Uniwersytet Śląski

WYDZIAŁ INFORMATYKI I NAUKI O MATERIAŁACH

NAPĘDY MASZYN

ĆWICZENIE 2

STANOWISKO DO BADANIA SIŁOWNIKÓW PNEUMATYCZNYCH

Wykonał:

I. CEL ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia jest:

• wyznaczenie charakterystyki statycznej siłownika bez ustawnika pozycyjnego,

• wyznaczenie charakterystyki układu siłownik - ustawnik pozycyjny,

• pomiar czasu pełnego otwarcia siłownika z włączonym i wyłączonym pozycjonerem.

II. OBLICZENIA

1. Tabele pomiarowe

Tabela 1. Wyniki pomiarów sterowania siłownikiem (bez pozycjonera):

Ciśnienie sterowania		Położenie wskaźnika klapy			Średnia wartość położenia klapy yśrednia [° otw.]
Stacyjka [kPa]	wskaźnik [%]	y1 [° otw.]	y2 [° otw.]	y3 [° otw.]
20	0	10	11	11	11
28	10	19	19	19	19
36	20	27	26	27	27
44	30	34	34	34	34
52	40	41	41	41	41
60	50	47	48	48	48
68	60	54	54	54	54
76	70	60	61	60	60
84	80	66	66	66	66
92	90	73	73	73	73
100	100	78	78	78	78
92	90	78	78	78	78
84	80	77	77	76	77
76	70	69	69	69	69
68	60	62	62	62	62
60	50	54	54	54	54
52	40	47	47	47	47
44	30	40	40	40	40
36	20	33	33	33	33
28	10	25	25	25	25
20	0	17	18	17	17

Czas pełnego otwarcia klapy sterowanej siłownikiem bez pozycjonera:

t₁= (17,7+13,7+14,8)/3=15,4 [s]

Tabela 2. Wyniki pomiarów sterowania siłownikiem (z pozycjonerem):

Ciśnienie sterowania		Położenie wskaźnika klapy			Średnia wartość położenia klapy yśrednia [° otw.]
Stacyjka [kPa]	wskaźnik [%]	y1 [° otw.]	y2 [° otw.]	y3 [° otw.]
20	0	3	3	3	3
28	10	3	3	3	3
36	20	12	12	13	12
44	30	21	22	21	21
52	40	30	32	32	32
60	50	40	40	40	40
68	60	50	50	49	50
76	70	58	58	58	58
84	80	64	66	65	65
92	90	73	73	74	73
100	100	83	83	83	83
92	90	83	81	79	81
84	80	69	69	69	69
76	70	59	60	60	60
68	60	51	51	51	51
60	50	42	42	42	42
52	40	33	33	33	33
44	30	24	24	24	24
36	20	15	15	14	15
28	10	6	6	6	6
20	0	3	3	3	3

Czas pełnego otwarcia klapy sterowanej siłownikiem z pozycjonerem:

t₂= (6,6+7,0+6,5)/3=6,7 [s]

2. Porównanie czasów pełnego otwarcie klapy i przepustnicy:

Czas pełnego otwarcia klapy sterowanej siłownikiem bez pozycjonera jest dłuższy od czasu pełnego otwarcia klapy sterowanej siłownikiem z pozycjonerem.

3. Charakterystyki statyczne y_średnia = f(p_s), p_s - ciśnienie sterowania [Pa]

Siłownik z pozycjonerem		Siłownik bez pozycjonera
Yśr	Ciśnienie sterowania [kPa]	Yśr	Ciśnienie sterowania [kPa]
3	20	11	20
3	28	19	28
12	36	27	36
21	44	34	44
32	52	41	52
40	60	48	60
50	68	54	68
58	76	60	76
65	84	66	84
73	92	73	92
83	100	78	100
81	92	78	92
69	84	77	84
60	76	69	76
51	68	62	68
42	60	54	60
33	52	47	52
24	44	40	44
15	36	33	36
6	28	25	28
3	20	17	20

4. Obliczenie maksymalnej siły rozwijanej przez siłownik

F_max = (p_smax - p_smin) · S [N]

gdzie:

p_smax i p_smin - maksymalne i minimalne wartości sterowania [Pa].

S - powierzchnia czynna membrany - 458 cm².

F_max = (100 · 10³ - 20 · 10³) · 458 · 10^-4 = 36640 · 10^-1 = 3664 [N]

5. Obliczenie maksymalnej siły obciążenia siłownika na podstawie wzoru:

F_obc = 0,2 · F_max [N]

F_obc = 0,2 · 3664 = 732,8 [N]

III. WNIOSKI

Podczas ćwiczenia zostały wykonane pomiary średniej wartości położenia klapy dla określonego ciśnienia sterowania. Pomiary zostały wykonane dla siłownika z pozycjonerem i bez pozycjonera.

Z charakterystyk statycznych można zauważyć że wartości wzrastające i malejące dla ciśnienia sterowania podczas pomiaru były zbliżone do siebie w siłowniku z pozycjonerem. Natomiast dla siłownika bez pozycjonera widać trochę większe różnice wartości wzrastających i malejących wykonanych podczas pomiaru.

Maksymalna siła rozwijana przez siłownik wynosi F_max = 3664 N. Maksymalna siła obciążenia siłownika F_obc = 732,8 N.

Czas pełnego otwarcia klapy sterowanej siłownikiem bez pozycjonera jest dłuższy, wynosi 15,4 s od czasu pełnego otwarcia klapy sterowanej siłownikiem z pozycjonerem, który wynosi 6,7 s.

---