Avtomatika va elektrotexnika

5-AMALIY ISH
MAVZU: PNEVMATIK SILFONLI IJRO MEXANIZMLARINI (SIM) STRUKTURAVIY SXEMASINI TUZISH. PNEVMATIK SILFONLI IJRO MEXANIZMLARINI KOMPYUTERDA MODELLASHTIRISH VA ULARNI UZATISH FUNKSIYALARINI VA DIFFERENSIAL TENGLAMALARINI KELTIRIB CHIQARISH.
Reja:
1. Pnevmatik silgfonli ijro mexanizmlarini strukturaviy sxemasini tuzish.
2. Pnevmatik silfonli ijro mexanizmlarini kompyuterda modellashtirish.
3. Pnevmatik silfonli ijro mexanizmlarining uzatish funksiyalarini va defferansial tenglamalarini keltirib chiqarish.

Silfon yupqa devorga ega qat-qat burmali, radius bo`ylab yo`nalgan silindrik trubkadan iborat (1-rasm).

1-rasm. To`liq metalli silfon.
O`q boyicha qo`yilgan bosim yoki kuch ta’sirida silfonning uzunligi o`zgaradi. Silfonlarning funksiyalari juda ham turli tuman. Ular o`q bo`yicha siljiydigan va burchak ostida joylashgan trubali o`tkazgichlarni elastik ulashga moslangan bo`lib, ular rostlanuvchi drossellardagi zichlagich yoki o`zgaruvchan sig`imning pnevmatik hajmi sifatida, shuningdek monometrik datchiklardagi ikkita muhitni chegaralash uchun qo`llaniladi.
Pnevmoavtomatikada silfonlar yuqori aniqlikda ishlovchi hisoblash qurilmalarini qurish uchun ishlatiladi, negaki silfonlar o`zining tavsifini yaxshi saqlaydi, ayniqsa o`sha arzimagan siljishlarda ham. Asbobsozlikda diametri 7 dan 150mmgacha va devorining qalinligi 0.08dan 0.3mmgacha bo`lgan silfonlar ishlatiladi.
Silfon qattiqligini oshirish zarurati bo`lganda u spiralsimon silindrik prujina bilan birga o`rnatiladi. Agar silfon elastikligi kam bo`lgan materialdan tayyorlangan bo`lsa, u holda silfon qattiqligidan bir necha marta katta bo`lgan prujina tanlanib, silfonning statik tavsifiga qandaydir ta’sir ko`rsatilishidan qutilish mumkin. Joyni tejash maqsadida prujina silfon ichiga o`rnatiladi. Devor qalinligini oshirish hisobiga silfon qattiqligini oshirish befoyda, negaki material burilganda va bukilganda uning tangligi ortadi.
Juda katta bosimlarda qachonki yupqa devorli silfon etarli bo`lmay qolsa, bitta qatlamga ega bo`lgan silfon bilan taqqoslaganda silfonning sezgirligini oshishiga va tangligini kamayishiga olib keladigan ko`p qatlamli silfonlar qo`llaniladi. Lekin, ko`p qatlamli silfonlarda qatlamlarning ishqalanishi tufayli gisterezis oshadi.
Asboblarni yasashda silfonlarni siqilishga ishlashi uchun ularni shunday o`rnatishga harakat qilinadiki, oqibatda ular cho`zilgandagiga qaraganda ikki martagacha katta bosimga bardosh berishi kerak. Agar silfonlar kuchni kompensatsiyalash prinsipida ishlovchi pnevmatik hisoblash qurilmalarida ishlatilmasa, u holda bosim silfon ichiga o’tadi, chunki bu vaziyatda silfonning siljishi kichik va o`qning to`g`ri chiziqli shakli turgunligining yo`qolishi mustasno bo`ladi.
Silfonning effektiv yuzasini hisoblash uchun ilmiy tajribaga mos keluvchi quyidagi empirik formula ishlatiladi:

bu yerda R_i va R_t lar silfonning mos holda ichki va tashqi radiuslari.

Silfonning p bosim ostida siljishi o`q bo`yicha bir nuqtaga yo`nalgan kuch ta`sirida silfonning ko`chishiga teng
N=F<sub>ES *</sub> p.
Agar silfondagi bosim ortsa silfonning tag qismi harakatlanib (2-rasm), tirgakka yetib boradi, u holda tirgakka ta’sir qilayotgan N kuch quyidagicha:
N=F<sub>ES*</sub>p­ – c<sub>1*</sub>h<sub>0</sub>= F<sub>ES</sub>(p - p<sub>0</sub>).
Bu yerda p – silfondagi bosim; c<sub>1</sub>- silfonning qattiqligi; h<sub>0</sub> – silfonning tirgakkacha yo`li; p₀ – silfon tag qismidagi tirgakkacha bo`lgan bosim.

2-rasm. Silfonni tirgakka ta’sir sxemasi.

Tirgak yo`qligida N=0 va bosimni hosil qilayotgan barcha kuch silfonning cho`zilishiga sarf bo`ladi. Bu holatda formula haqli ravishda quyidagiga teng bo`ladi:
F_ES*p= c_1*h_0.
Silfon va spiralsimon silindrik prujina birga ishlaganda silfonga prujina tomonidan ta’sir qiluvchi kuch quyidagi formula bilan hisoblanadi:
N=h_*c₂
bu erda c₂ – prujina qattiqligi.

1. 
   ichki prujina b) tashqi prujina
   

3-rasm. Silfon va spiralsimon silindrik prujina birgalikda ishlash sxemasi.
Ushbu kuch silfon paramertlari orqali ifodalanishi mumkin. Agar h=h₀ bo`lsa, u holda

Bosim va bo`ylama(o`q boylab yo`nalgan) kuchga bog`liq h ko`chishdan iborat bo`lgan silfonning statistik tavsifi katta ko`chishlar uchun ham chiziqli.

Membrananing effektik yuzasi F_Eva silfonning effektiv yuzasi orasidagi farqni qayd etish zarur. Agar qattiqlik tushunchasi kiritilsa, u holda silfonning effektiv yuzasi F_ES doimiy hisoblanadi. Bu statistik tavsifda chiziqli sohaga ega. Shuday qilib, membrananing effektiv yuzasi yig`indisi bosimga tashqi ishchi kuchni beradi, silfonning effektiv yuzasi yig`indisi esa bosimga tashqi ishchi kuchli hosil qilishga va silfonning cho`zilishiga ketadigan to`liq kuchni beradi.
Silfonning porsheni harakat maydoni deganda hajm orttirmasini uzunlikning o`zgarish qiymatiga bo`lishdan hosil bo`lgan taxminiy maydonni tushinamiz. Silfon uchun porshenli harakat maydoni qiymati effektiv yuza qiymatiga yaqin, bundan
∆V=F<sub>ES</sub> h.
bu erda h – silfon tag qismining ko`chishi; ∆V – hajm orttirmasi.
Materialining qalinligi δ bo`lgan payvandlangan silfon qattiqligi quyidagi formula bo`yicha hisoblanadi:

bu erda n – ishchi gofralar soni; Rt – silfonning tashqi radiusi; E – materialning elastiklik moduli. A koeffisienti quyidagi formuladan topiladi:

bu erda µ_П – Puasson koeffisienti; Ψ – silfonning o`lchamsiz parametri, yani

Choksiz silfonda devor qalinligi turli nuqtalarda turlicha bo`ladi. Ri radiusdagi ichki nuqtalarda devor qalinligi trubka-mahsulot qalinligi δ₀ ga teng.

4-rasm. Silfon devori qalinligining o`zgarishi.

Radius oshishi bilan qalinlik yo`qoladi. Silfon devori qalinligi radiusga bo`g`liq ravishda quyidagi formula bo`yicha hisoblanishi mumkin:

δ³ bilan birgalikda choksiz silfonlarni hisoblash uchun uning o`rtacha qiymati o`qdan turli masofalarda olingan bir nechta nuqtalardagi qalinliklar kublarining o`rta arifmetigiga teng. O`qdan Ri, (Ri+Rt)/2 va Rt(4-rasmdagi 1,2,3 nuqtalar mos) masofalarda turgan nuqtalar uchun bu qalinliklar quyidagicha

O`rtacha qiymat quyidagi ifodadan aniqlanadi

Sanoat silfonlari paspotrlarida qattiqligi ko`rsatilgan bo`ladi.

5-rasmda 145mm effektiv diametr va turli ishchi bosimlar uchun ishchi yo`lni oshirish bilan uning hajmini o`zgartirishdagi kuchni silfon bilan oshirishlarning bog`liqligi keltirilgan.


5-rasm. Silfonlar tavsifi.
Silfonning shartli belgilanishi 6-rasmda berilgan

6-rasm. Silfonning shartli belgilanishi