Герц Е.В. Крейнин Г.В. - Расчет пневмопривода, страница 2

Диаметр цилиндра колеблется от 0,01 и до 0,30 м, ход поршня от нескольких миллиметров до 2— 3 и и более при самых разнообразных конструктивных исполнениях креплений корпуса и штока. Ср: "лужбы пь;ьмоцилнндров доведен до 5 — 10 млн. ходов. Выпускаются также пневмоцилиндры ударного действия, вращательного движения, телескопические позиционеры и т. д, Давление питания в исполнительных пневмоустройствах обычно равно давлению сжатого воздуха в заводской сети (4 — 10 кгс/см'), однако в некоторых случаях (например, в самолетостроении и в специальных отраслях) оно доходит до 60 †1 кгс/см'. Наряду с силовыми пневмоустройствами в промышленности все чаще используют устройства пневмоавтоматики. Они применяются прежде всего в машинах, в состав которых входят только силовые пневмоустройства, чтобы избежать применения энергии разных видов. Для питания пневмосистем управления от заводской сети используют три уровня давления сжатого воздуха: 1) высокое давление (4 — 10 кгс/см'); 2) среднее давление (1 — 4 кгс/см'); 3) низкое давление (до 1 кгс/см»г.

В соответствии с этим устройства пневмоавтоматики делят на три группы, Аппаратуру, работающую при давлении заводской сети (первая группа устройств), обычно применяют в системах малой сложности (распределители и клапаны обычного типа (46, 88)).

Преимушество этой аппаратуры состоит в том, что для ее использования нет необходимости устанавливать специальные устройства для подготовки воздуха н снижения его давления, а также усиливать выходные сигналы. В связи с усложнением функций автоматизированных систем управления все более используется аппаратура второй группы (элементы мембранной техники). Ко второй группе относятся устройства УСЭППА, ПЭРА, «Янтарь» и другие мембранные устройства 19, 19, 59, 89).

Они отличаются высокой надежностью и все шире внедряются в различные области народного хозяйства благодаря сравнительно небольшим габаритам и ббльшим скоростям срабатывания, чем у устройств первой группы. Еще большей компактностью и быстродействием отличаются устройства третьей группы (струйные элементы), применяемые при низком давлении воздуха (около 200 мм вод.

ст.). К ним относятся элементы «Волга», турбулентные усилители, элементы СМСТ-2 (30, 32, 57, 731 и другие. В настоящее время системы строят не из отдельных элементов, а из типовых универсальных или специализированных блоков, при этом значительно сокращается время на проектирование и упрощается эксплуатация систем. Так, например, Институтом проблем Управления (автоматики и телемеханики) и заводом «Тизприбор» Разработана пневматическая агрегатно-модульная система средств у циклической автоматики «ЦИКЛ», представляюшая собой набор из нескольких типовых функциональных блоков из струйных и мембранных злементов. Вопросы дальнейшего внедрения пневмоприводов в различные отрасли народного хозяйства неразрывно связаны с разработкой методов анализа и синтеза втих приводов 15, 14, 35, 69, 771.

В справочном пособии изложены методы динамического расчета дискретных пневмоприводов, которые, по мнению авторов, могут быть применены в повседневной практике их конструирования и эксплуатации. В разделе 1 излагаются методы динамического анализа, а в разделе 11 = методы динамического синтеза. 1 вздел 1. ДИНАМИЧЕСКИг( Аг1Аи'1г1.1 ПНЕВМОПРИВОДОВ ГЛАВА 1 ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ПРИВОДАХ ПРИВОДЫ И ИХ ЭЛЕМЕНТЫ Типовой пневмопривод изображен на рис. 1.1. Поршень 1 перемешается в рабочем цилиндре 2 под воздействием сжатого воздуха, поступаюгцего попеременно в обе полости цилиндра из магистрали через распределитель 3.

В конце хода кулачок, укрепленный на штоке (не показан на чертеже), нажимает на рычаг одного из конечных выключателей 4 илн 5. В положении, изображенном на чертеже, поршень перемещается направо, переключая выключатель 4, и когда он займет положение, показанное штриховой линией, конечный выключатель 5 переключится. Сигнал в виде давления сжатого воздуха передается от выключателя на вход распределителя 8, в результате чего золотник перемещается в правое положение. Сжатый воздух нз магистрали через этот же распределитель направляется в правую полость цилиндра 2 и перемещает поршень 1 влево, при этом распределитель выключается.

В конце обратного хода кулачок на штоке нажимает на конечный выключатель 4, снова переключается золотник, и цикл повторяется. Пневмоприводы служат для получения поступательного, вращательного движения илн того и другого одновременно. Выше описан привод поступательного движения. На рис. 1.2 показан привод вращательного движения, изображенный в упрощенном виде без воздухораспределителя [601. В корпусе ! установлен ротор 2, ось вращения которого смещена относительно центра корпуса (эксцен- Рве. 1,1.

11оршиевои привод двуегороииего дейегвия г триситет е). В пазы ротора помещены пластины 3. Сжатый воздух, подаваемый через окно 4 корпуса, воздействует на пластины. Так как площади этих пластин, в разной степени выдвинутых д из пазов ротора, отличаются друг от друга, то создается момент от сил дав. 4,с.- . лепня сжатого воздуха, благодаря чему 4~ ротор вращается. В период его вращения пластины под действием центробежной Рис. ь2, Ротаьиоанып привод силы пРижимаютса к внУтРенней повеРх.

ности корпуса. Чтобы обеспечить более надежное уплотнение, к павам ротора иногда подводят сжатый воздух или в них помещают пружины: это способствует также и более быстрому выдвижению пластин из пазов, Отработанный воздух выходит из привода через выхлопное окно 3 в атмосферу. Вращательное движение наряду с поступательным может быть также осуществлено посредством поршневых пневмоустройств и шарнирно-рычажных передаточных механизмов. На рис. 1.3 приведена схема пятнцнлнндрового пневмопривода [41!.

Поршни 1 посредством шатунов 2 шарнирно соединены с кривошипом 3, вал которого жестко связан с воздухораспределителем 4. Последний вращается в неподвижной втулке 5, окна которой посредством каналов сообщаются с рабочими цилиндрами. При этом сжатый воздух, подводимый к воздухораспределителю, подается в соответствующие полости цилиндров (см. отверстие А на рис. 1.3), а отработанный воздух отводится из выхлопных полостей (отверстия Б и В). За один оборот вала каждый поршень совершает возвратно-поступательное движение (рабочий и холостой ход), благодаря чему на валу привода обеспечивается вращающий момент, близкий к равномерному. Кроме поршневых пневмоустройств в приводах поступательного движения используют также устройства с упругими элементами, в качестве которых могут служить мембраны, сильфоны, шланги н пр. На рис.

1.4 изображен привод с тарельчатой резинотканевой мембраной (41). Прн подаче сжатого воздуха из магистрали через распределитель 1 мембрана 2 прогибается; шток, жестко связанный с ее металлическим центром, перемещается на заданный рабочий ход з (до упора). Обратный ход мембраны совершается под действием пружины 3. Наряду с односторонними мембранными приводами иногда применяют двусторонние приводы, у которых обратный ход также совершается под действием сжатого воздуха. Мембранные приводы по сравнению с поршневыми имеют недостатки (ограниченный рабочий ход, невысокое давление сжатого воздуха в случае применения разинотканевых мембран, падение усилия при перемещении штока), но онн просты в изготовлении, герметичны, срок службы их в несколько раз больше, чем поршневых устройств, Приводы вращательного движения также разделяют на ряд видов: кроме ротационного пластинчатого применяют шестеренные 10 приводы, винтовые и др.

Более подробные сведения о видах гневмоприводов с различными передаточными механизмами (рычажными, зубчатыми, клиновыми, кулачковыми и т. д.) приведены в работах !!2, 23, 58!. Основными элементами пневмопривода являются пневмоустройства различных типов. П н е в м а т и ч в.охи.м устройством называют . устройство, в котором в качестве рабочего тела используется сжатый,газа Физические' свойства' газа проявляются в виде давления на поверхность твердых звеньев устройства или в виде аэродинамических эффектов. В первом случае пневмоустройство представляет собой цилиндр с подвижным твердым звеном (поршнем, мембраной и др.), взаимодействующим со сжатым воздухом. Во втором случае подвижное твердое звено отсутствует (например, в струйных элементах). В зависимости от характера взаимодействия подвижного твердого звена с воздухом различают три вида устройств: приводные, компрессионные и комбинированные. П р и в о д н ы м называют пневмоустройство, в котором энергия потока сжатого воздуха преобразуется в энергию движения твердого звена.