7-1_Пневмо_Введенине (Лекции ОПиЭНТО), страница 3

Строго говоря, шток является промежуточным звеном в пневматическом исполнительном устройстве. Он предназначен для передачи усилия от поршня к объекту. Убрав шток, и получив бесштоковую конструкцию, это усилие будет передаваться непосредственно объекту от поршня, в результате почти вдвое уменьшатся продольные габаритные размеры устройства.

О

Рис.23. Пневмоцилиндр с

гибким штоком

дним из конструктивных решений, позволяющих отказаться от традиционного штока, является пневмоцилиндр с гибким штоком. В этом устройстве роль штока возложена на покрытый полимерной пленкой (например, из нейлона) металлический трос 3 (или ленту). Трос охватывает ролики 1. Внутри гильзы 4 трос 3 связан с поршнем 5, а снаружи – с кареткой 2, которая воздействует на объект.

Несмотря на свою простоту данная конструкция не получила широкого распространения.

В

Рис.24. Бесштоковый пневмоцилиндр с магнитной муфтой

пневмоцилиндрах с магнитной муфтой (рис.24) усилие от поршня передаётся на внешнюю каретку за счёт сил магнитного взаимодействия. Оно осуществляется с помощью кольцевых постоянных магнитов, часть из них (магнитная полумуфта 2) размещена внутри цилиндра в поршне 1, другая часть (магнитная полумуфта 3) – снаружи в каретке 4, охватывающей цилиндрическую гильзу 5 (изготавливается из немагнитных материалов). При движении поршня 1 магнитное поле нижней полумуфты 2 захватывает верхнюю полумуфту 3, которая перемещает каретку 4 с объектом. При этом развиваемые усилия на выходном звене (внешней полумуфте 3) на 20 % ниже, чем у аналогичных пневмоцилиндров с механической передачей усилия от поршня. Кроме того, случайные перегрузки могут явиться причиной «разрыва» муфты. Вместе с тем, пневмоцилиндры с магнитной муфтой незаменимы при использовании в технологическом оборудовании с контролируемой средой, например в вакуумных установках.

В

Рис.25. Бесштоковый пневмоцилиндр с ленточным уплотнением

настоящее время наиболее распространены бесштоковые пневмоцилиндры с ленточным уплотнением, у которых усилие внешнему объекту передаётся непосредственно поршнем 3 через сквозной продольный пар в гильзе цилиндра 2. Герметизация гильзы осуществляется металлической или синтетической лентой 4, закреплённой в крышках и проходящей через узкую часть поршня. При движении поршень 3 отводит ленту 4 от паза, а верхняя его часть перемешает каретку, жестко связанную с поршнем. Как видно из рисунка 25, паз открывается только в месте нахождения поршня. Вне поршня лента 4 плотно прижимается к пазу, герметизируя полости пневмоцилиндра. Лента 5, пропущенная через каретку 1, предназначена для предотвращения попадания загрязнений внутрь цилиндра.

Для снижения влияния радиальных нагрузок на их работу бесштоковые пневмоцилиндры снабжают специальными направляющими.

1.4.7. Специальные пневматические исполнительные устройства

Существует целый ряд пневматических исполнительных устройств, которые получили определение «специальные»:

• цанговые зажимы;

• пневматические захваты;

• вакуумные захваты.

Рассмотрим три конструкции захватов.

П невматический захват с параллельным движением пальцев (рис.26) предназначен для удержания объекта во время его перемещения и ориентации в пространстве. При подаче сжатого воздуха в поршневую полость пневмоцилиндра двухстороннего действия шток выдвигается и через кулисный механизм разводит пальцы. При обратном ходе поршня пальцы сводятся.

Рис.26. Пневматический захват с

параллельным движением пальцев

В вакуумных захватах объект удерживается благодаря разряжению, создаваемому в полости между эластичным захватом (присоской) и поверхностью объекта. Усилие захвата в значительной мере определяется площадью присоски, а также плотностью и гладкостью захватываемой поверхности. Разряжение в захватах создают с помощью вакуумных насосов или эжекторов. Эжекторы используют физическое явление, заключающееся в снижении давления на тех участках трубопроводов, где повышается скорость движения воздуха (закон Бернулли). При движении по каналу 2 (см. рис.27) сжатый воздух эжектирует (вовлекает в поток) воздух из камеры 1, в результате в ней возникает разряжение. В таких устройствах вакуум будет составлять -0,9 бар (-0,09 МПа) при давлении на входе 7 бар (0,7 МПа).

Рис.27. Захваты: а) вакуумный; б) эжекторный

24