Позвоните нам

8-8000-80-35-80
(звонок бесплатный)

Заказать звонок

Напишите письмо


infokz@rusautomation.kz

Открыть
Главная > Статьи > Методы подбора пневмоцилиндров. Расчет усилия пневмоцилиндра

Методы подбора пневмоцилиндров. Расчет усилия пневмоцилиндра

« Назад 24.08.2022 00:00
Методы подбора пневмоцилиндров. Расчет усилия пневмоцилиндра

Логотип РусАвтоматизация
Методы подбора пневмоцилиндров. Расчет усилия пневмоцилиндра

Расчет пневмоцилиндров относят к инженерно-конструкторским задачам, которые решают для создания оптимальных условий работы привода. На эффективность и экономичность узла влияет несколько составляющих:

  • Способность создавать необходимое и достаточное для выполнения операции усилие.
  • Использование воздуха (сжатой газовой среды) в пределах технологической потребности и разумного запаса.
  • Способность сохранять усилие на всем протяжении хода поршня и не создавать избыточной нагрузки на привод.
  • Возможность сохранить работоспособность узла за счет уменьшения износа и перегрузок.

Привычка создавать запас мощности приводит к выбору избыточных параметров, это становится причиной завышенного потребления газа, перерасхода энергии на обеспечение давления в системе. Усилие пневмоцилиндра, давление и потребление (расход) воздуха при определенном ходе поршня – основные расчетные критерии.


Способы определения усилия

Подбор пневмоцилиндра для определенного привода можно строить на двух основных методах:

  • Расчетный предполагает нахождение (вычисление) значений рабочих параметров для узла, исходя из данных о потребном усилии, давлении и расходе рабочего газа.
  • Табличный позволяет найти соотношение усилия, площади и хода поршня и давления (расхода) из ранее рассчитанных вариантов для применения типового готового решения.

В первом случае решается конструкторская задача, во втором – прикладная инженерная, производственная.

В основе расчетного метода лежит определение развиваемого узлом усилия, приложенного к штоку. Исходными данными служат диаметр поршня пневмоцилиндра, рабочее давление и сила сопротивления, трения. Осевое усилие на неподвижном штоке без поправки на силы трения и сопротивления присоединенного привода принято называть теоретическим (F) и рассчитывать, исходя из площади поршня (S) и давления среды (p) : F = Sp.

Практически потребное усилие на штоке пневмоцилиндра, в зависимости от диаметра поршня, отражает величину силы, при приложении которой поршень будет свободно перемещаться в цилиндре, преодолевая сопротивление трения, приводного механизма, остаточного давления (для двухстороннего пневмоцилиндра). В данном случае решают прикладную задачу вычисления силы, достаточной для работы привода, поэтому исходят из диапазона запаса усилия, на 25-50% превышающего теоретическое.

По результатам расчета можно получить значения площади и давления, достаточные для компенсации сопротивления и снижения давления по мере увеличения объема камеры при движении поршня. Падение на практике может достигать 20% от первоначального, что приведет к снижению усилия от 10% (примерно).
Важно: расчет практического усилия должен учитывать сопротивление привода, к которому присоединен пневмоцилиндр. Без этого узел не будет работать или не сможет развить эффективное рабочее усилие.

Методы подбора пневмоцилиндров. Расчет усилия пневмоцилиндра


Расчетный метод

Расчетный метод можно применить для решения обратной задачи – вычисления диаметра цилиндра на основе заданной нагрузки. Это позволяет определить диапазон значений для отбора конкретного узла по основным критериям и техническим характеристикам.


Расчет пневмоцилиндра двустороннего действия:

прямой ход штока на выдвижение – FD = h (π/4) D²p, где коэффициент h позволяет учесть горизонтальную нагрузку и трение с постоянным значением 1 или динамическим знакопеременным – 0,7. Соответственно общепринятым обозначениям D – это диаметр поршня, р – давление, d – диаметр штока.


Расчет усилия пневмоцилиндра одностороннего действия
учитывает преодоление сопротивления возвратной пружины в точке максимального сжатия и привода для прямого хода штока (под нагрузкой):

FD = h (π/4) D²p – FS, где FS отражает эффект сопротивления пружины в конце рабочего хода.


Табличный метод

Табличный метод подбора пневмоцилиндра позволяет обойтись без вычислений, то есть решить практическую задачу, зная диапазон параметров и характеристики узла. В приведенной ниже таблице даны значения для подбора пневмоцилиндра по теоретической силе.

Методы подбора пневмоцилиндров. Расчет усилия пневмоцилиндра


Расход воздуха пневмоцилиндра

Расчет давления пневмоцилиндра позволяет перейти к поиску оптимального значения расхода воздуха. В приведенной ниже таблице данные приведены для:

  • рабочего хода штока с усилием;
  • обратного хода штока;
  • полного цикла (такта) срабатывания пневмоцилиндра двухстороннего действия.

Исходным значением избыточного давления принята величина 6 бар, полученная из показателей эффективной площади поршня и абсолютного давления с последующим делением на миллион. Под абсолютным значением следует понимать сумму давления показателей давления на приборе (манометре) и показателя атмосферного давления, которое в практических условиях можно принять за 1 бар.

Расчет потребления воздуха пневмоцилиндром с использованием таблицы означает вычисление максимального объема рабочей полости цилиндра с умножением на абсолютное давление.

При переходе к практической части выбора необходимо учесть, что полости, трубки, фитинги и прочие конструктивные элементы увеличивают общий объем, значит, давление может снизиться, что приведет к замедлению хода поршня и увеличению времени на рабочий цикл. Для компенсации потерь можно увеличить показатель расхода воздуха на 5-10%.

Методы подбора пневмоцилиндров. Расчет усилия пневмоцилиндра


Статья от РусАвтоматизации Хотите сохранить
эту статью? Скачайте
её в формате PDF
Статья от РусАвтоматизации Остались вопросы?
Обсудите эту статью
на нашей странице В Контакте
Статья от РусАвтоматизации Хочешь читать статьи
первым, подписывайся на
наш канал в Яндекс.Дзен

Рекомендуем прочитать также:

Статьи. Рекомендуем прочитать

Использование пневмо-
вибраторов на мукомольном производстве

Читать статью ...

Статьи. Рекомендуем прочитать

Повышение точности измерения сыпучих

Читать статью ...

Статьи. Рекомендуем прочитать

Решение проблем скопления и налипания материала

Читать статью ...



Телеграм1
Телеграм2
Новости
12
04.24
День космонавтики: годовщина первого полета
08
04.24
«РусАвтоматизация» – сертифицированный партнер «Инстарт»
01
04.24
Приборы Dinel – новые декларации соответствия
29
03.24
Аудит производства
25
03.24
Декларация ЭМС для скважинных уровнемеров XSON
Методы подбора пневмоцилиндров. Расчет усилия пневмоцилиндра Статьи по Автоматизации технологических процессов производства от РусАвтоматизации
*?
*?
?
*
*
*?
?
*?
*?
*
*?

Проектная задача

*Подтвердите, что Вы не робот:

Методы подбора пневмоцилиндров. Расчет усилия пневмоцилиндра Статьи по Автоматизации технологических процессов производства от РусАвтоматизации

Заполните приведенные ниже поля, и наши специалисты позвонят Вам в удобное для Вас время.

Вы можете позвонить нам сами на номер 8-8000-80-35-80 (бесплатный звонок с мобильных и стационарных телефонов в Казахстане)

*
*
*
*
*
?
*
?
*?


Проектная
задача

*Подтвердите, что Вы не робот:

Внимание!
Данный сервис доступен только для заказчиков из стран, входящих в таможенный союз.

*
*
*
*
*
*
*
*Подтвердите, что Вы не робот:

*
?
?
?
?
?
?
?

Контактные данные

*
*
*
*
*
*
*
*Подтвердите, что Вы не робот:

Методы подбора пневмоцилиндров. Расчет усилия пневмоцилиндра Статьи по Автоматизации технологических процессов производства от РусАвтоматизации

Данные о редукторе

*?
?
?

Контактные данные

*
*
*
*
*?
?
*
*?
*Подтвердите, что Вы не робот:

Заполните приведенные ниже поля, и наши специалисты позвонят Вам в удобное для Вас время.

Вы можете позвонить нам сами на номер 8-8000-80-35-80 (бесплатный звонок с мобильных и стационарных телефонов в Казахстане)

*
*
*
*
*
?
*
?
*?



Транзакция

*Подтвердите, что Вы не робот:

Методы подбора пневмоцилиндров. Расчет усилия пневмоцилиндра Статьи по Автоматизации технологических процессов производства от РусАвтоматизации
*?
*?
?
*
*
*?
?
*?
*?
*
*?
*Подтвердите, что Вы не робот: