В пневмогидравлических приводах давление, создаваемое сжатым воздухом, увеличивается благодаря использованию гидравлического усилителя. Полученное давление 
воздействует на поршень исполнительного гидропневмоцилиндра (прямой ход выполняется под действием масла, а обратный – сжатого воздуха). Давление находится из условия равновесия поршня пневмогидравлического усилителя
,
где 
давление сжатого воздуха в рабочей полости (3..4.105,Па);
коэффициент усиления усилителя (2…30);
коэффициент, учитывающий трение (0,8…0,9);
давление сжатого воздуха в выхлопной полости усилителя (1.105 Па);
диаметр поршня пневматической части усилителя (принимается из стандартного ряда: 120; 150;175; 200; 225; 250 мм);
диаметр поршня гидравлической части усилителя (принимается из стандартного ряда: 45; 50; 65; 75; 90 мм);
Тогда на выходе исполнительного гидропневмоцилиндра будет развиваться усилие
,
где 
коэффициент, учитывающий инерционные силы (1,1…1,3);
диаметр поршня гидропневмоцилиндра (принимается из стандартного ряда);
диаметр штока гидропневмоцилиндра (принимается из стандартного ряда: 10,12,16,20,25,32,40,50,63,80 мм);
технологическое усилие, которое должен развивать привод, Н.
Необходимый ход 
поршня усилителя при заданном ходе 
поршня гидропневмоцилиндра (ход необходимый для выполнения заданной работы) определяется из условия равенства объемов:
.
Длительность цикла работы пневмогидравлического привода можно определить по формуле:
,
где 
продолжительность срабатывания распределителя (3,2 с – при ручном управлении; 1,7 с – полуавтоматическом и 0,24 с – автоматическом управлении);
продолжительность распространения воздушного потока по трубопроводу (0,02…0,04 с);
- длительность перемещения поршня гидропневмоцилиндра, с;
диаметр входного отверстия, м;
коэффициент расхода жидкости (0,4…0,9);
плотность жидкости (800…1000 кг/м3);
длительность обратного хода, с.
Примерный расчет параметров конвейеров, пневматических, гидравлических, пневмогидравлических и электромагнитных приводов фиксаторов, механизмов скатывания тел вращения с наклонных накопителей, механизмов вращения (колесных пар, роликовых подшипников) и элеваторов
Для выполнения расчетов рекомендуется применять электронные таблицы Excel. С этой целью необходимо встроить лист Excel в программу Word: Вставка; Объект; Лист Excel.
Приближенные полуэмпирические формулы приведены в табл.7.
Таблица 7
| Механизм машины и его привод | Сила сопротивления  , Н;
Мощность электродвигателя  и привода  , кВт
| Длительность цикла работы механизма, с при управлении | Стоимость механизма с учетом вида управления, руб. | ||
| ручном | полуавтоматическом | автоматическом | |||
| 2.1. Тяговый (тележечный) конвейер с электроприводом | 1.  - сила сопротивления движению, Н;
 число перемещаемых изделий;  масса изделия, т (см. табл. 1, Тема №2);
2.- мощность двигателя, кВт:
 , кВт;
3.  - время движения, с;  скорость движения, м/с (0,08 для ручного; 0,15 – полуавтоматического и 0,25 – автоматического управления);
 размер предмета манипулирования вдоль конвейера, м;
 расстояние между предметами манипулирования (1-2 м);
4. Длительность цикла работы конвейера в зависимости от вида управления, с:
Ручное управление:  ;
Полуавтоматическое:  ;
Автоматическое:  .
5. Мощность привода конвейера:
 ;
 коэффициент коррекции;
Коэффициент коррекции  определяется в зависимости от средней звенности варианта машины (см. табл. 1, Тема №2):
для средней звенности  <4:
 ;
для средней звенности >=4:
 .
6. Стоимость конвейера в зависимости от вида управления:
 ;
 стоимость электропривода (см. формулу (2) темы №1);
 длина тяговой или технологической тележки, м ( )
| 3,24+ 
| 1,74+ 
| 0,24+ 
| 
|
| 2.2. Пластинчатый конвейер с электроприводом | 1.  - длина конвейера, м;
число перемещаемых изделий;
 размер предмета манипулирования вдоль конвейера, м;
 расстояние между изделиями (0,5-2 м);
 диаметр начальной окружности звездочки, м;
 шаг тяговой цепи, мм (80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 355; 400; 450);  число зубьев звездочек (6; 7; 8; 9; 10; 11; 12; 13);
2.  - сила сопротивления движению, Н;
 вес предмета манипулирования, Н (см. табл. 1, тема №2);
 130…210, Н/м2 –условный вес настила;
 ширина настила ( = 160; 200; 250; 320; 400; 500; 650; 800; 1000; 1200 мм) и длина конвейера;
 – коэффициент сопротивления движению: 0,3-0,4 при скольжении тяговой цепи по направляющим; 0,12-0,16 при перемещении тягового органа по роликам с подшипниками скольжения; 0,05-0,08 при перемещении тягового органа по роликам с подшипниками качения;
3.  – мощность двигателя, кВт;
скорость движения, м/с (0,08…0,125 для ручного; 0,16..0,4 – полуавтоматического и 0,5…1 – автоматического управления);
4. - время движения, с.;
5. Продолжительность цикла работы конвейера в зависимости от вида управления, с:
Ручное управление: ;
Полуавтоматическое: ;
Автоматическое: .
6. Мощность привода в зависимости от вида управления, кВт:
коэффициент коррекции;
Коэффициент коррекции определяется в зависимости от средней звенности варианта машины (см. табл. 1, Тема №2):
для средней звенности <4:
;
для средней звенности >=4:
.
7. Стоимость конвейера в зависимости от вида управления, руб.:
 , руб.;
стоимость электропривода (см. формулу (2) темы №1).
| 3,24+
| 1,74+
| 0,24+
| 
|
| 2.3. Роликовый конвейер с электроприводом |
1.  число роликов;
 длина предмета манипулирования вдоль конвейера, м (см. табл. 1, тема №2);
 число перемещаемых изделий;
 0,5-1 м – расстояние между изделиями;
 диаметр роликов (0,04; 0,057;0,073; 0,105; 0,155), м;
 шаг расстановки роликов (0,050; 0,060; 0,080;0,100; 0,125; 0,200; 0,250; 0,315; 0,400; 0,500; 0,630), м;
2.  длина конвейера, м;
3.  общее сопротивление движению, Н;
– коэффициент сопротивления движению: 0,3-0,4 при скольжении тяговой цепи по направляющим; 0,12-0,16 при перемещении тягового органа по роликам с подшипниками скольжения; 0,05-0,08 при перемещении тягового органа по роликам с подшипниками качения;
 вес ролика, Н (см. роликовые конвейеры тема №1);
вес изделия, Н (см. табл. 1, тема №2);
4.  , кВт – мощность электродвигателя;
скорость движения, м/с (0,08…0,125 для ручного; 0,16...0,40 – полуавтоматического и 0,5…1 – автоматического управления);
5. - время движения, с.;
6. Продолжительность цикла работы конвейера в зависимости от вида управления, с:
Ручное управление: ;
Полуавтоматическое: ;
Автоматическое: .
7. Мощность привода в зависимости от вида управления, кВт:
коэффициент коррекции;
Коэффициент коррекции определяется в зависимости от средней звенности варианта машины (см. табл. 1, Тема №2):
для средней звенности <4:
;
для средней звенности >=4:
.
8. Стоимость конвейера:
 , руб.,
стоимость электропривода (см. формулу (2) темы №1)
| 3,24+ 
| 1,74+
| 0,24+
| 
|
| 2.4. Шагающий конвейер (может иметь пневмопривод, электрогидравлический привод, пневмогидравлический привод, электропривод с передачей винт-гайка) | Шагающий конвейер включает привод подъема (предметов манипулирования, подвижной и неподвижной рам, роликов) и привод горизонтального перемещения подвижной рамы и предметов манипулирования. Поэтому технологическое усилие, приходящееся на один привод для вертикального движения составит, Н
1.  ;
 число одновременно перемещаемых изделий;
 число параллельно работающих приводов;
вес изделия, Н (см. табл. 1, тема №2);
2. Технологическое усилие для горизонтального перемещения изделий и подвижной рамы
 ;
 коэффициент трения качения (0,05…0,08);
3. Длина  конвейера, м
 .
длина предмета манипулирования вдоль конвейера, м (см. табл. 1, тема №2);
1-2 м – расстояние между изделиями;
4. Расчет параметров приводов производится по соответствующим алгоритмам;
5. Стоимость шагающего конвейера в зависимости от вида управления, руб.
 ,
 суммарная стоимость соответствующих типов привода, руб.;
 стоимость станины конвейера, руб.
| Расчет привода | Расчет привода | Расчет привода | 
|
| 2.5. Механизм вращения колесной пары с электроприводом | 1.  момент сопротивления, Нм;  вес колесной пары, Н;
 передаточное число редуктора (0,92…0,97);
 угол между вертикальной осью колесной пары и линией, связывающей ось колесной пары и ролика ( );
 – коэффициент трения качения;
 радиус колеса, м;
 радиус ролика  0,1…0,3 м;
2.  кВт – мощность электродвигателя;
 частота вращения двигателя (750…1500) об/мин.;
3.  - частота вращения колесной пары, об/мин;
4. Мощность привода в зависимости от вида управления, кВт:
коэффициент коррекции;
Коэффициент коррекции определяется в зависимости от средней звенности варианта машины (см. табл. 1, Тема №2):
для средней звенности <4:
;
для средней звенности >=4:
5. Стоимость механизма в зависимости от вида управления, руб.:
 ;
 стоимость электропривода, руб. (см. формулу (2)) темы №1.
| Время не учитывается | Время не учитывается | Время не учитывается | 
|
| 2.6. Фиксатор (зажим) с электромагнитным приводом |  ;  тяговое усилие электромагнита, Н
| 3,2 | 1,7 | 0,24 | (720… 1000)*P |
| 2.7.Фиксатор (зажим) с пневмоприводом |  кВт; D=0,1 м; S<=0,2 м; p=4.105 Па
| 5,6 | 2,2 | 0,7 | |
| 2.8.Фиксатор (зажим) с пневмогидравлическим приводом |  кВт; S- ход поршня, м
| 5,25+ 11,24 S | 1,85+ 11,24 S | 0,35+ 11,24 S | |
| 2.9. Механизм скатывания тел вращения с наклонной поверхности | длина перемещения тела от накопителя до зоны обработки, м;
Мощность зависит от вида привода (пневматический или электромагнитный для фиксаторов);  - продолжительность срабатывания соответствующего привода, с.
 стоимость механизма;
 стоимость соответствующего привода;
 стоимость ската, руб.;
 длина накопителя, м;
число предметов манипулирования на накопителе;
длина предмета манипулирования вдоль накопителя, м (см. табл. 1, тема №2)
| +2,06*
| +2,06*
| +2,06*
| 
|
| 2.10. Элеватор с электроприводом | 1.  сопротивление движению, Н;
число одновременно перемещаемых предметов манипулирования;
 вес предмета манипулирования, Н (см. табл. 1, тема №2);
 распределенный вес цепи и полок, Н/м;  длина элеватора, м;
 диаметр предмета манипулирования, м.;
диаметр начальной окружности звездочки, м;
шаг тяговой цепи, мм (80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 355; 400; 450); число зубьев звездочек (6; 7; 8; 9; 10; 11; 12; 13);
2.  мощность привода, кВт;
скорость подъема, м/с (0,1 - ручное управление, 0,2 - полуавтоматическое и 0,3 м/с – автоматическое управление);
3.  время движения, с;
 высота подъема, м;
4. Продолжительность цикла работы привода для соответствующего вида управления, с:
Ручное управление: ;
Полуавтоматическое: ;
Автоматическое: .
5. Стоимость элеватора, руб.:
 , руб.;  стоимость электропривода (см. формулу (2) темы №1).
| 3,24+
| 1,74+
| 0,24+
| 
|
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫИ ЗАДАЧИ ПО ТЕМЕ №4:
1. Определение параметров электроприводов подъемников дверей (кожухов): силы сопротивления; мощность приводов, длительность цикла, стоимость;
2. Определение параметров электроприводов тяговых и тележечных конвейеров: силы сопротивления; мощность приводов, длительность цикла, стоимость;
3. Определение параметров электроприводов винтовых передач: силы сопротивления; мощность приводов, длительность цикла, стоимость;
4. Определение параметров электроприводов пластинчатых конвейеров: силы сопротивления; мощность приводов, длительность цикла, стоимость;
5. Определение параметров электроприводов роликовых конвейеров: силы сопротивления; мощность приводов, длительность цикла, стоимость;
6. Определение параметров электроприводов поворотников и кантователей: силы сопротивления; мощность приводов, длительность цикла, стоимость;
7. Определение параметров электромагнитных приводов: силы сопротивления; мощность приводов, длительность цикла, стоимость;
8. Определение параметров пневмоприводов: силы сопротивления; мощность приводов, длительность цикла, стоимость;
9. Определение параметров гидроприводов: силы сопротивления; мощность приводов, длительность цикла, стоимость;
10. Определение параметров пневмогидравлических приводов: силы сопротивления; мощность приводов, длительность цикла, стоимость;
11. Определение параметров механизмов скатывания тел вращения: силы сопротивления; мощность приводов, длительность цикла, стоимость;
12. Определение параметров электроприводов элеваторов: силы сопротивления; мощность приводов, длительность цикла, стоимость;
13. Определите параметры пневмогидравлического привода (см. рис), если с его помощью поднимается колесная пара, а давление сжатого воздуха в системе равно 3.105 Па.
Рис. Схема пневмогидравлического привода: 1 – воздухораспределитель; 2 – пневмогидравлический усилитель; 3 – гидроцилиндр (исполнительный элемент)
14. Определите внутренний диаметр пневмоцилиндра 3 (см. рис.), если радиус вала 1 равен 
, технологическое усилие равно 
, плечо 
см., плечо 
60 см, давление сжатого воздуха равно 
. Определите ход поршня пневмоцилиндра, используя данные рис.
Рис. Конструктивная схема зажимного механизма: 1 – вал (обрабатываемая деталь); 2 – рычаг; 3 – пневмоцилиндр;
15. Определите параметры пневмоцилиндра зажимного устройства (см. рис.). Зажимной механизм закрепляет плоскую квадратную деталь при сверлении центрального отверстия диаметром 
20 мм. Крутящий момент от сил резания 
Нмм. Точка приложения зажимного усилия отстоит от центра детали на 100 мм. Плечо см., плечо 
см, жесткость пружины пневмоцилиндра 3600 Н/м, величина зазора между деталью и прижимом рычага – 100 мм, давление сжатого воздуха в магистрали – 4.105 Па.
Рис. Схема зажимного механизма с пневмоприводом: 1 – деталь; 2 – рычаг; 3 – пневмоцилиндр одностороннего действия; 4- вентиль с электромагнитным управлением.
Меню.doc
ТЕМА №5.doc