Герц Е.В. - Пневматические устройства и системы в машиностроении - 1981

ББК 32.965.2 П!! УДК 62.85 Чл. корр. АН СССР К. В. Ф р о л о а 1 ° Рецензент д.р техн, ваук О. Н. Трифонов П11 Пневматические устройства и системы в машиностроении: Справочник/Е. В. Герц, А. И. Кудрявцев, О. В. Ложкин и др. Под обгц. ред. Е. В. Герц — М.: Мапгиностроение, 1981. — 408 с., ил. В перл 2 р. 20 к. В спрезочннке приведены клзссификзцня, конструкции, основные техннческие данные пневматических устройств, изготовляемых отечественными предприятинми. Рессматрены типовые схемы пневматических систем упрзвлеиня стенкемн, прессзми. меннпуляторзми н другими мешияеми, з также способы и схемы очистки сжетога воздуха и смезкн пнезмзтических устройств. Приведены методм динемических расчетов и проектнровзин» пневматических приводов э устройств, для инженерно-технических работников, зянимзющихся праектнравзнием и эксплуатацией пневметических приводов и систем упревления.

30102-021 ББК 32.985. 2 П 21-81. 2404000000 8П5.7 СОл Издательство емашииостроеииез, 1981 г С ростом темпа технического прогресса все большее внимание уделяется проблеме энергетики. Поэтому создание новых видов высоко экономичных машин имеет особое значение. В этой свпзн выбор оптимальных по энергозатратач типов при" водов требует точных аналитических исследований н количественных оценок. Прн проектировании и расчете приводов и систем управления справочные материалы помогают инженерам правильно выбрать структурные схемы н конструкции приводов н элелгентов систем управления, а также их рациональные параметры из условий энергоемкости и обеспечения заданного быстродействия. В справочнике приведено большое число конструкций пневматических устройств различных типов, выпускаемых нашей промышленностью, даны сведения о рациональных областях их применения, а также показаны в виде примеров некоторые типы приводов зарубежных фирм.

Предложены методы динамического расчета времени рабочего цикла различных пневматических устройсгв и выбора нх параметров па сводным графикам и справочным материалам, полученным с помощью ЭПВМ. Графики представлены в безразмерных параметрах, что позволяет охватить широкий диапазов используемых па практике устройств. Для случаев, когда параметры проектируемого привода выходят за рамки парамегров указанвых графиков, в справочнике приведены расчетные уравнения, по которым инженер сможет составить программу расчета иа ЭЦВМ для решения конкретно поставленной задачи.

В справочнике изложены современные методы проектирования систем управления, разработанные на основе общих методов кибернетики, применительно к хлассу пневматических устройств с учегом особенностей последних. Описаны схемы и элементы пневмоавтоматики, изготовляемые в нашей стране и за рубеэком. ВВЕДЕНИЕ Пневматические системы управления (ПСУ) наряду с электрическими и гидравли- ческими системами являются одним из наиболее эффективных средств автомати- зации и механизации производственных процессов.

Достаточно сказать, что в наиболее развитых хапиталистических странах около 30эДа всех автоматизиро- ванных процессов оснащено ПСУ. Оснащение ПСУ машин и оборудования составляет (от общего вып>ска): упаковочных машин до 90ага; сварочных н литейных машин до 70аге; автоматиче- ских манипуляторов до 50аУа; кузнечно-прессовых машин более 40%; угледобы- вающих машин более 30эгэ; прачечного оборудования до 40ага; текстильных и обувных машин, деревообрабатывающего и пищевого оборудования 20ага (42[. Преимущества ПСУ особенно проявляются при механизации и автоматизации следующих наиболее массовых операций: зажима деталей, их фиксации, канто- вании, сборке, контроле линейных размеров, трапспортироваяии, упаковке н других, что позволяет исключить или свести до минимума участие человека в тяжелых н монотонных работах, при этом производительность труда на этих операциях возрастает в 1,5 — 4 раза.

Широкому внедрению ПСУ в машиностроение способствуют их положитель- ные качества: относительная простота конструкции н эксплуатационного обслу- живания, а следовательно, низкаи стоимость и быстрая окупаемость затрат; надежность работы в широком диапазоне температуры, высокой влажности и за- пыленности окружающей среды; пожаро- и взрывобезопасностгб большой срок службы, достигающий 10 000 — 20 000 ч (10 — 50 млн циклов); высокая скорость перемещения выходного звена пневматических исполнительных устройств (ли- нейного до 15 м/с, вращательного до 100 000 об)мин); легкость получения и отно- сительная простота передачи энергоносителя (сжатого воздуха), возможность снабжения им большого количества потребителей от одного исто шика; отсут- ствие необходимости в защитных устройствах при перегрузке (пневмодвигатели могут быть заторможены до полной остановки без опасности повреждения и могут оставаться под нагрузкой практически без потребления энергии), К основным недостаткам ПСУ следует отнести сравнительно малую скорость передачи сигвала на значительные расстояния, сложность обеспечения плавного перемещения рабочих органов пневматических исполнительных устройств прн колебаниях нагрузки н относительно высокую стоимость энергоносителя (сжа- того воздуха).

Однако для большинства автоматнзнруемых объектов в машино- строении параметры ПСУ приемлемы, кроме того, указанные недостатки могут быть частично или полностью устранены путем применения иомбинированных пневмоэлектрнческих или пневмогидравлических систем управления. В отечественном машиностроении используются системы, реализованные на пневматической технике трех уровней давления: высокого 0,2 — 1,6 МЛа, среднего 0,1 — 0,25 МПа и низкого 0,001 — 0,01 МПа, Характерной чертой развития ПСУ в современном ман|нностроенин является использование пневматических устройств не только в силовых приводах, но 4 н в системах управления для программирования, контроля н управления рабочимн процессами в автоматических линиях, манипуляторах и других машинах. Поэтому важно, чтобы широкий круг работников, занимающихся проектированием н эксплуатацией автоматических систем, имел четксе представление о выпускаемом отечественными предприятиями пневмооборудовании и о методах расчета и проектирования его основных элементов.

Вместе с тем, несмотря на то что публикуется большое число статей и монографий, посвященных описанию отдельных пневматических устройств, их применению н расчету (1 — 4, 13, 20, 23, 27, 32 — 42[, почти полностью отсутствуют справочники, необходимые конструктору в его работе. Цель настоящей работы — ознакомить инженернотехнических н научных работников, занимающихся вопросами автоматизации в машиностроении, с пневматическими устройствами н приводами, с нх возможностями решать задачи автоматизации производственных процессов. Авторы стремились снабдить инженеров-конструкторов практическими даннымн по выбору и эксплуатации схем н конструкций пневматических устройств, их расчету и проектированию, т.

е. такими материалами, которые они могли бы использовать непосредственна в повседневной работе. Поэтоыу из всего многообразия разработанных и опубликованных методов расчета пневмоприводов [2, 10, 12, 21, 30, 31, 40( были выбраны такие, результаты которых оформлены в виде различного рода справочных материалов, графиков и номограмм.

Однако и в этом случае при описании методов расчета авторы старались избежать повторения уже опубликованных данных. Так в гл. !1 помещены новые расчеты, графики, таблицы и другие материалы, а на опубликованные работы со справочнымн материалами даны ссылки [6, 9(. Этим обстоятельством объясняется нехоторая неравномерность распределения материала между описаниями методов расчета различных пневматичешшх устройств: новые сведения изложены в большем объеме, чем уже известные. Приведено много расчетных графиков времени срабатывания пневматических устройств с пневмовозвратом, которые ранее совсем не рассматривались. Вместе с тем ие описаны методы расчета пвевмопрнводов н линий нх связи, рассмотренные в работах (7, 11, 15, 16( с учетом протекающих в них волновых процессов, т.

е. как системы с распределенными параметрами. Это объясняется тем, что указанные методы, в результате использования которых разработан пакет программ расчета на ЭЦВМ, пока еще сложно применить в повседневной работе обычного КБ В справочнике не изложены методы расчета высокоскоростных ударных пневмоприводов (5, 8, 22, 35, 39[ и приводов вращательного движения (18, 19, 28[, что объясняется отсутствием в указанных работах справочных материалов, охватывающих широкий диапазон параметров применяемых устройств, Вопросами теории и расче~а дискретных пиевмоприводов и систем управления занимаются сотрудники Института машиноведения им.