Высокоскоростные адаптивные пневматические приводы технологических машин

• Автор: Шеногин, Михаил Викторович
• Шифр специальности: 05.02.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Владимир
• Количество страниц: 240 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР И АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ СХЕМ
ПНЕВМОПРИВОДОВ С ТОРМОЖЕНИЕМ
1Л. Основные требования к работе
исполнительных устройств пневмоприводов
1.2. Основные способы торможения пневмопривода
1.2.1. Торможение с использованием
дросселей постоянного или переменного сечения
1.2.2. Торможение с использованием регулирования
давления
1.2.3. Торможение посредством перекрытия
выхлопной полости на участке торможения
1.2.4. Торможение путём подачи в выхлопную
полость пневмодвигателя сжатого воздуха
1.2.5. Торможение привода с подключением ёмкостей
1.2.6. Торможение путём приложения внешних усилий,
препятствующих движению выходного звена
1.2.7. Торможение с использованием комбинированных
тормозных устройств
1.3. Постановка задачи исследования
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО АДАПТИВНОГО ПРИВОДА
2.1. Принципиальная схема высокоскоростного адаптивного
пневматического привода
2.2. Математическая модель высокоскоростного адаптивного
пневматического привода
2.3. Реализация математической модели высокоскоростного
адаптивного пневматического привода на ЭВМ
Выводы
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ

ВЫСОКОСКОРОСТНОГО АДАПТИВНОГО ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ПРИВОДА
3.1. Общая методика проведения машинных
экспериментов
3.2. Исследование влияния параметров привода
на его работу
3.3. Область параметров, обеспечивающих работу высокоскоростного адаптивного пневматического
привода
3.4. Исследование зависимости объёма дополнительно подключаемой ёмкости (ёмкостей) от параметров
привода
3.5. Условия возникновения пневмоотскока в конце
хода и способы борьбы с ним
3.6. Возможные упрощения математической модели
и их влияние на точность результатов
3.7. Методика подбора параметров высокоскоростного адаптивного пневматического привода
Выводы
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО АДАПТИВНОГО ПРИВОДА
4.1. Экспериментальная установка для исследования параметров высокоскоростного адаптивного пневматического
привода
4.2. Экспериментальные исследования высокоскоростного адаптивного пневматического привода
4.3. Сравнение результатов экспериментальных исследований
с данными машинных экспериментов
Выводы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Одно из основных направлений развития современного промышленного производства - это разработка и внедрение высокопроизводительных гибких автоматизированных комплексов различного назначения. Материальным воплощением этого направления развития является автоматизированное адаптивное технологическое оборудование на базе роботов [73].
Пневматические приводы получили широкое применение в самых различных отраслях человеческой деятельности: в станкостроении, транспортном машиностроении, литейном и кузнечном производстве, полиграфическом машиностроении, строительном и автомобильном деле, самолётостроении, в ракетных двигателях, в кожевенной и пищевой промышленности, на железнодорожном транспорте, в топливно-энергетическом комплексе, химической промышленности, космонавтике и т. д. В настоящее время трудно назвать отрасль промышленности, в которой бы не применялись пневматические приводы в том или ином виде. Пневмоустройства используются в качестве приводов зажимных и транспортирующих механизмов, для дистанционного управления и регулирования, в контрольно-измерительных приборах, при автоматизации машин и устройств, работающих в агрессивных средах, в условиях пожаро- и взрывоопасности, радиации, а также в условиях значительных вибраций и высоких температур. Элементы пневмоавтоматики и пневмоприводы всё больше внедряются в медицинские приборы различного назначения - для искусственного дыхания, кровообращения, инъекций и т. д. [21].
Широкое применение пневмоприводов объясняется их преимуществами по сравнению с другими средствами автоматизации, однако, пневматические приводы обладают и рядом недостатков, которые сдерживают их применение. Рассмотрим достоинства и недостатки пневмопривода необходимо в сравнении с другими конкурирующими видами приводов - с электрическим и гидравлическим.

зицию осуществляется рабочий ход; крайнее правое положение распределителя соответствует обратному ходу. В какой-то момент времени на каком-то участке рабочего хода в распределитель поступает сигнал от управляющего устройства, и он переключается в среднее положение. Выхлопная полость при этом перекрывается, а рабочая отключается от линии питания. Повышение давления в рабочей полости приводит к образованию воздушной подушки и торможению поршня. Тормозное усилие в этой схеме получается большим, чем в схеме на рис. 1.18-а, поскольку оно зависит от перепада давлений Ар. Перепад давлений больше в схеме «б», т.к. рабочая полость отключается от линии питания. Схема эффективна при В >2,5.
В схеме на рис. 1.18-в тормозное усилие ещё больше, т. к. при перекрытии выхлопной полости рабочая полость не только отключается от линии питания, но и сообщается с атмосферой. В основе этой схемы также лежит один трёхпозиционный пятилинейный распределитель, крайние левые и правые позиции которого реализуют соответственно рабочий ход и реверс, а среднее положение - торможение. Эта схема эффективна при параметре В >0,2.

Важной особенностью трёх описанных выше схем является то, что для их эффективной работы необходимо точно определять оптимальный тормозной путь и время торможения. Исследования и методика расчёта подобных схем приводится в [50].
Работа трёх вышеописанных схем основана на использовании автоторможения, получаемого за счёт перекрытия выхлопного канала, поэтому их достоинства и недостатки схожи за небольшим исключением. Достоинства этих схем таковы: 1) возможность получать большие противодавления позволяет реализовывать режим автоторможения и безударно останавливать поршень в конце хода; 2) поскольку тормозная сила в значительной степени зависит от массы и скорости подвижных частей, то в небольшом диапазоне изменения перемещаемых масс приводу свойственна адаптивность; 3) приводы, реализованные по схемам «б» и «в» имеют небольшой тормозной путь; 4) схемы «б» и