Proprietățile fizice ale gazului. Corpul de lucru al actuatoarelor pneumatice este gazul de lucru (aer comprimat, azot, etc.). Parametrii principali ai gazului de lucru, determinând starea acestuia, sunt: presiunea, volumul specific (densitatea) și temperatura termodinamică.
Comprimat p presiunea aerului în aplicarea generală principale unități de aer este de obicei mai mică de 1 MPa (10 kgf / cm2), dar cu surse de gaz de lucru de energie poate ajunge la 10 MPa (100 kgf / cm2) sau mai individual presiune acționare pneumatică.
Volumul specific de gaz este o cantitate fizică egală cu raportul dintre volumul de gaz și masa sa:
unde V este volumul gazului, m 3; M este masa gazului, kg.
Volumul specific este reciproc al densității ρ, (kg / m 3):
Temperatura termodinamică T este măsurată în Kelvin (K). Relația dintre temperatura măsurată pe o scară Celsius (о С) și temperatura termodinamică este determinată de egalitate
Pentru diferența de temperatură, mărimea lui Kelvin și gradul de Celsius sunt aceleași, adică T1 - T2 = = t1 - t2. În plus, rezultă din (14.3) că temperatura t poate fi negativă, iar temperatura absolută zero T = 0 corespunde la t = -273,15 ° C.
Condițiile normale ale stării gazului sunt caracterizate de următorii parametri:
temperatura T = 273,15 K;
Presiunea p = 1013 Pa (760 mm Hg).
Parametrii stării gazului (p; V; T) sunt în mod unic legați între ei prin ecuația de stare a gazului ideal Clapeyron-Mendeleyev
sau pentru o unitate de masă de gaz
unde R este constanta specifica a gazului J / (kg ∙ K).
Constanta specifică a gazului este lucrarea specifică de extindere a 1 kg de gaz atunci când este încălzită cu 1 K. Pentru aer, R = 287,1 J / (kg ∙ K).
Ecuațiile de stare fac posibilă calcularea parametrului al treilea necunoscut de la doi parametri de gaze cunoscute.
Pe lângă parametrii de stare menționați mai sus, gazul de lucru este, de asemenea, caracterizat prin căldura specifică c, J / kg ∙ K, vâscozitatea μ, Pa ∙ s și compresibilitatea β czh. Pa -1.
Capacitatea termică a sistemului este cantitatea de căldură necesară pentru a schimba temperatura cu 1 K
unde Q este cantitatea de căldură, J; T este temperatura, K.
Căldura specifică c, J / (kg ∙ K) este raportul dintre căldura specifică a sistemului și masa corporală
Capacitatea specifică de căldură depinde de natura procesului termodinamic. Distinge izobară cp căldura specifică - la presiune constantă și căldura specifică cv izocoră - la un anumit volum constant. La temperaturi de la 273 la 373 K (de la 0 la 100 ° C), capacitatea termică a aerului este cp aproape constant 3 = 1.01710 J / (kg ∙ K);
cv = 0,72710 3 J / (kg ∙ K).
Viscozitatea aerului în comparație cu vâscozitatea fluidelor de lucru folosite în acționările hidraulice este foarte mică. Astfel, de exemplu, viscozitatea dinamică a aerului la presiunea atmosferică și temperatura T = 293 K este egală cu μ = 18,5 μPa · s. Spre deosebire de picăturile de lichide, viscozitatea aerului crește odată cu creșterea temperaturii. Cu toate acestea, această dependență este nesemnificativă.
Aerul este caracterizat de o elasticitate considerabilă. Compresibilitatea unui gaz este înțeleasă ca o scădere a volumului său cu o presiune tot mai mare. Unitatea de compresibilitate volumetrică βsj - pascal în minus gradul I, i. E. Pa -1
unde V - volumul inițial, m 3;
ΔV - reducerea volumului; m 3;
Δp este creșterea presiunii gazului, Pa.
Cerințele tehnice pentru aerul destinat alimentării cu dispozitive pneumatice sunt determinate de GOST corespunzător. Pentru aerul comprimat sunt necesare cerințe tehnice ridicate pentru curățenie. GOST stabilește 15 clase de aer comprimat contaminat. Componentele poluării aerului comprimat pot fi împărțite în trei grupe:
apă și ulei de compresor în stare lichidă și gazoasă;
Domenii de aplicare a dispozitivelor de acționare pneumatice. Pmneumocilindre sunt utilizate pe scară largă în toate domeniile economiei: mașini-unelte, de turnătorie și industria forjare, imprimare și de industria de transport. Servomotoarele pneumatice sunt folosite în transportul și mecanisme de strângere, sistemele de frânare și sisteme de control de la distanță sunt utilizate pe scară largă în lucrările de asamblare, de exemplu, în scule pneumatice motorizate (chei, burghie), și mașini ciocănire. Desigur, elemente de acționare sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă în armată, de exemplu, acestea sunt utilizate în sistemele de frânare de aproape toate vehiculele în amplificatoare de direcție și sisteme centralizate de pompare a aerului sisteme pneumatice APCs anvelope de rulare, în sisteme (în principal suplimentar) aer de rulare camioane IWT diesel și altele.
Utilizarea la scară largă a dispozitivelor pneumatice de acționare este explicată prin avantajele acestora în comparație cu alte mijloace de automatizare. Principalele avantaje ale servomotoarelor pneumatice în comparație cu acționările hidraulice sunt:
viteze mari admise ale fluxurilor de aer comprimat (10 m / s și mai mult) în pneumoline datorită vâscozității scăzute a aerului;
pierderi relativ mici în pnemoset, astfel încât lungimea pneumolinelor să ajungă la sute de metri sau mai mult;
aerul comprimat nu formează amestecuri inflamabile și explozive, ceea ce face posibilă utilizarea servomotoarelor pneumatice în condiții cu cerințe sporite de siguranță împotriva incendiilor;
aerul comprimat nu poluează mediul, ceea ce face posibilă renunțarea la conductele de retur, ceea ce simplifică proiectarea sistemelor pneumatice și reduce masa totală a sistemului pneumatic.
Împreună cu calitățile pozitive ale dispozitivelor de acționare pneumatice au o serie de deficiențe care rezultă din natura mediului de lucru - aer:
servomotoarele pneumatice, spre deosebire de dispozitivele hidraulice, trebuie să aibă sisteme sau dispozitive de lubrifiere care asigură lubrifierea continuă a pieselor în mișcare ale motoarelor de aer;
datorită compresibilității ridicate a aerului, motoarele de aer nu asigură, fără mijloace suplimentare, neteditatea și precizia legăturilor de ieșire la sarcini variabile;
compresibilitatea aerului nu asigură fixarea directă a părților mobile ale dispozitivelor pneumatice în poziții specificate;
servomotoarele pneumatice au, de regulă, o eficiență mai scăzută în comparație cu acționările hidraulice datorate scurgeri de aer și dispozitive pneumatice sporite;
motoarele pneumatice cu dimensiuni egale cu motoarele hidraulice dezvoltă mai puțină putere, ceea ce se explică prin presiunea scăzută a aerului comprimat în acționările pneumatice.
În ciuda deficiențelor, elemente de acționare sunt utilizate cu succes în cazurile în care valoarea cea mai semnificativă obține beneficii lor. În prezent, am planificat următoarea tendință în dezvoltarea de unități și automate de inginerie a sistemelor de control, inclusiv în sectorul transporturilor: ca sisteme de alimentare folosesc hidraulice, ceva mai puțin - pneumatică, și sunt din ce în ce cu ajutorul pneumatic de comandă, în cazul în care performanța lor îndeplinește cerințele.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: