Расчет и выбор пневмодвигателя.

В пневмоприводах роботов в основном используют поршневые и поворотные исполнительные механизмы. Это обусловлено их простотой и надежностью. Расчет пневмопривода делится на 2 типа: проектный(определяют диаметры поршня и штока, пропускную способность подводящих частей, расход воздуха по заданным нагрузке, давлению и др.) и проверочный(определяется время срабатывания и возможность торможения поршня по необходимому усилию).

Диаметр поршня определяется из условия создания и реализации необходимого усилия в приводе. Усилия страгивания поршня из положения покоя определяют зависимостью: ; Рм-давление в полости нагнетания, те минимальное давление в магистрали или на выходе редукционного клапана; Ратм- давление в полости опорожнения; А-площадь поршня; -сумма сил, действующих на поршень. С учетом размещения цилиндра и режима работы привода сумма сил определяется: ; где F1- сила трения в цилиндре, F2- величина необходимого усилия на выходе цилиндра(полез. нагрузка), F3- вес порщня и перемещаемых частей привода при вертикальном расположении цилиндра, F4=Cп*S, Сп-жесткость пружины, S-ход поршня. Диаметр зажимного цилиндра без возвратной пружины можно определить: D_цил=1, 13((F₁+F₂+F₃)/(0, 9р_м-р_атм))^1/2, где F₁-сила трения в цилиндре, F₂-нагрузка на штоке, F₃-вес поршня и частей, если цилиндр с возвратной пружиной, то к силам добавляется еще и сила натяжения пружины. Для создания запаса принято, что усилие зажима создается при 0, 9р_м, тогда D_цил=1, 13(F₂/(cр_м(1-к_тр)))^1/2, где c-безразмерный параметр нагрузки, к_тр-коэффициент трения. При вертикальном расположении цилиндра к усилию F₂ добавляется усилие F₃. Для транспортирующих цилиндров c=0, 4..0, 5. Пир c> 0, 5 возрастает время задержки срабатывания. При c=0, 1..0, 2 указывает на неэффективное использование цилиндра, но их можно использовать, когда необходимо получить максимальную скорость срабатывания. Ктр находят из таблицы. Большие Ктр применяются для малых диаметров цилиндра с небольшими нагрузками.

При значительных нагрузках на штоке или при нестандартной длине штока необходимо проверять его на устойчивость. Диаметры присоединительных отверстий выбирают в зависимости от скорости перемещения поршня, диаметра поршня и т.д. Для получения максимальной скорости перемещения принимают d_шт=0, 1D Расход воздуха для цилиндра одностороннего действия с бесштоковой рабочей полостью можно определить: Q=0, 785D_ц²р_мn_д/р_атм, где n_д-число двойных ходов; для цилиндра двустороннего действия: Q=0, 785·(D_ц²-d_шт²)·2·р_мn_д/р_атм. Точное опред-ие расхода воздуха для моторов различного типа выполнить сложно на практике. Для пневмомоторов на практике используют формулы приближения для каждого типа двигателей. Также примерный расчет при давлении 0, 6 МПа и работе двигателя на максимальной мощности можно определить по средней эксплуатационной мощности на 1 кВт.