Решение: Расчет системы сортировки металлических штамповок (Вариант 2)

Лабораторно-практическая работа № 2 Расчет системы сортировки металлических штамповок Вариант № 2 Исходные данные: \( m = 1,2 \) кг \( D = 40 \) мм \( p = 5,0 \) бар \( L_1 = 180 \) мм \( L_2 = 220 \) мм \( t_{p1} = 0,04 \) с \( t_{p2} = 0,05 \) с \( v = 0,5 \) м/с Константы: \( \eta = 0,85 \) \( t_{пауза} = 0,5 \) с \( 1 \) бар \( = 10^5 \) Па Задание 1. Расчет параметров системы сортировки 1. Площадь поршня: \[ A = \frac{\pi \cdot D^2}{4 \cdot 10^6} = \frac{3,14 \cdot 40^2}{4 \cdot 10^6} = \frac{3,14 \cdot 1600}{4 \cdot 10^6} = 0,001256 \text{ м}^2 \] 2. Усилие цилиндра: \[ F = p \cdot 10^5 \cdot A \cdot \eta = 5,0 \cdot 10^5 \cdot 0,001256 \cdot 0,85 \approx 533,80 \text{ Н} \] 3. Время хода 1 (вперёд): \[ T_1 = \frac{L_1}{1000 \cdot v} + t_{p1} = \frac{180}{1000 \cdot 0,5} + 0,04 = \frac{180}{500} + 0,04 = 0,36 + 0,04 = 0,40 \text{ с} \] 4. Время хода 2 (назад): \[ T_2 = \frac{L_2}{1000 \cdot v} + t_{p2} = \frac{220}{1000 \cdot 0,5} + 0,05 = \frac{220}{500} + 0,05 = 0,44 + 0,05 = 0,49 \text{ с} \] 5. Общее время цикла: \[ T_{общ} = T_1 + T_2 + t_{пауза} = 0,40 + 0,49 + 0,5 = 1,39 \text{ с} \] 6. Производительность: \[ N = \frac{3600}{T_{общ}} = \frac{3600}{1,39} \approx 2589,93 \text{ цикл/час} \] Задание 2. Таблица результатов F, H: 533,80 A, мм²: 1256,00 T1, c: 0,40 T2, c: 0,49 Т_общ, с: 1,39 N, цикл/час: 2589,93 Контрольные вопросы: 1. Какие датчики используются для контроля положения штамповок? Для контроля положения металлических штамповок чаще всего используются индуктивные датчики. Принцип их действия основан на изменении параметров магнитного поля при внесении в него металлического объекта. Также могут применяться оптические датчики (фотодатчики), работающие на прерывание луча или отражение света от детали. 2. Какими способами можно увеличить производительность устройства без изменения габаритов пневмоцилиндра? Увеличить производительность можно следующими способами: - Повышение рабочего давления в системе (в допустимых пределах). - Увеличение скорости движения штока \( v \) за счет использования дросселей с большей пропускной способностью или установки клапанов быстрого выхлопа. - Сокращение времени технологической паузы \( t_{пауза} \). - Использование более быстродействующих распределителей с меньшим временем реакции \( t_p \). 3. Почему при расчёте времени цикла важно учитывать время реакции распределителя и других элементов управления? Время реакции \( t_p \) — это физическая задержка между подачей электрического сигнала на катушку электромагнита и началом движения воздуха в цилиндре. В высокопроизводительных системах, где время хода штока составляет доли секунды, эти задержки (0,03–0,07 с) составляют значительную часть общего времени цикла. Игнорирование этих данных приведет к ошибке в расчете реальной производительности оборудования.