ГИДРОПНЕВМОАВТОМАТИКА
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
В |
|
|
1 |
|||||
|
|
|
|
|
||||||||
pp |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d 2 |
|
|
d |
||||||||
1 |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|||
2 |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|||||||||
Омск 2012
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)»
Кафедра подъемно-транспортных, тяговых машин и гидропривода
ГИДРОПНЕВМОАВТОМАТИКА
Учебное пособие
Составители В. Н. Гудинов, Н. Г. Скабкин, И.А. Семенова
Омск Издательство СибАДИ
2012
2
УДК 532.542: 626.226 ББК 39.71-022.82
Рецензент к.т.н. доц. А.А.Руппель
Гидропневмоавтоматика: Учебное пособие / Сост. В. Н. Гудинов, Н.Г. Скабкин,
И.А. Семенова – Омск: СибАДИ, 2012. – 92 с.
Настоящее учебное пособие составлено применительно к учебным программам дисциплин «Гидроавтоматика», «Гидравлика и гидропневмопривод», «Гидравлические системы управления и средства гидропневмоавтоматики» для дорожно-строительных (транспортное направление) специальностей высших учебных заведениях. Учебное пособие содержат общие сведения о пневматических приводах машин-автоматов и элементах пневматических систем управления и предназначены для студентов очной и заочной форм обучения по направлениям 190100 «Наземные транспортные системы», «Наземные транспортно-технологические комплексы», 220300 «Автоматизированные технологии и производства», 190200 «Транспортные машины и транспортно-технологические комплексы», 220300 «Автоматизированные технологии и производства».
Ил. 61. Табл. 4.Библиогр.:18
©В.Н.Гудинов, Н.Г. Скабкин, И.А.Семенова 2012
©Издательство СибАДИ, 2012
3
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ УСТРОЙСТВАХ ГИДРОПНЕВМОАВТОМАТИКИ
1.1. Области применения, достоинства и недостатки устройств ГПА
Пневмосистемы нашли широкое применение в тех отраслях промышленности, которые относятся к взрывопожароопасным и в которых невысокие требования к быстродействию обработки сигналов (химическая, газовая, металлургическая, деревообрабатывающая); современные пневмосистемы позволяют автоматизировать процесс любой сложности. Традиционными областями применения пневмосистем в машиностроении являются производства, характеризующиеся повышенной запыленностью, влажностью, температурой, вибрациями (так в литейном производстве они занимают 66 %, в сварочном – 70 %, в кузнечно-прессовом – 40 %, в деревообрабатывающем – 15 %).
Достоинства:
1.Относительное быстродействие исполнительных органов (например: пневмодвигатели углового движения допускают до 100 000 об/мин и не требуют специальных защитных устройств от перегрузок).
2.Долговечность элементов пневмоавтоматики, особенно струйных элементов, которые имеют практически неограниченный ресурс работы (10–15 лет при круглосуточной работе), а элементы мембранной техники выдерживают до 50 млн надежных срабатываний.
3.Низкая стоимость.
4.Отсутствие надобности в индивидуальном источнике питания.
5.Неограниченный запас рабочего тела (воздуха).
6.Отсутствие сложных защитных устройств от перегрузки.
7.Работоспособность элементов в условиях высокой вибрации, температуры, запыленности и т. д. Неподверженность радиационным воздействиям.
8.Высокая ремонтоспособность.
9.Элементы пневмо- и гидросистем хорошо компонуются друг с другом посредством преобразователей.
10.Отсутствие трубопроводов возврата, т. к. выхлоп производится в атмосферу.
Недостатки:
1.Малая величина рабочего давления: Р<6 кг/см2 (0,6 МПа).
2.Недостаточная плавность перемещения рабочих органов, особенно при малых скоростях и на больших расстояниях. Для устранения этого недостатка применяют пневмогидравлические приводы.
4
3.Конденсация водяных паров вызывает загрязнение системы. Необходимы индивидуальные средства очистки воздуха.
4.Повышенный шум при работе пневмосистем. Необходимы глушители.
5.Низкий КПД пневмоприводов (менее 1 %).
6.Низкое быстродействие пневматических систем управления (передача сигнала со скоростью звука = 0,3 км/с).
Гидросистемы являются основными средствами автоматизации подъемнотранспортных, дорожных и строительных машин, сельскохозяйственной техники, станков и автоматических линий в машиностроении. Кроме того, широкое применение нашли всевозможные гидрорегуляторы в химической промышленности; для автоматизации различных энергетических процессов; с их помощью производится автоматическое регулирование работы турбин и двигателей внутреннего сгорания. В целом гидросистемы применяются главным образом там, где по каким-либо причинам нельзя применять электромеханические системы.
Достоинства:
1.Малые габариты и высокая весовая отдача (отношение веса к единице мощности для гидродвигателей ~ 1,2 кг/кВт, для электродвигателей ~ 10 кг/кВт, в авиации ~ 0,3 кг/кВт). При сравнении гидро- и электромеханических устройств равной мощности, вес и объем гидросистем составляет 10–15 % от электромеханических систем.
2.Возможность бесступенчатого плавного регулирования скорости движения исполнительных органов в широком диапазоне (до 1000 реверсов/мин), они уступают только пневматическим приводам (до 1700 реверсов/мин)
{n min = 2–3 об/мин}{n max = 3000 об/мин}. Точность реверсирования составляет ~ 0,01 мм.
3.Простота конструкции, высокая надежность и долговечность. Гидроприводы работают до 20 000 часов под нагрузкой. В станках это составляет ~(15–20) лет.
4.Самосмазываемость гидросистем.
5.Легкость автоматизации посредством нормализованных гидроузлов и типовых блоков.
6.Возможность создания больших рабочих усилий за счет высоких давлений:
-в станках Р = 50–70 кг/см2 избыт. давления {5–7 МПа};
-в прессах Р = 200–300 кг/см2 избыт. давления {20–30 МПа}.
Недостатки:
1. Потери давления на трение.
5