Características transitórias do cilindro, características de velocidade do cilindro
Características transitórias do cilindro
Podemos usar o cilindro sem buffer de-haste dupla-de ação simples como exemplo para analisar o estado de movimento do cilindro, conforme mostrado na figura a seguir.
A válvula solenóide inverte a direção e a fonte de ar é preenchida na cavidade sem haste do cilindro através da porta A, fazendo com que a pressão P1 aumente. O gás na cavidade da haste é descarregado através da porta de exaustão da válvula reversora através da porta B e a pressão P2 cai. Quando a diferença de pressão entre o lado sem haste e o lado revestido do pistão ultrapassa a pressão mínima de operação do cilindro, o pistão começa a se mover. Assim que o pistão é iniciado, a força de atrito no pistão e em outras peças cai repentinamente de atrito estático para atrito dinâmico, fazendo com que o pistão balance levemente. Após a partida do pistão, a câmara sem haste fica em um estado inflado com volume aumentado, enquanto a câmara do rolamento-da haste fica em estado de exaustão com volume reduzido. Com as diferenças de fatores como o tamanho da carga externa e a impedância dos circuitos de carga e exaustão, os padrões de variação das pressões P1 e P2 em ambos os lados do pistão também são diferentes, o que leva a diferentes padrões de variação da velocidade de movimento do pistão e da força efetiva de saída do cilindro. A figura a seguir é um diagrama esquemático da curva característica transitória do cilindro. O tempo desde a energização da válvula solenóide até o início do movimento do pistão é o tempo de atraso. O tempo desde o momento em que a válvula solenóide é energizada até o momento em que o pistão atinge o final do curso é o tempo de chegada.
Como pode ser visto na figura acima, ao longo de todo o movimento do pistão, as pressões P1 e P2 nas câmaras de ambos os lados do pistão, bem como a velocidade de movimento U do pistão estão todas mudando. Isto ocorre porque embora a cavidade da haste tenha exaustão, seu volume está diminuindo, então a tendência descendente de p2 desacelera. Se a exaustão não for suave, p2 ainda poderá subir. Embora a cavidade sem haste esteja inflada, seu volume aumenta. Se o fornecimento de ar for insuficiente ou o pistão se mover muito rápido, a página p1 poderá cair. Devido à mudança na diferença de pressão nas câmaras em ambos os lados do pistão, isso afeta a força efetiva de saída e a variação da velocidade de movimento do pistão. Se a força de carga externa e a força de atrito forem instáveis, as mudanças na pressão entre as duas câmaras do cilindro e a velocidade de movimento do pistão serão mais complexas.
As características de velocidade do cilindro
A velocidade do pistão varia ao longo de todo o seu movimento. O valor máximo da velocidade é chamado de velocidade máxima e é denotado como um. Para cilindros que não sejam de amortecedor de gás, a velocidade máxima geralmente está no final do curso. A velocidade máxima do cilindro amortecedor de gás geralmente está na posição do curso antes de entrar no amortecedor.
Quando o cilindro não tem força de carga externa e se assume que o lado de exaustão do cilindro é de exaustão com velocidade sonora e a pressão da fonte de ar não é muito baixa, a velocidade calculada do cilindro é chamada de velocidade de referência teórica.
u0=1920*S/A
Entre eles, u0 é a velocidade de referência teórica
S representa a área da seção transversal-efetiva combinada do circuito de exaustão
A representa a área da seção-transversal efetiva do pistão no lado do escapamento.
A velocidade teórica está muito próxima da velocidade máxima do cilindro quando não há carga, portanto a velocidade máxima do cilindro quando não há carga é igual a u0. À medida que a carga aumenta, a velocidade máxima um do cilindro diminuirá.
A velocidade média v de um cilindro é o curso L do cilindro dividido pelo tempo de ação t do cilindro (geralmente calculado como o tempo de chegada). A velocidade de um cilindro geralmente referida é a velocidade média. Em cálculos aproximados, a velocidade máxima do cilindro é geralmente considerada 1,4 vezes a velocidade média.
A faixa de velocidade operacional dos cilindros padrão é principalmente de 50 a 500 mm/s. Quando a velocidade for inferior a 50 mm/s, devido ao aumento da resistência ao atrito do cilindro e à compressibilidade do gás, o movimento suave do pistão não pode ser garantido, e ocorrerá o fenômeno de movimento intermitente, denominado "rastejamento". Quando a velocidade ultrapassa 500 mm/s, a geração de calor friccional do anel de vedação do cilindro se intensifica, acelerando o desgaste das peças de vedação, causando vazamento de ar, encurtando a vida útil e também aumentando a força de impacto no final do curso, afetando a vida mecânica. Para garantir que o cilindro opere em baixas velocidades, é aconselhável usar um cilindro de amortecimento pneumático-hidráulico ou, através de um conversor pneumático-hidráulico, utilizar um cilindro pneumático-hidráulico combinado para controle de baixa-velocidade. Para operar em velocidades mais altas, é necessário aumentar o comprimento do cilindro, melhorar a precisão de processamento do cilindro, melhorar o material do anel de vedação para reduzir a resistência ao atrito e melhorar o desempenho do buffer, etc.
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