Поршневые двигатели
Поршневые двигатели.
1. Приводы одностороннего действия.
В пневмоцилиндре шток 5 вместе с поршнем 3 под действием воздуха, поступающего в полость А цилиндра 2 перемещается (рабочий ход), создавая силу Р, которая через промежуточные рычаги, кулачки, клинья и т.п. передается на зажимное устройство, закрепляющее обрабатываемую деталь. Для снятия зажимной силы с обрабатываемой поверхности поворачивают кран 1 в положение, при котором полость А сообщается с атмосферой. При этом воздух выталкивается из цилиндра под действием возвратной пружины 4, перемещающей поршень со штоком в обратном направлении, освобождая обработанную деталь.
Двигатели одностороннего действия рекомендуется применять, когда усилия при холостом ходе невелики. Эти двигатели не требуют уплотнения штока, вдвое уменьшается расход воздуха на цикл зажима.
Недостаток их состоит в том, что при рабочем ходе часть усилия зажима затрачивается на сжатие пружины.
2. Приводы двухстороннего действия.
В цилиндре двухстороннего действия и рабочий и холостой ход осуществляются под действием сжатого воздуха.
Воздух поочередно поступает в полость «А» пневмоцилиндр для закрепления обрабатываемой детали и в полость Б для ее освобождения.
Эти двигатели применяются при большой длине хода, когда в приспособлении есть самотормозящие звенья, требующие значительных усилий при возвращении в исходное положение зажимных элементов.
3. Уплотнения.
Для нормальной работы пневмоцилиндров требуется герметичность и изоляция друг от друга его полостей. Для этого применяются уплотнения., которые соединяют между собой поршень и цилиндр, шток и крышку и неподвижные соединения (крышка и цилиндр).
Основные требования к уплотнениям:
1) Герметичность при всех рабочих режимах;
Рекомендуемые материалы
2) Высокая износостойкость и минимальные потери на трение (в пределах 150 000 ходов поршня).
3) Надежность работы при высоких и низких температурах и способность не разрушаться в результате химического взаимодействия с уплотняемой средой.
4) Удобство монтажа, демонтажа и отсутствие необходимости подтяжки и регулировки при эксплуатации.
5) Экономичность.
В современных конструкциях пневмодвигателей применяются 2 типа уплотнений:
1. Манжеты V-образного сечения из маслостойкой резины для уплотнения поршней и штоков.
2. Кольца Круглого сечения из маслостойкой резины по ГОСТ 9833-73 для уплотнения поршней, штоков и неподвижных соединений.
При сборке манжеты устанавливаются с натягом, т.е. D1 - наружный диаметр манжеты больше Dц – наружного диаметра цилиндра. При поступлении в цилиндр рабочей среды (сжатого воздуха или масла) она как клин распирает лепестки манжеты и автоматически уплотняет сопряжение движущихся частей.
Кольца круглого сечения также уплотняются автоматически. Они закладываются в прямоугольные канавки, высота которых меньше диаметра d сечения кольца, а ширина b – больше, что необходимо для нормальной работы кольца.
Кольца устанавливаются в канавку с натягом, обеспечивающим предварительное уплотнение. С поступлением в цилиндр рабочей среды кольцо перемещается к стенке канавки (в направлении потока воздуха или масла) и деформируясь принимает D-образную форму. Степень уплотнения возрастает с увеличением давления рабочей среды.
В двигателях двухстороннего действия на поршне требуется две V-образные манжеты, а кольцо круглого сечения – одно, т.к. последнее обеспечивает уплотнение в обе стороны.
При уплотнении Vобразными манжетами требуются: посадка в сопряжении поршня с цилиндром: 
или
, шероховатость обработки зеркала цилиндра Ra = 0.32 – 0.63 мкм, смазка умеренная.
При уплотнении кольцами требуется посадка 
или 
, зеркало цилиндра следует обрабатывать по Ra = 0.16 – 0.08 мкм, смазка обильная.
4. Сила на штоке пневмоцилиндра.
Для цилиндров одностороннего действия:
где р – давление воздуха в цилиндре,
D – диаметр цилиндра;
h - кпд привода (0,85 – 0,9)
Р1 – сила сопротивления пружины.
Параметры пружины рекомендуется выбирать с таким расчетом, чтобы при ее предельном сжатии она оказывала сопротивление от 5% до 20% от усилия на штоке в момент зажима.
Вместе с этой лекцией читают "58 АБТ. Устройство, неисправности и методы их устранения".
Для цилиндров двухстороннего действия:
А) в полости без штока:
Б) со стороны штока
При известных потребных усилиях зажима и давлении воздуха из этих формул можно определить диаметр цилиндра. После расчета диаметра его округляют до нормального и пересчитывают действительную силу на штоке
