Герц Е.В. - Пневматические устройства и системы в машиностроении - 1981, страница 10

Максимальное значение хода пневмоцилиидров двустороннего действия рекомендуют ограничивать 8 † диаметрами поршня. Если требуется ход, значение которого превышает десять диаметров поршня, то необходимо рассчитать шток на Устойчивость, определяя по формуле Эйлера критическую силу, выводящую шток иэ устойч иваго положения Р п«Е)тш кр ( !)э ° Есле шток не соединен с нагрузкой, то он работает как стержень, жестко* закрепленный одним концом, и р = 2. Г1рн соединении штока с нагрузкой и перемен!енин нагрузки по направляющим допускаемая критическая сила возрастзет, так как в этом случае шток работает как стержень, закрепленный с двух сторон, для которого ц имеет меньшее значение и лежит в пределах 0,5 — 2 в зависимости от способа закрепления конца штока и вида направляющих ]!4]. Диаметр штока 77ш определяется условиями его прочности в наиболее опас.- ном сечении и возможным выходом его из устойчивого положения: 77ш =- 1 зт Р ]и] ' где Р— максимально возможное усилие на штоке; ]г, ] — допускаемое напряжение материала штока на разрйв.

Определив диаметр штока в наиболее опасном сечения, конструктивно выбирают способ крепления и посадочный диаметр под поршень. Искомый диаметр штока принимают несколько ббльшим посадочного диаметра, округляя его до ближайшего по ГОСТ 6540 — 68 значения. Диаметр присоединительных отверстий цилиндров определяется скоростью перемещения поршня, объемныч расходом, размером крышек и т.

п. Существуют рекомендации по выбору диаметра дя этих отверстий в зависимости от диаметра поршня 77; для максимальной скорости поршня 0,3 — 0,5 м)с принимают оп = = О,!77. Так как предельные скорости движения поршня на практике встречаются сравнительно редко, нет необходимости ва всех случаях устанавливать труба- проводы и соединения номинального размера. В некоторых случаях этот размер можно уменьшить, что даст экономию металла. Расход воздуха, приведенного к нормальным условиям, определяют по следующим формулам: для цилиндра одностороннего действия с бесштаковой рабочей полостью Г) = 0,7857!за — м ид,' Ра 2.2.

МЕМБРАННЫЕ ПНЕВМОДВИГАТЕЛИ Мембранные пвевмодвигатели применяют в зажимных, фиксирующих, переключающих, тормозных, прессующих устройствах станков, прессов, сварочных я других машин, в приводах арматуры с тяжелыыи условиями работы, обусловленными загрязненностью окружающей среды, низким качеством очистки сжатого воздуха от механических частиц и влаги. Г!реимущества мембранных цилиндров — малая трудоемкость при изготовлении, высокая герметичность рабочей полости, отсутствие необходимости в подаче распыленного масла и низкие эксплуатационные расходы; недостатки — малая величина хода, непостоянство усилия по ходу, относительно низкая долговечность мембран.

Мембранные двигатели применяют преимущественно одностороннего действия с пружинным возвратом и без него, реже двустороннего действия. Мембраны могут быть эластичные 1из резины, резинотканевых и синтетических материалов) и металлические (из специальных сортов стали, бронзы и латуни толщиной листа 0,2 — 1,5 мм), В пневмопрнводах станков, прессов и других машин применяют, как правило, эластичные мембраны, которые в зависимости от формы попе ечного сечения разделяют на плоские и фигурные. лоские мембраны'при работе на поверхности не имеют изгибов сечения, достигающих 180', а фигурные имеют, что дает им возможность сворачиваться при ходе штока с поверхности опорного диска на внутреннюю цилиндрическую поверхность камеры, при этом обеспечивается относительно больший ход с высокич механическим КПД.

Конструкции мембранных цилиндров с плоской и фигурной мембраной приведены на рис. 2.9. Диаметр мембраны (в месте заделки) определяют по следующим формулам: при толкающем усилии 77м = 1,95 и Р (1+])!+6'!] Рм при тянущем уснлнн для цилиндра двустороннего действия Я = 0,785 (277з — Вз ) з и пя, Ра где яд — числа двойных ходов. Заданный закон движения поршня пневмоцилиндра (например, плавное нарастание скорости, безударный останов в конце хода, равномерное или равно- ускоренное движение и т. п.), заданное быстродействие или минимальныеуазмеры цилиндра обеспечиваются вйбором диаметра поршня, проходных сечении напорной и выхлопной линий, начального объема полостей пневмоцилиндра и др. Методика выбора параметров цилиндров двустороннего действия для безударного останоза и высокой скорости перемещения поршня из условия обеспечения заданного или наибольшего быстродействия приведена в гл.

11 и в ра. боте ]6] Методика выбора параметров цилиндров одностороннего и двустороннего действия для обеспечения закона движения с плавным нарастанием скорости перемещения поршня до конца хода или для его движения с торможением в конце хода приведена в работах ]3, 5, 6, 13]. Методика выбора параметров различных пнезмоприводов с установившимся и неустановившимся движением поршня рассмотрена в работе 16]. Время срабатывания пневмоприводов с выбранными или задзнными параметрами рассчитывают по методике, приведенной в работях [3, 6) и гл.

1!. Методика расчета пневмоприводов с торможением 1со встроенными в крышки или установленными на трубопроводах тормозными устройствами) приведена в работах ]6, !2], а ударных пневмоцилиндров — в работах ]5, 13]. 42 где Р— заданная сила сопротивления на штоке; Є— избыточное магистральное давление; ]зш — диаметр штока 1Р и ]уш определяют так же, как для поршневых Рнс. З.З. Мембранные анеама двигатели одньстороннето деа стана с плоеная мембраной (а а двустороннего действия с фи гурион мембзааоя (Л! Гдблвнд 2. 4 й= Н-й,-яг, Мембранный двигатель Одностороннего действия Двустороннего Лействвв о, о, 2,7 5,0 7,0 5,0 2,4 2,1 б, мм [т, ), МП'.' а) внввмвдввгв- Рвг. 2,1Е.

СмЛьфоВМЫВ тах в 45 Мввсвмвльвый хвд штока дввгвтелвй с плесввмв мембранами цилиндров) [)1 0о10м коэффициент; 0о — диаметр опорного диска; 0м— диаметр мембраны в месте заделки. Коэффициент [)1 обычно принимают в пределах 0,6 — 0,8. При меньших зна-. чениях [)1 усилие, развиваемое мембранным цилиндром, более равномерно в пределах хода штока, но эффективная плошадь мембраны и развиваемое усилие на штоке уменыцаются.

Не рекомендуется выбирать 61> 0,8, так как это приводит к умеиьшеншо хода штока и увеличению нелинейности статической характеристики мембраны. Толщина плоских резиновых мембран без гофра [7] р,вм [! — 621) 6 = О,!75— ! ср) где [т,г) — допускаемое напряжение на срез. Для листовой резины с прочностью на разрыв 5 ЫПа прв использовании ее с одной тканевой прокладкой можно принимать значения [тс ] в зависимости от толщины резиновых мембран, приведенные ниже: Величину хода штока определягот в зависимости от допустимого прогиба плоской мембраны. Чрезмерное увеличение прогиба приводит к снижению усилия, снимаемого со штока вследствие потерь давления на растяжение, и снижению долговечности мембраны. В табл. 2.4 даны рекомендуемые значения максимального хода штока мембранных цилиндров с плоскими мембранами в зависимости от избыточного магистрального давления.

Для плоских штампованных мембран с гофром макснмалшюе значение прогиба рекомендуется принимать не более (0,20 — 0,25) 0„. Камеры с фигурными мембранами можно рассчитывать по формулам, приведенным для поршневых цилиндров со следующими дополнениями. Диаметр мембраны 0м = 0н+ 2 (5+ г). где 0н — активный диаметр мембраны; 5 — толщина мембраны; г — внутренний радиус переп1ба фигурной мембраны. Активный диаметр мембраны определяют по формулам для диаметра 0 поршневого цилиндра.

Толщина фигурных мембран с тканевой прослойкой из нейлона, дакрона, стекловолокна и других равных им по прочности материалов обычно равна 0,5 †! мм для давления до 1,0 ЫПа. Радиус г принимают 0,9 — 1 мм для мембран диаметром в месте заделки до 60мм н толщиной 0,45 мм; г = 1,5 †: 1,75 мм — для мембран диаметром заделки от 100 лгм и более и толщиной 0,55 — 1,0 мм. Диаметр опорного диска 0о = 0х — 2 (6+ г). Максимальное значение хода штока устройства с фигурными мембранами приближенно определяют в соответствии с активной частью высоты мембраны по формуле где Н вЂ” общая высота мецбраны; йз — часть высоты мембраны, находящаяся в заделке.

Уточненные методы расчета мембранных двигателей приведены в работах [3, 6). 2.3. СИЛЪФОННЫЕ ПНЕВМОДВИГАТЕЛИ На рис. 2.10, а и б представлены конструктивные схемы сильфопвых пневмодвигателей с внешним и внутренним подводом сжатого воздуха. В пневмодвигателях первого типа (см. Рис. 2. !О, а) сжатый воздух через входной канал А корпуса цилиндра 1 поступает в полость Б, вызывая осевое перемещение снльфона за счет сжатия его гофрированной части. В пневмодвигателях второго типа (см. рис.