Пневмопреобразователи давления

 

                                      

Рис. 6. Пневмогидроаккумуляторы 

 

Для изготовления мембран  обычно применяют вулканизированную  резину высокой плотности.

Реле давления предназначены для выдачи электрического командного сигнала при достижении в пневматической системе заданного давления (или разности давлений). Различают реле давления измерительного и дифференциального типов. Первое реагирует на избыточное давление (разность между изменяющимся давлением в системе н атмосферным), второе - на разность .между давлениями в двух частях пневматического системы (например, в штоковой и поршневой полостях пневмоцилиндра).

Контролируемое давление, или разность давлений, воспринимается чувствительным элементом (поршнем, мембраной, сильфоном, трубкой Бурдона). Настройка реле давления на заданное значение контролируемого параметра осуществляется изменением усилия нагрузочного элемента, обычно винтовой пружины. Когда контролируемый параметр достигнет заданного значения, перемещение чувствительного элемента достигнет значения, необходимого для замыкания или размыкания электрического контактного устройства.

Электрические контактные устройства могут быть прямого или мгновенного  действия. Контакты прямого действия при медленном нагружении чувствительного элемента подвергаются сильному дугообразованию, что приводит к их быстрому износу. Реле давления с контактами прямого действия применяют только как аварийные сигнальные устройства.

На рис. 7, а изображено реле давления измерительного типа с сильфонным чувствительным элементом и ртутным ко1гтактным устройством. Газ под давлением подводится к штуцеру 8. Если величина давления ниже заданной, колба 2 с ртутью занимает положение, при котором оба контакта 3 касаются ртути и замкнуты через нее (как показано на рисунке). При повышении давления толщина сильфона 6 перемещается вверх и, растягивая пружину 5, через систему рычагов поворачивает колбу с ртутью в направлении, противоположном ходу часовой стрелки. При достижении заданного давления колба наклоняется влево настолько, что контакты размыкаются (не касаются поверхности ртути). Настройка реле давления осуществляется изменением длины пружины 5 с помощью винта /. Стрелка 4 показывает на шкале давление настройки. Диапазон изменения рабочего давления 0-0,1 МПа.

Использование ртутного контактного устройства делает возможным  применение реле этой конструкции только в строго неизменном положении на стационарных машинах при отсутствии вибрации. Кроме того, ртутные контакты, как и все контакты прямого действия, не рекомендуется применять при пульсации давления газа, потому что их перемещение связано линейной зависимостью с перемещением чувствительного элемента. Ртутные контактны не обеспечивают при этом точности срабатывания из-за инерционности ртути, а контакты прямого действия, изготовленные из твердых металлов, быстро выходят из строя вследствие дугообразования.

 

Рис. 7. Реле давления

 

На рис. 7, б представлена конструктивная схема пневматического реле давления с мембранным чувствительным элементом и электрическим контактным устройством мгновенного действия. Газ под давлением подводится к присоединительному отверстию Б крышке 5. Усилие от действия давления на мембрану 4 снизу уравновешивается усилием пружины S. При определенном давлении, устанавливаемом с помощью регулировочного винта /, толкатель 2, воздействуя на штифт электрического микропереключателя, переключает его контакты.

На рис. 7, в изображено реле давления дифференциального типа с поршневым чувствительным элементом и с электрическим контактным устройством мгновенного действия, выпускаемое фирмой «Барксдейл вэлвз» (США) [4]. Реле давления реагирует на разность давлений в двух полостях, связанных с отверстиями Ли £. К отверстию Л подводится газ низкого давления, к отверстию £- высокого. При достижении заданной разности давлений поршень 6 сжимает пружину 5 и перемещается вверх, нажимая на штифт микропереключателя 4, связанного с пружинами / и 3, Разность давлений, при которой срабатывают электрические контакты, определяется положением микропереключателя, изменяемым с помощью винта 2.

Реле давления применяют для  контроля разности давления в диапазоне 0,035-1,0 МПа,

На базе этой конструкции фирма  выпускает реле давления измерительного типа (рис. 7, г), реагирующее на избыточное давление в пределах 0,1-2,1 МПа, отличающееся от предыдущего только устройством корпуса 7 и поршня 6 (см, рис. 3.7, в). Точность - в пределах 2%. Обе конструкции предназначены для работы на сжатом воздухе, газах, воде и масле.

Важным достоинством поршневого чувствительного элемента являются его демпфирующие свойства (вследствие трения в уплотнении), в  результате чего снижается реакция контактного устройства на пульсацию. В то же время, трение, создаваемое уплотнением поршня, приводит к увеличению зоны нечувствительности реле.

Реле давления измерительного типа применяют, как правило, для  выключения машины в случае падения  давления в воздушной сети ниже допустимого  уровня. Применять реле давления измерительного типа для обеспечения работы исполнительных механизмов в определенной последовательности не рекомендуется по следующей причине. Реле давления дает команду на начало хода второго цилиндра, реагируя на повышение давления в рабочей полости первого цилиндра, когда его поршень доходит до упора в конце хода. Для надежной работы схемы с реле давления измерительного типа необходимо, чтобы повышение давления происходило лишь в конце хода поршня. Однако в связи с тем, что давление в выхлопной полости снижается не мгновенно, требуется довольно высокое давление газа в рабочей полости, чтобы поршень стронулся с места; поэтому при небольшом запасе давления возможен ложный командный сигнал пуска второго цилиндра, отданный раньше, чем стронулся с места поршень первый. Если применить реле давления дифференциального типа, а в качестве сигнала о завершении хода поршня первого цилиндра использовать увеличение разности между давлением в рабочей и выхлопной полостях цилиндра, то вероятность появления ложного сигнала уменьшится, так как достаточная для переключения реле разность давления достигается лишь в конце хода поршня.

Реле давления, в которых отсутствует возможность регулирования величины давления, при котором происходит переключение электрического контактного устройства, принято называть пневмоэлектропреобразователями.

Конструктивно пневмоэлектропреобразователи аналогичны реле давления с настраиваемых  значением контролируемого давления, однако отсутствие устройства для регулирования  усилия нагрузочного элемента позволяет  значительно упростить конструкцию и уменьшить размер пневмоэлектропреобразователей.

Индикаторы  давления предназначены для визуального контроля наличия давления воздуха на различных участках пневматических систем. Принцип действия индикаторов давления заключается в преобразовании энергии сжатого воздуха в механическое перемещение индицирующего элемента (поршня, мембраны, жидкости и т. д.). По способу индикации давления индикаторы можно разделить на штоковые, типа ламп и табло.

У штоковых индикаторов типа B52-1I (рис. 8, а) признаком наличия давления является шток, выдвинутый из корпуса на 4-6 мм. Индикатор этого типа представляет собой миниатюрный пневмоцилиндр одностороннего действия с подпружиненным поршнем 2. Наличие эластичных уплотнений поршня требует относительно высокого уровня переключающего давления, что ограничивает область применения штоковых индикаторов.

Индикаторы типа ламп функционально аналогичны электрическим  сигнальным лампам и поэтому должны обеспечивать четкую индикацию наличия  и отсутствия давления в системах, размещенных в помещениях с нормальной освещенностью без использования подсветки. Для этой цели в них используют подвижные детали, окрашенные в цвета с высокой отражательной способностью, появляющиеся в поле зрения при наличии давления. Применяют конструкции индикаторов давления поршневого, мембранного и жидкостного типов.

На рис. 8, б приведена конструкция индикатора давления типа П-ИДС, индицирующий элемент которого выполнен в виде поршня / с окрашенным коническим углублением. Конфигурация линзы 2 и поршня обеспечивает четкую индикацию наличия и отсутствия давления в системах низкого давления. Для работы индикатора необходимо, чтобы его входы были подключены к двум взаимноинверсным выходам струйного элемента.

В индикаторе типа РУС-1 с мембранным приводом (рис. 8, в) при подаче газа под давлением мембранный узел / перемещается совместно с шайбой, имеющей фигурный вырез, и приводит во вращение винтовой шток 2, поворачивая на 90° окрашенный флажок 3.

В индикаторе типа ИП-1 (рис. 8, г) сжатый воздух, поступающий на вход, растягивает окрашенную в яркие цвета эластичную мембрану. Мембрана раздвигает секторные участки шторки 2, которые расходятся по окружности и ложатся на нижнюю часть стекла 3. Мембрана выкладывается по профилю стекла и изменяет его окраску. Цвет мембраны хорошо виден как с лицевой, так и с боковой стороны индикатора. При снятии управляющего сигнала мембрана под действием сил упругости возвращается в исходное положение, и шторки сходятся.

 

Рис. 8. Индикаторы давления

 

 

Индикатор типа ИПЗ-1 (рис. 3.8, д) обеспечивает сигнализацию в течение 2 ч наличия давления. Это достигается с помощью обратного клапана. При подаче и последующем снятии сигнала мембрана не возвращается в исходное положение, так как в индикаторе давление будет сохраняться до тех пор, пока нажатием на кнопку 2 камера не будет соединена с атмосферой.

В жидкостных индикаторах  используют свойство жидкости точно  повторять фигурные поверхности, что  дает хороший визуальный эффект.

На рис. 9, а приведена конструкция пневматического индикатора, в котором использована непрозрачная жидкость в качестве шторки, изолирующей индицирующий элемент от прозрачного экрана. При подаче воздуха под давлением мембрана перемещает поршень 4 и жидкость 3 вытесняется в кольцевую проточку 2. При соприкосновении поршня с прозрачным стеклом становится видимым индикационный знак на его торце.

Окрашенная жидкость может быть использована и в качестве индицирующего элемента. В индикаторе давления (рис. 9, б) в полости между мембраной жидкостю и стеклом 2 в выточке находится жидкость 3. При появлении пневматического сигнала мембрана вытесняет жидкость из выточки на поверхность линзы, в результате чего она окрашивается в цвет жидкости.

 

 

Рис. 9. Индикаторы давления ного типа

 

Аналогично электрической  сигнальной арматуре в пневматических индикаторах давления" используют красный и зеленый цвета, реже - желтый и голубой. В ряде случаев наносят знаки, цифры или надписи. Для удобства наблюдения и контроля наличия командных сигналов, поступающих в систему, применяют групповые индикаторы. Каждый индицирующий элемент в них пронумерован и соответствует определенной команде.

В пневмогидропреобразователе типа ПГП (рис. 10) камера низкого давления заполнена минеральным маслом до определенного уровня. В нижней части штока 7 встроен клапан 5. Камера высокого давления 4 через клапан 5 сообщена с камерой низкого давления, а через отводное отверстие - с рабочей полостью гидроцилиндра. Управление пневмогидропреобразователем производится с помощью кранового пневмораспределителя последовательного действия типа В71-33. При подаче сжатого воздуха в камеру происходит заполнение рабочей полости гидроцилиндра минеральным маслом под низким давлением. Затем после переключения пневмораспределителя 3 сжатый воздух подается в полость 8 пневмоцилиндра, что приводит к вытеснению рабочей жидкости из камеры высокого давления 4 и заготовка окончательно зажимается гидроцилиндром. Клапан 5 при этом отсекает камеру 4 от камеры .

Возврат поршня 2 в исходное положение и заполнение камер 41 рабочей  жидкостью происходят при подаче сжатого воздуха в полость 6 пневмоцилиндра.

 

Техническая характеристика пневмогидропреобразователя типа ПГП

 

Номинальное давление воздуха, МПа ........ 0,63

 

Номинальное давление рабочей жидкости, МПа;

 

при предварительном  зажиме ........... 0,63

 

при окончательном зажиме............. 1б

 

Объем рабочей полости  жидкости, см";

 

низкого давления ................. 1 ООО

 

высокого давления ................ 63

 

Коэффициент усиления ................ 2,5

 

90%-ный ресурс, цикл................. 250 000

 

90%-ная наработка до  первого отказа, цикл....... 50 ООО

 

Масса, кг, не более.................. 36

 

Поршневой пневмогидроаккумулятор типа АР (рис. 11) состоит из цилиндра 2, поршня 3 и крышек / и 4. Уплотнение поршня и крышек обеспечивается резиновыми кольцами. Заряжают аккумулятор через узел 5, отверстие Б которого предназначено для подключения к источнику нагнетания газа при зарядке, а отверстие А - для подключения манометра, контролирующего давление газа. Крепление крышек к корпусу выполнено с помощью разрезных колец и винтов.

Технические характеристики аккумуляторов типа АР приведены  ниже, а полезные объемы аккумуляторов различных типоразмеров в зависимости от изменения давления масла при отборе его из аккумулятора вгидросистему могут быть определены по графикам, приведенным на рис. 12 и 13 .

 

Рис. 3.10. Пневмогидропрсобразователь типа ПГП  Рис. 11. Поршневой пневмогидроаккумулятор типа АР

 

Из двух точек на оси абсцисс, соответствующих максимальному и минимальному давлениям жидкости рж в гидросистеме, проводят вертикальные прямые до пересечения с кривой выбранного давления рг зарядки газа, затем из точек пересечения проводят горизонтальные прямые до пересечения с ординатами объемов Уг и соответствующего типоразмера аккумулятора. Разность между двумя полученными значениями на оси ординат соответствует объему масла Уж, который будет подаваться гидроаккумулятором в гидросистему.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ  ОБОСНОВАНИЯ ВНЕДРЕНИЯ НОВОЙ  ТЕХНИКИ

 

Технико-экономические показатели, система измерителей, характеризующая материально-производственную базу предприятий (производственных объединений) и комплексное использование ресурсов. Технико-экономические показатели  применяются для планирования и анализа организации производства и труда, уровня техники, качества продукции, использования основных и оборотных фондов, трудовых ресурсов; являются основой при разработке техпромфинплана предприятия, установления прогрессивных технико-экономических норм и нормативов. Имеются технико-экономические показатели общие (единые) для всех предприятий и отраслей и специфические, отражающие особенности отдельных отраслей.               К общим показателям относятся коэффициенты энерговооружённости труда и электровооружённости труда, уровень механизации и специализации производства и др. Для анализа уровня механизации производства используются показатели: удельный вес рабочих, занятых механизированным трудом; доля механизированного труда в общих затратах труда; уровень механизации и автоматизации производственных процессов. Уровень специализации промышленного производства характеризуется: удельным весом специализированного производства или отрасли в общем выпуске данного вида продукции; степенью загрузки отрасли или предприятия изготовлением основной (профильной) продукции; количеством групп, видов и типов изделий (конструктивно и технологически однородных), выпускаемых предприятиями отрасли; долей продукции предприятий и цехов централизованного производства, специализированных на выпуске отдельных деталей, узлов и заготовок в общем объёме производства. Для более полной характеристики развития специализации производства дополнительно используются показатели организационного и технического уровня производства: серийность изготовляемой продукции, наличие автоматического, специального и специализированного оборудования в общем парке, доля стандартных и унифицированных деталей, узлов и др.     Перечень специфических отраслевых технико-экономические показатели, как правило, определяется в соответствующих отраслевых формах (разработках) и планах. Например, в электроэнергетике при определении расхода условного топлива на 1 квт×ч отпущенной электроэнергии и 1 Гкал теплоэнергии учитываются: увеличение доли высокоэкономичного оборудования на высоких и сверхвысоких параметрах пара в общем производстве электроэнергии на тепловых электростанциях; рост выработки электроэнергии на тепловом потреблении; повышение тепловой экономичности агрегатов; изменение доли мазута и газа в топливном балансе электростанций.          При внедрении новой техники на предприятиях влияет на технико-экономический уровень производства и выпускаемой продукции: доля продукции, технико-экономические показатели которой превосходят или соответствуют высшим достижениям отечественной и зарубежной науки и техники; степень механизации и автоматизации труда (ручной труд постепенно переходит на автоматизированный труд); абсолютное и относительное уменьшение численности работников; снижение себестоимости и рост производительности труда за счёт повышения технического уровня производства, качественные и структурные изменения выпускаемой продукции, производительность труда в натуральном выражении, объёмы производства продукции с применением важнейших эффективных технологических процессов и прогрессивного оборудования, сокращение рабочих мест, увеличение заработной платы, экономичное использование сырья и энергии.