已知條件:
負載 $W=100~kgf$,摩擦係數 $\mu =0.15$水平方向驅動,氣壓缸 $\phi~32\times 12\times 300$,操作壓力 $P_1=5~kg/cm^2$,單一行程移動時間 $1~sec$。
解:
因氣壓缸以水平方向驅動負載,其最大所需空氣流量是在氣壓缸前進行程發生。
$Q_{max}=A\cdot V\cdot e=\dfrac{1}{4}\pi \times3.2^2\times \dfrac{30}{1} \times \dfrac{5+1.033}{1.033} \times 60 \times 10^{-3}$
$=\underline{84.5~(~L/min[ANR]~)}$
因氣壓缸以水平方向驅動負載,前進與後退之電磁閥二次側壓力($P_2$)不相同,分別為:
前進行程 $P_2=\dfrac{\mu\times W}{A_1}=\dfrac{0.15\times 100}{\dfrac{1}{4}\pi\times 3.2^2}=1.87~(~kgf/cm^2~)$
後退行程 $P_2=\dfrac{\mu\times W}{A_2}=\dfrac{0.15\times 100}{\dfrac{1}{4}\pi\times (3.2^2-1.2^2)}=2.17~(~kgf/cm^2~)$
選用後退行程壓力較高的 $P_2=2.17~(~kgf/cm^2~)$
電磁閥一次側與二次側之絕對壓力比 $\dfrac{P_1}{P_2}=\dfrac{5+1.033}{2.17+1.033}=1.883$
電磁閥有效斷面積S為通過電磁閥流量($Q_{sol}$)依試題說明,需預估氣壓缸最大用氣量的兩倍($Q_{sol}=2×Q_{max}$)因為前一項的比值 $1.883 < 1.893$ 為亞音速流動,代入以下公式:
$Q_{SOL}=22.6\times S\times \sqrt{(P_1-P_2)\times (P_2+1.033)}$
$S=\dfrac{n\times Q_{max}}{22.6\times \sqrt{(P_1-P_2)\times (P_2+1.033)}}$
$=\dfrac{2\times 84.5}{22.6\times \sqrt{(5-2.17)\times (2.17+1.033)}}=\underline{2.53~mm^2}$
依據前項數據,宜選用 $\underline3$ 號電磁閥。
經查 $3$ 號電磁閥在 $P_1=5~kg/cm^2$、$P_2=2.17~kg/cm^2$ 時,通過流量($Q$)約為 $246~L/min[ANR]>(2×Q_{max})~169~L/min[ANR]$ 可滿足需求。
另外 $S=2.48~mm^2$ 因只比 $2$ 號電磁閥大一點,可否就選擇 $2$ 號電磁閥,查其在 $P_1=5~kg/cm^2$、$P_2=2.17~kg/cm^2$ 時,通過流量($Q$)約為 $164~L/min[ANR]$ 比 $(2×Q_{max})~167~L/min[ANR]$ 還小,若供給壓力($P_1$)不足 $5~kg/cm^2$ 時易影響速度,盡量避免使用。
已知條件:
負載 $W=30~kgf$,以垂直立置方向驅動,氣壓缸 $\phi~40\times 16\times 400$,操作壓力 $P_1=6~kg/cm^2$,單一行程移動時間 $1.2~sec$。
解:
因氣壓缸以垂直立置方向驅動負載,其最大所需空氣流量是在氣壓缸前進行程發生。
$Q_{max}=A\cdot V\cdot e=\dfrac{1}{4}\pi \times4^2\times \dfrac{40}{1.2} \times \dfrac{6+1.033}{1.033} \times 60 \times 10^{-3}$
$=\underline{171~(~L/min[ANR]~)}$
因氣壓缸以垂直立置方向驅動負載,前進行程之電磁閥二次側壓力($P_2$)為:
前進(向上)行程 $P_2=\dfrac{W}{A_1}=\dfrac{30}{\dfrac{1}{4}\pi\times 4^2}=2.39~(~kgf/cm^2~)$
電磁閥一次側與二次側之絕對壓力比 $\dfrac{P_1}{P_2}=\dfrac{6+1.033}{2.39+1.033}=2.06$
電磁閥有效斷面積S為通過電磁閥流量($Q_{sol}$)依試題說明,需預估氣壓缸最大用氣量的兩倍($Q_{sol}=2×Q_{max}$)因為前一項的比值 $2.39 > 1.893$ 為音速流動,代入以下公式:
$Q_{SOL}=11.1\times S\times (P_1+1.033)$
$S=\dfrac{2\times Q_{max}}{11.1\times (P_1+1.033)}=\dfrac{2\times 171}{11.1\times (6+1.033)}=\underline{4.3~(~mm^2~)}$
依據前項數據,宜選用 $\underline4$ 號電磁閥。
經查 $4$ 號電磁閥在 $P_1=6~kg/cm^2$、$P_2=2.06~kg/cm^2$ 時,通過流量($Q$)約為 $384~L/min[ANR]>(2×Q_{max})~324~ L/min[ANR]$ 可滿足需求。
已知條件:
負載 $W=10~kgf$,以垂直倒置方向驅動,氣壓缸 $\phi~25\times 10\times 200$,操作壓力 $P_1=7~kg/cm^2$,單一行程移動時間 $0.8~sec$。