Учет влияния свойств сжатого газа на параметры математической модели золотникового пневмораспределителя

Учет влияния сжатого газа на пневмораспределитель — важная задача улучшения средств пневматики, решение которой вместе с достоверными математическими моделями исполнительных двигателей, построенных на основе силовых оболочковых элементов, позволяет использовать пневмопривод в замкнутых системах автоматического управления. В работе уточнена математическая модель электропневматического дроссельного распределителя золотникового типа с использованием теории газодинамики. Подход основан на учете особенностей течения газа через пневмораспределитель, а именно на влиянии специфики геометрии золотникового распределителя на поток газа. Особое внимание уделено воздействию потока газа на динамику золотника, а также на коэффициент расхода пневмораспределителя. Для проверки теоретических результатов проведено математическое моделирование течения газа в пакете ANSYS Fluent. Получены теоретические соотношения для определения параметров математической модели пневмораспределителя с учетом динамики сжатого газа, полностью подтверждающиеся результатами моделирования. Показано, что учет свойств сжатого газа вносит существенные поправки в значение коэффициента расхода пневмораспределителя.

Литература

[1] Пневмомускул. URL: http://www.festo.com/cat/ru_ru/products_010606 (дата обращения 13 октября 2014).

[2] Лошицкий П.А, Шароватов В.Т. Математическая модель силового оболочкового бесштокового пневмоцилиндра двустороннего действия. Мехатроника, автоматизация, управление, 2012, № 4, с. 24–30.

[3] Чернусь П.П. О перспективах применения исполнительных двигателей на силовых оболочковых элементах. Тр. VI Общерос. Молодеж. науч.-техн. конф. Молодежь. Техника. Космос. Санкт-Петербург, БГТУ «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова, 2014, с. 247–248.

[4] Попов Д.Н. Механика гидро- и пневмоприводов. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. 320 с.

[5] Арановский С.В., Фрейдович Л.Б., Никифорова Л.В., Лосенков А.А., Моделирование и идентификация динамики золотникового гидрораспределителя. Часть I: Моделирование. Известия вузов. Приборостроение, 2013, № 4, с. 52–56.

[6] Шароватов В.Т., Лошицкий П.А. Манипулятор. Пат. 117107 Российской Федерации, МПК B25J9/00, опубл. 20.06.2012, бюл. № 17.

[7] Шароватов В.Т., Лошицкий П.А. Блок рулевого привода. Пат. 118940 Российской Федерации, МПК B64С13/00, B64С13/36, опубл. 10.08.2012, бюл. № 22.

[8] Гамынин Н.С. Гидравлический привод систем управления. Москва, Машиностроение,1972. 376 с.

[9] Automation Technology Pneumatic and electrical components. URL:http://www.festo.com/net/SupportPortal/Files/339258/KeyProducts_2014_EN_low.pdf(дата обращения 13 октября 2014).

[10] Стернин Л.Е. Основы газовой динамики. Москва, Вузовская книга, 2012. 332 с.

[11] Фрик П.Г. Турбулентность: подходы и модели. Москва–Ижевск, Регулярная и хаотическая динамика, 2010. 332 с.

[12] Герц Е.В. Пневматические устройства и системы. Справочник. Москва, Машиностроение, 1981. 410 с.