Розширення області ефективного застосування пневмопривода

Abstract

Мета. Розширення сфери застосування пневмопривода при істотному збільшенні інерційних навантажень, в межах яких привод залишається працездатним, а також суттєве підвищення економічності пневмоприводів. Методи дослідження. Структурний синтез енергозберігаючого пневмопривода з гальмуванням робочого органа привода шляхом зміни структури комутаційних зв’язків. На підставі раніше побудованої математичної моделі пневмопривода і проведеного комп’ютерного моделювання перехідних процесів обрано схеми і алгоритми керування пневмоприводами, що забезпечують найкращі експлуатаційні характеристики. Проведено оцінку ефективності роботи пневмопривода на основі комплексного показника технічного рівня. Результати дослідження. Розроблено низку схем пневмоприводів з гальмуванням робочого органа за рахунок зміни структури комутаційних зв’язків, найбільшою мірою пристосованих для комп’ютерного керування. Проведено машинний експеримент, який дозволив зробити порівняльний аналіз перехідних процесів для різних схем пневмоприводів. В результаті моделювання вдалося визначити найефективнішу схему гальмування. Отримані нові способи та схеми гальмування здатні істотно розширити область експлуатації в бік більшіх інерційних навантажень, а також здійснити ефективніше використання працездатності стисненого повітря. Експериментально отримано перехідний процес у пневмоприводі з раціональною схемою гальмування робочого органа, який підтвердив результати комп’ютерного експерименту. Висновки. Розроблена схема пневмопривода і спосіб її керування забезпечує у всьому діапазоні конструктивних параметрів і умов функціонування плавне безударне спрацювання з рівносповільненим регульованим режимом гальмування, з більш високою швидкодією в порівнянні із традиційними схемами пневмоприводів, а також значно більш ефективне використання працездатності стисненого повітря.

Aim. Expanding the scope of the pneumatic drive with a significant increase in inertial loads, within which the drive remains operational, as well as a significant increase in the efficiency of pneumatic actuators. Methods of research. Structural synthesis of an energy-saving pneumatic drive with braking of the drive operating element by changing the structure of commutation links. Based on the previously constructed mathematical model of the pneumatic drive and computer simulation of transient processes, schemes and algorithms for controlling pneumatic drives that provide the best performance characteristics are selected. The efficiency of the pneumatic actuator is evaluated on the basis of a complex technical level indicator. Results of research. A number of pneumatic actuator schemes with braking of the working element have been developed due to a change in the structure of commutation links that are most suitable for computer control. A computer experiment was performed, which made it possible to make a comparative analysis of the transient processes for various schemes of pneumatic drives. As a result of the simulation, it was possible to determine the effective braking scheme. New methods and braking schemes have been obtained, which can significantly expand the field of operation in the direction of large inertial loads, and also make efficient use of the working capacity of compressed air. The transient process in the pneumatic drive with a rational braking scheme of the working member was experimentally obtained, which confirmed the results of the computer experiment. Conclusions.The developed scheme of the pneumatic drive and the method of its control provide for a smooth, unstressed operation with an equally slowed-down adjustable braking regime in the whole range of design parameters and operating conditions, with a faster response time than traditional pneumatic drive schemes, and much more efficient use of compressed air capacity.