Главная Промышленность 0,9 0,3 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,1 0,2 0,3 0,4 X
Na 0,8 0,7 0,6 0,5 0,f 0,3 0,2 0,1 0,2 0,3 0,4 X
to0,2 0,4 0,7 ta*,0 Рис. 11.47. Графики для определения параметров устройства из условия обеспечения заданного времени движения и безударного останова при О21 = 0.5; штриховая линия - р = I, сплошная - р = 1,5 Рис. 11.48. Графики для определения параметров устройства из условия обеспечения заданного времени движения и безударного останова при Q21 - Г, штриховая линия - р = I; сплошная - р = 1,5 N используем для определения времени движения Тд по графикам на рис. 11.36- 11.43 и fl по формуле (11.26). На рис. 11.47-11.48 приведены графики для определения диаметра поршня по заданному времени его движения ts при условии обеспечения плавного останова в конце хода, Длина хода, масса подвижных частей, преодолеваемое усилие и начальный объем должны быть известны из исходных данных. Порядок определения следующий. По формуле [3] находим параметр По графику на рис. 11.47-11.48 для полученного значения и заданного 1о находим соответствующие им значения и Х- Полученную по формуле (11.68) величину Dl округляем до большей стандартной величины, чтобы время движения ие превышало заданного, а затем используем для вычисления уточненного значения X по формуле (11.24), а значение N, определяем по графикам на рис. 11.44 и используем для определения Tj по графикам на рис. 11.36- 1.43 и по формуле (11.26). Пример 6. Определить диаметр горизонтально расположе!1Ного цилиндра, включенного по схеме на рис. 11.35 и преодолевающего внешнюю силу = 1200 Н, из условия обеспечения режима автоторможения н обеспечения минимального времени движения поршня при эффективной площади линий f\ - f\ 26- Ю"" м. Заполняемый объем трубопроводов между распределителем и цилиндром Ii = т2 ~ 157.10"° м. Вес подвижных частей Pj = 1500 Н. Давление в магистрали = 0,5 МПа. Ход поршня 5 = 0,1 м. Коэффициент пропускной способности линий по (11.25) силу трения, по аналогии с предыдущим примером, принимаем рамой 390 Н, тогда результирующая всех сил Р = Р, -f Р, = 390 -1- 1200 == 1590 Hi задаемся величиной начального odъёмa полостей Vi что диаметр цилиндра близок к 0,1 м, тогда по (11. 28) % -% - l+тl . (45-f 157) 10-е ёо1-§о2- - 0,785.0,12.0,1 "" = 45- ffl« м», полагая. по формуле (11.67) и=245 1шахРм 245.261Q-6.5.10 1590 1500 1590-0,1 - = 6,15: 110 графику на рис. 11.46, б для Р = 1,5 go = 0,258 и V = 6,15 находим % = 0,192; диаметр поршня по (11.68) округляя полученное значение до ближайшего меньшего нз стандартного ряда, принимаем £>, = 0,125 м; уточняем значение безразмерной нагрузки по(11.24) х = - 15S0 5-10»-0,785-0,1252 = 0,259; для стандартных цилиндров с D, = 0,12j м Г, = 60. 10~ м, уточвеиное значение безразмерного начального объема , (60 4- 157)-Ю-» ,ni;-7. *° f.s 0,786-0,1252-0,1 по графику на рис. 11.44, г находим 0,6: эффективная площадь линии из (11.26) ,э ,э = aOl l=2 352 безразмерное время движения поршня по графикам на рнс. 11.39 = 2,5; действительное время по (11.34) ]/ p„s 0,6-0,1253 / 5-105-0,1 .6 2. К = 52- F -150Г- = -- ения поршня по графи (11.34) 1,03-10-3.0,ЬО,1252-2,5 19,2-10- = 0,21 с. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Герц Е. в. Пневматические приводы. Машиностроение, 1969. 359 с 2. Герц Е. в.. Вилков Б. П. Определение времени срабатывания дискретного Двустороннего пневмопривода. - В кн.; Механика машин. Вып. 43. М.: Наука, 1974. 494 с. 3. Герц Е. в., Крейнин Г. В. Расчет пневмоприводов. М.; Машиностроение, 1975. 272 с. 4. Пятидверный А. П., Лимонов Ю. Ш. К определению времени подготовительного периода работы пневматических устройств. - В ки. Пневматика и гидравлика. Вып. 6. М.: 1979. 153-159 с. 5. Элементы и устройства пневмоавтоматики высокого давления. Каталог. М. : 1978, 154 с. (НИИМАШ). глава 12 КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ СЖАТОГО ВОЗДУХА Кондиционирование сжатого воздуха включает комплекс мероприятий по очистке и осушке сжатого воздуха, внесению смазочных материалов для подачи их с потоком воздуха к трущимся поверхностям пневматических устройств, борьбе с шумом и загрязнением окружающей среды при выхлопе сжатого воздуха в атмосферу. 12.1. ОЧИСТКА СЖАТОГО ВОЗДУХА ДЛЯ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ Загрязнения сжатого воздуха и их воздействие на пневматические устройства и системы. Компонентами загрязнений сжатого воздуха являются вода и компрессорное масло в жидком и парообразном состоянии, твердые и газообразные загрязнения. Наибольшую часть загрязнений систем обычно составляют вода и компрессорное масло. Вода. Источником содержащейся в сжатом воздухе воды является водяной пар, всасываемый компрессором в систему вместе с воздухом. Иногда вода поступает в линию нагнетания из-за негерметичности промежуточных и концевых холодильников, а также из-за отсутствия заградительных козырьков на заборных устройствах всасывающей линии в дождливую погоду. Влагосодержание воздуха зависит от температуры и относительной влажности паровоздушной смеси. Для атмосферного воздуха эти параметры определяются климатическими условиями и временем года. Сжатие поступившего в компрессор воздуха сопровождается повышением температуры на 100-130 °С. В процессе сжатия содержание влаги в удельном объеме воздуха увеличивается пропорционально росту давления, по при этом вследствие повышения температуры его относительная влажность в значительной степени снижается. Так, при давлении в системе 0,7 МПа и относительной влажности всасываемого воздуха 80% сжатый воздух на выходе из компрессора имеет относительную влажность 6-10%. При движении по трубопроводам и другим элементам системы воздух охлаждается вследствие теплообмена с окружающей средой, происходит перенасыщение воздуха водяными парами и их конденсация. Максимально возможное влагосодержание воздуха, г/кг а„ = 622 Р - Рип где р - абсолютное давление сжатого воздуха; Рдп - парциальное давление (упругость) насыщенного водяного пара. Значения давления (упругости) насыщенного водяного пара приведены в Приложении 2. Относительная влажность ф (отношение действительного влагосодержания воздуха а к максимально возможному % при данных значениях температуры и Рис. 12.1. Зависимость влагосодержания воздуха, насыщенного парами воды, от температуры и абсолютного давления давления) выражается в долях единицы или в процентах и достигает максимального значения, равного единице (100%), когда а = а. Способность сжатого воздуха удерживать пары воды уменьшается с понижением температуры и с повышением давления. При этом его относительная влажность возрастает, а после достижения состояния насыщения (ф = 1) происходит конденсация избыточного количества паров и появление воды в жидком состоянии (конденсата). Температура, при которой это происходит, называется точкой росы /р. При более высокой температуре (и том же давлении) конденсация водяных паров не происходит. Поэтому точка росы сжатого воздуха часто указывается как мера содержания в нем водяных паров. На рис. 12.1 приведена зависимость влагосодержания насыщенного воздуха (ф = 1) от давления и температуры. Эту зависимость можно использовать для определения количества конденсата, выпадающего в системах при охлаждении сжатого воздуха. Масло. Источниками загрязнения сжатого воздуха маслом могут являться смазка компрессоров и пневматических устройств, масляные фильтры на линии всасывания компрессоров, пары и распыленное масло в окружающем воздухе. В сжатом воздухе масло обычно находится в парообразном и жидком состоянии. Предельная концентрация паров масла в воздухе, как и паров воды, уменьшается с понижением температуры и повышением давления. Маслосодержание воздуха, насыщенного парами масла, можно определить по формуле Он =ф Р-Ри где рнп - парциальное давлевие иасьпценного масляного тра;- коэффициент, зависящий от молекулярной формулы масел Ra Rm - газовая постоянная воздуха и паров масла: R = 287 Дж/(кг-К); Rm = Дж/(кг-К); Л1 - молярная масса химических соединений, из которых состоят пары масел. Для компрессорного масла М= 210400 кг/кмоль. На рис. 12.2 приведена экспериментальная зависимость давления насыщенных паров некоторых сортов масла от температуры. Штриховой линией нанесены кривые, полученные расчетом, сплошной линией - экспериментально [4]. Для вязких сортов компрессорного масла давление насыщенных паров приведено ориентировочно, так как экспериментальные данные отсутствуют. Вынос в линию нагнетания смазки компрессоров обычно является основной причиной загрязнения сжатого воздуха маслом.Количество масла, поступающего 1/2 12 Е. в. герц и др. 353 Рис. 12.2. Зависимость давления насыщенных паров минеральных масел от темпер«тЗ»ы (/ - компрессорного; 2 - машинного, 3 - нидустриальиого»50, 4 - иидустриальио*о-89) В линию нагнетания, можно определить, исходя из норм расхода смазки в поршневых компрессорах различных типов по ГОСТ 18985-79. В ротационных и винтовых маслозаполненных ко.мпрессорах вынос масла в линию нагнетания в 1,5-2 раза выше, чем в поршневых, и в среднем может быть принят: для компрессоров малой производительности 200-300 мг/м; средней и большой производительности 50-100 мг/м. В центробежных и мембранных компрессорах вынос масла в линию нагнетания практически отсутствует. Высокая температура в поршневом пространстве компрессоров и на начальном участке линии нагнетания (от 160 до 220 °С) приводит к парообразованию и, частично, термическому разложению масла. В результате этих процессов до 5- 6% масла окисляется и в виде нагара и лакообразной пленки осаждается на внутренних полостях компрессоров и трубопроводов, а легкие фракции в виде паров и мелкодисперсной фазы уносятся воздухом в систему. Твердые загрязнения. Концентрация, дисперсный состав и природа твердых загрязнений сжатого воздуха зависит от загрязненности воздушного бассейна в зоне всасывания ко.мпрессора, состояния, режимов эксплуатации и обслуживания трубопроводов и пневматических устройств. Основное количество твердых загрязнений вносится при передаче сжатого воздуха по трубопроводам и соединениям. Эти загрязнения на 95-98% состоят из ржавчины и окалины. При нарушении технологии изготовления и монтажа в трубопроводы попадают частицы уплотняющих материалов и промышленная пыль. Усредненная концентрация ржавчины и окалины в межцеховых трубопроводах может составлять до 25 мг/м воздуха, в цеховых - до 12,5 мг/м. При хорошем состоянии трубопроводов концентрация ржавчины и окалины обычно не превышает 2-4 мг/м, однако разовые концентрации загрязнений в момент начала подачи воздуха, прн сотрясениях и гидравлических ударах в трубопроводах могут быть значительно большими. Металлические частицы появляются в системах в результате износа поршневых колец компрессоров и подвижных деталей устройств, а стружка, притирочные составы и абразивы - при неправильной подготовке внутренних полостей пневматических устройств. Плотность твердых загрязнений воздуха составляет от 0,1 до 8 г/см. > Газообразные загрязнения. Основную часть газообразных загрязнений, попадающих в системы в.месте с атмосферным воздухом, составляют дымовые газы от сжигания топлива; газы, образующиеся при хи.мических процессах; пары кислот и щелочей; растворители и др. Наиболее часто в сжатом воздухе содержится сернистый газ SO2, который при соединении с конденсатом образует серную кислоту и Классы загрязненности сжатого Bosjgna
сернистый ангидрид, разрушающий наряду с другими растворами кислот, щелочей и озоном поверхности устройств и уплотнений. Классы загрязненности сжатого воздуха. СТ СЭВ 1704-79 по составу и содержанию посторонних примесей устанавливает 15 ьтассов загрязненности сжатого воздуха, предназначенного для питания пневматических устройств и систем, работающих при давлении до 2,5 МПа (табл. 12.1). Температура точки росы сжатого воздуха должна быть: для классов загрязненности О и 1 ниже минимальной температуры не менее чем на 10 °С, но не выше -10 °С; для классов 3, 5, 7, 9, 11 и 13 - ниже минимальной рабочей температуры не менее чем на 10 °С; для классов 2, 4, 6, 8, 10, 12 и 14 - не регламентируется. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 [ 24 ] 25 26 27 28 29 30 31 32 33 |