичность изделия – совокупность его свойств, обеспечивающих минимальные затраты ресурсов в производстве и эксплуатации.

Труд – целесообразная деятельность человека, направленная на видоизменение и приспособление предметов, природы для удовлетворения своих потребностей.

Турбулентный режим течения – движение жидкости, при котором происходит интенсивное перемешивание частиц жидкости, пульсация давления и скорости.

Управление – особая функция сложных систем, непосредственно направленная на упорядочение, сохранение и повышение целостности системы, ее организации.

Эксплуатация техники – использование техники по назначению после ее изготовления.

Эффективность – обобщающая характеристика качества экономического роста, соотношение между результатами и затратами или ресурсами.

7. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Пневматические устройства и системы в машиностроении: справ. / под ред. Е.В.Герц. – М.: Машиностроение, 1981.

2. Кузнецов, М.Т. Гидравлические приводы металлорежущих станков: учеб. пособие / М.Т.Кузнецов. – Горький: ГПИ им. А.А.Жданова. Ч.I, 1968. – 110 с.; Ч.II, 1975.

3. Машиностроительный гидропривод / под ред. В.Н.Прокофьева. – М.: Машиностроение, 1978.

4. Металлорежущие станки и автоматы / под ред. А.С.Проникова. – М.: Машиностроение, 1981.

5. Колев, Н.С. Металлорежущие станки: учеб. пособие для втузов / Н.С.Колев, Л.В.Красниченко и др. – М.: Машиностроение, 1980.

6. Свешников, В.К. Станочные гидроприводы: справ. / В.К.Свешников, А.А.Усов. – М.: Машиностроение, 2005.

7. Трифонов, О.Н. Приводы автоматизированного оборудования / О.Н.Трифонов. – М.: Машиностроение, 1991.

8. Чвертко, А.И. Гидрооборудование для контактной стыковой сварки / А.И.Чвертко, Е.Н.Шинлов. М.: Машиностроение, 1981.

9. Глебов, Л.В. Расчет и конструирование машин контактной сварки / Л.В.Глебов и др. – М.: Машиностроение, 1981.

10. Навроцкий, К.Л. Теория и проектирование гидро- и пневмоприводов / К.Л.Навроцкий. – М.: Машиностроение, 1991.

11. Струйные логические элементы и устройства автоматического управления технологическим оборудованием. Отраслевой каталог / под ред. Э.И.Чаплыгина. – М.: ВНИИТЭМР, 1989.

12. Вольнов, О.И. Насосные установки и системы подготовки воздуха: метод. указания по курсу «Гидропневмопривод и гидропневмоавтоматика» / НГТУ; О.И.Вольнов. Н.Новгород, 2004.