Синтез системы управления механизма машины-автомата по заданной тактограмме, схема управления на пневматических элементах, формулы включений. Синтез рычажного механизма по коэффициенту неравномерности движения, определение реакций в кинематических парах.
Аннотация к работе
Цикл работы содержит шесть тактов, в каждом совершается одностороннее движение одного механизма. Первое указание номера механизма в тактограмме означает, что в соответствующем такте происходит прямой ход механизма; вторичное указание номера - обратный ход. В первом такте имеет место прямой ход поршня М1, во втором-прямой ход поршня М3, в третьем - прямой ход поршня М2. На тактограмме показываются значения сигнала в начале каждого такта. В данной тактограмме совпадают наборы управляющих сигналов в начале третьего и четвертого тактов: и .Для составления формул включения заполняется таблица, в которой указываются значения управляющих сигналов: в одном столбце - для рабочего состояния данной функции, в другом - для запрещенных. Для машины-автомата данного типа к управляющим сигналам не относятся входные сигналы от того исполнительного органа или элемента памяти, для которого составляется формула включения. В рабочем наборе управляющих сигналов звездочкой отмечается тактирующий сигнал, в запрещенных состояниях тактирующий сигнал не выделяется. Так для функции значения управляющих сигналов для рабочего состояния () выписываем из такта 2. Так как функция в рабочем состоянии должна быть равна единице, то и все сомножители должны быть равны единице, поэтому сигналам с нулевым значениям соответствует инверсное значение аргумента: Упрощение исходной формулы состоит в том, что из исходной формулы исключаются части сигналов, ее образующих, кроме тактирующего.Построение схемы путевого управления на пневматических элементах начинаем со схематического изображения пневмоцилиндров, причем поршни всех трех механизмов показываем в крайних левых положениях, которые соответствуют исходным (нижним) положениям на тактограмме. Каждый из этих выключателей представляет собой двухпозиционный трехлинейный распределитель, условное изображение которого состоит из двух квадратов, соответствующих двум возможным положениям (позициям) его подвижной части и трех линий (трубопроводов). Первая линия соединена с источником сжатого воздуха (напорная линия), вторая с - атмосферой, третья линия дает сигнал в управляющее устройство. В нажатом положении у конечного выключателя атмосфера соединена с закрытым каналом, а сжатый воздух по открытому каналу поступает в управляющее устройство, т. е. дает сигнал (например, = 1). Первая линия соединена с левым рабочим объемом цилиндра, вторая - с правым рабочим объемом цилиндра, третья - с атмосферой и четвертая - с источником сжатого воздуха, Так как все поршни занимают крайние левые положения, то каждый распределитель показываем в такой позиции, при которой сжатый воздух поступает в правый рабочий объем цилиндра.Размеры звеньев рычажного механизма Частота вращения коленчатого вала и кулачка Моменты инерции звеньев Максимальное давление в цилиндре Левый Правый Всасывание Расширение Сжатие Выпуск Расширение Всасывание Выпуск СжатиеТак как в предложенном механизме значение сил и скоростей повторяются через один оборот то, следовательно, цикл работы соответствует 1 обороту.Определяем масштабный коэффициент длин по формуле В первом положении положение поршня наиболее удалено от точки О.Определяем масштабный коэффициент давлений на индикаторной диаграмме. Принимаем на диаграмме = =100 мм, тогда Строим индикаторную диаграмму для каждого поршня в соответствии с циклограммой двигателя и, учитывая, что цикл соответствует 1 обороту кривошипа. Следовательно для поршня В соответствуют такты “всасывание” и “сжатие”, для поршня D-“расширение” и ”выпуск”.На построенные диаграммы переносим точки, соответствующие 12 положениям кривошипа. Для этого, отрезок между осью абсцисс и соответствующей точкой на индикаторной кривой умножаем на масштабный коэффициент давлений Силы давления газа для 12 положений на каждый поршень определяем по формуле: Результаты вычислений заносим в таблицы.Для построения плана скоростей используем векторные равенства и свойства планов. Для построения плана скоростей произвольно выбираем полюс р и выбираем длину вектора ра, соответствующую скорости точки А. Тогда масштабный коэффициент планов скоростей равен: м/с*мм а)Проводим линию ра (из полюса р) по направлению скорости точки А (перпендикулярно ОА). Отмечаем точку а и изображаем вектор ра (от полюса р к точке а). б)Из точки р проводим линию параллельную ОВ, т.е. линию параллельную движению поршня. в) Через точку а проводим линию, перпендикулярную линии АВ до пересечения с линией проведенной в пункте б.Для каждого положения механизма приведенный момент инерции звеньев находится по формуле где-масса звена i;-момент инерции звена i относительно оси, проходящей через центр масс звена;-угловая скорость звена i;-скорость центра масс звена i. Конечная формула для вычисления приведенного момента инерции будет иметь вид: Вычислим приведенные моменты инерции для 12 положений механизма и результаты занесем в таблицу.Из уравнения мощности: Рассмотрим поршень В. При всасывании и сжатии вектор скорости поршня В направлен в противоположную сторону вектору силы дав
План
Содержание
1. Синтез системы управления механизмами машины - автомата по заданной тактограмме
1.1 Построение тактограммы
1.2 Проверка реализуемости тактограммы
1.3 Таблицу включений
1.4 Формулы включений
1.5 Схема управления на пневматических элементах
2. Динамический синтез рычажного механизма по коэффициенту неравномерности движения
2.1 Определение цикла работы механизма
2.2 Построение положений звеньев механизма для 12 положений кривошипа
2.3 Построение индикаторной диаграммы
2.4 Определение сил давления газа для 12 положений каждого из поршней
2.5 Построение планов скоростей для каждого из 12 положений механизма
2.6 Вычисление приведенного момента инерции механизма
2.7 Вычисление приведенного момента движущих сил
2.8 Построение диаграммы работ движущих сил
2.9 Построение диаграммы работ сил сопротивления
2.10 Построение диаграммы приведенного момента сил сопротивления
2.11 Построение диаграммы кинетической энергии
2.12 Построение диаграммы “энергия - масса»
2.13 Определение момента инерции маховика
3. Динамический анализ рычажного механизма
3.1 Построение планов скоростей и ускорений в заданном положении
3.2 Определение реакций в кинематических парах
3.3 Определение силового момента приложенного к начальному звену при силовом расчете
3.4 Определение уравновешивающего момента с помощью рычага Жуковского
3.5 Сравним полученные величины уравновешивающего момента, полученные разными способами
1. Синтез системы управления механизмами машины - автомата по заданной тактограмме