Zad. 1: Wyznaczyć pętlę histerezy siłownika elektrycznego bez ustawnika oraz z ustawnikiem pozycyjnym.
Zad. 2: Wyznaczyć prędkość kątową i liniową siłownika pneumatycznego.
Cel ćwiczeń:
Celem pierwszego ćwiczenia było zapoznanie się z działaniem siłownika elektrycznego. Zmierzyliśmy i zapisaliśmy krańcowe położenia ramienia siłownika (kąt odchylenia) oraz czas przejścia z prawego do lewego położenia. Dla zwiększenia dokładności czasu obrotu ramienia pomiar czasy wykonaliśmy trzy razy. Pozwoliło nam to na wyznaczenie prędkości kątowej. Dodatkowo zmierzyliśmy długość ramienia siłownika, co jest przydatne dla obliczenia prędkości liniowej.
W drugim zadaniu mieliśmy zapoznać się z działaniem oraz budową siłownika pneumatycznego membranowego. Badaliśmy jego działanie bez ustawnika pozycyjnego oraz z ustawnikiem włączonym do układu. Naszym zadaniem było wyznaczenie pętli histerezy tego siłownika. Mogliśmy to zrealizować przez zbadanie położenie trzpienia pod różnym ciśnieniem podczas wysuwania (zwiększanie ciśnienia - 0-1,5 atm) i wsuwania (zmniejszanie ciśnienia - 1,5-0 atm).
Tabela Pomiarowa:
Tabela 1. Dot. 1 części zadania
Ustawnik |
Położenie wału |
% |
|
0 |
10 |
10 |
10,5 |
20 |
19 |
30 |
25 |
40 |
42 |
50 |
50 |
60 |
64 |
70 |
73 |
80 |
82 |
90 |
93 |
100 |
100 |
Czas całkowitego przejścia wału: t=37,7s
Tabela 2. 2 część zadania
P |
z nastawnikiem |
bez nastawnika |
||
atm |
mm |
mm |
||
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,1 |
0 |
0 |
0 |
0,08 |
0,2 |
0 |
0 |
0 |
0,28 |
0,3 |
0,4 |
0,4 |
0,24 |
1,84 |
0,4 |
2,2 |
2 |
2,04 |
3,92 |
0,5 |
4 |
3,64 |
3,72 |
7,8 |
0,6 |
5,8 |
5,2 |
5,84 |
10 |
0,7 |
7,4 |
6,92 |
7,44 |
13,12 |
0,8 |
9,2 |
8,68 |
9,4 |
15,4 |
0,9 |
11 |
10,28 |
11,48 |
17,52 |
1 |
12,48 |
12 |
13,4 |
20 |
1,1 |
14,24 |
13,64 |
15,32 |
21,6 |
1,2 |
15,88 |
15,32 |
17,2 |
22,4 |
1,3 |
17,48 |
16,92 |
18,96 |
22,4 |
1,4 |
19,12 |
18,72 |
20,72 |
22,4 |
1,5 |
20,72 |
20,72 |
22,4 |
22,4 |
Pomiary zostały przemnożone razy 4 zgodnie z instrukcją.
Wykresy:
Wykres 1. Do zadania 1
Wykres 2. Do zadanai 2
Wnioski:
Histereza powstała na skutek działających sił tarcia podczas przesuwania się trzpienia w siłowniku. Gdyby nie było sił tarcia położenie trzpienia dla danego ciśnienia byłoby zawsze takie same (niezależnie od tego, czy trzpień jest wsuwany czy wysuwany).
Siłownik użyty w pierwszej części doświadczeń załączał się dopiero przy ok. 10% nie wcześniej.
Dla tego samego ciśnienia trzpień w siłowniku pneumatycznym membranowym ma inne położenie przy wysuwaniu oraz przy wsuwaniu. Przy zwiększaniu ciśnienia tłok jest mniej wysunięty w porównaniu do teoretycznego układu (bez sił tarcia).
Na podstawie obserwacji pracy siłownika możemy stwierdzić, że zależnie od układu (z ustawnikiem pozycyjnym lub bez) charakter działania jest inny.
Położenia trzpienia znacznie szybciej stabilizują się dla układu z ustawnikiem pozycyjnym.
Dla pierwszego układu (bez ustawnika) są większe różnice położenia trzpienia dla danego ciśnienia. Gdy wykorzystujemy ustawnik pozycyjny różnice pomiędzy położeniem podczas wsuwania i wysuwania trzpienia są mniejsze.
3