Герц Е.В. Крейнин Г.В. - Расчет пневмопривода (1053455), страница 50
Текст из файла (страница 50)
Для этой цели используют ~вешние и внутренние тормозные устройства. К внешним тормозным устройствам относят так называемый тормозной золотник (ТЗ), который объединяет конечный переключатель (КП), регулируемый дроссель (Др) и обратный клапан (ОК) (рис. 9.1, а). Когда кулачок, установленный на штоке привода, набегает на толкатель КП и перемешает его вниз, КП закрывается, и для выхода воздуха из выхлопной полости в атмосферу остается только канал дросселя. Прн обратном ходе поршня воздух из магистрали направляется в полость через обратный клапан, чтобы длительность подготовительного периода не зависела от настройки дросселя. Тормозной золотник удобен тем, что его положение по длине хода можно изменять произвольно.
Следовательно, при настройке привода на оптимальный режим торможения конструктор располагает двумя параметрами: длиной тормозного пути зт и площадью сечения канала дросселя тормозного золотника 1„. Внутреннее тормозное устройство (рис. 9.1, б) функционально ничем не отличается от тормозного золотника. Роль клапана конечного переилючателя выполняет эластичная манжета (М), сидящая на утолщенной части штока и запирающая центральный выхлопной канал в крышке при подходе поршня к крайнему положению; регулируемый дроссель и обратный клапан расположены в крышке цилиндра.
В этом случае регулировка длины тормозного пути или вообще невозможна, или связана с разборкой цилиндра. Иногда целесообразно внутреннее и внешнее тормозные устройства использовать совместно. Настраивают их так, чтобы основная часть кинетической энергии движущихся масс поглощалась после срабатывания тормозного золотника, т.
е. на внутреннее тормозное устройство возлагается задача лишь окончательного гашения скорости. Систему настраивают выбором тормозного пути и регулированием открытий '~,ПК а) Рио 9.1. Схемы торможения пневыопривода путем скачкообразного перекрытия проходного сечении выхлопного канала: о ннсынвн торнознын устроаствон 1торыознын золотнннонп б внутрзвннн тормозным устроаствон б э двух дросселей — тормозного золотни, ка и внутреннего тормозного устрой- 1 ства. Поскольку в этом случае число параметров настройки больше, то си. стема должна обладать и большими возможностями для получения плавного изменения скорости поршня.
хн " лч Чтобы сделать тормозное уст- ройство еще более гибким, можно Рнс. 9.2. Закон изменения площад рокоди о сечения вм- установить несколько тормозных зохлопното канала пневмопривода лотников, которые, срабатывая поспри торможении поршня с огра- ледовательно, будут дискретно изничением по УскоРению и при менять сечения выхлопного канала условии получения максимального зыстродеяствив по заданному закону. Однако при использовании системы с несколькими тормозными золотниками необходимо предварительно обосновать невозможность решения поставленной задачи другими, более простыми средствами. К числу таких задач относятся задачи получения более сложных законов изменения скорости в период торможения, чем просто ее уменьшение до нуля, например, сдвукратным замедлением движения за один ход, с переходом от одного режима движения к другому и т.
д. Кроме того, следует иметь в виду, что настройка системы со многими регулируемыми параметрами на оптимальный режим связана с дополнительными трудностями. В последнее время предпринимаются попытки использовать для получения сложных законов торможения поршня внешние или внутренние тормозные устройства, которые подобно гидравлическим тормозным устройствам непрерывно изменяют проходное сечение выхлопного канала. Вследствие сжимаемости воздуха такие тормозные устройства дают меньший эффект, чем при управлении скоростью гидропривода. Основной их недостаток заключается в том, что всякое изменение условий работы пневмопривода по сравнению с номинальными (колебание давления в сети, сил сопротивления) приводит к отклонению реального закона движения поршня от заданного, на который рассчитывалось тормозное устройство.
Расхождение может оказаться значительным, причем устранить его очень трудно, если условия работы привода изменяются непрерывно. На рис. 9.2 показана кривая изменения у, 'в функции хода поршня х, вычисленная для случая, когда требуется затормозить поршень за минимальное время при ограничении по ускоренияю ((х) ( х*). Очевидно, поставленным требованиям наилучшим образом отвечает следующий закон управления открытием выхлопного канала. На первом этапе (х„( х < хе) необходимо возможно быстрее достигнуть заданного предельного значения ускорения х*, для чего выхлопной канал перекрывается полностью, на втором этапе (хе ==,' ~ х ( х„) ускорение следует поддерживать на уровне х" путем соответствующего регулирования степени открытия выхлопного канала. Как видно на рис. 9.2, в момент перехода от первого этапа ззо второму (точка хода х*) выхлопной канал открывается скачком; лес величина )', плавно уменьшается вплоть до полного закрытия „ концу хода. Рассмотренный пример показывает, что закон изменения связан с условиями работы привода, а также иллюстрирует сложность перенастройки такого тормозного устройства.
В то же время поставленная задача часто может быть решена более простыми средствами с большей эффективностью. В данном конкретном случае заслуживает внимания следующее простое решение, которое обеспечивает также системе свойство саморегулирования. В схему пневмопривода с внешним или внутренним тормозным устройством добавляют предохранительный клапан (ПК), включенный так, как показано на рис. 9.1, б штрих-пунктирной линией. Дроссель тормозного устройства устанавливают в положение, близкое к полному перекрытию его сечения.
Поэтому после срабатывания основного тормозного устройства (когда выхлопной канал закрывается манжетой штока или тормозным золотником) воздух в полости оказывается запертым и давл.ние его быстро увеличивается. Как только оно достигает уровня настройки предохранительного клапана, последний открывается и, если параметры клапана выбраны правильно, поддерживает давление в выхлопной полости на уровне, близком к давлению настройки.
С некоторым приближением можно считать, что ускорение при торможении находится в прямой зависимости от давления в выхлопной полости, т. е. ограничивая противодавление, тем самым ограничиваем и ускорение поршня. Таким образом, заданный закон изменения скорости поршня в период торможения получается автоматически, причем допускается и поднастройка системы.
При обратном ходе, когда полость с предохранительным клапаном сообщается с магистралью, клапан останется закрытым, если давление его настройки выше давления в магистрали. Это одно из ограничений на применение предложенной схемы — ее нельзя использовать для получения режима торможения поршня с очень малыми ускорениями. Другим ограничением может быть нарушение прямой связи между противодавлением в полости выхлопа и ускорением, что может иметь место при определенных сочетаниях параметров привода. Способы образования воздушной подушки при неизменном проходном сечении выхлопного канала до настоящего времени не получили широкого распространения в основном из-за отсутствия методов выбора параметров тормозных устройств, работающих по такой схеме, а также оценки их возможностей.
Рассмотрение этих способов начнем с так называемого автоторможения как наиболее простого )40, 68, 70). Сущность автоторможения заключается в том, что условия для плавной остановки поршня в конце хода создаются приводом автоматически без присоединения каких-либо дополнительных устройств, а только благодаря выбору соответствующих основных параметров и начальных условий. Как показали теоретические и эксперименталь- 231 Рнс. 9.3.
Способы автоматического получения воздушной подушки в конце хода поршня: о — автоторможенне; б — аатоторможенве с быстрым сбросом давления в полостн наполнения после окончания движения поршня; е — сообщение полости пратвводавлення с магистралью черен рабочую полость; г — сообщение рабочеа полости с магнстралью черен полость протнво. давления (для прнвада с днфференцнальнмм поршнем) ные исследования, если в момент, предшествующий переключению распределителя, давление в обеих полостях привода равно атмосферному, то на первом этапе движения давление в выхлопной полости увеличивается медленно. В этот период поршень, двигаясь практически без противодавления, быстро набирает скорость. К концу хода она может оказаться достаточно высокой, чтобы, несмотря на непрерывные утечки воздуха через открытый выхлопной канал, образовать воздушную подушку, останавливающую поршень.
Схема управления пневмоприводом, работающим в режиме авто- торможения, показана на рис. 9.3, а. В нее входит один трехпозиционный распределитель с открытым центром или два эквивалентных ему двухпозиционных распределителя, которые в исходном (нейтральном) положении соединяют полости привода с атмосферой. Дроссель на входной линии используется для регулирования темпа нарастания скорости при разгоне; дросселем на выхлопной линии регулируется интенсивность процесса торможения. Настройкой обоих дросселей (порядок настройки подробно рассмотрен ниже) добиваются совмещения момента остановки поршня с моментом достижения им крайнего положения. В отлаженных схемах может быть только один дроссель на выхлопной линии, который необходим для подстройки схем при изменении условий работы привода. Для реализации режима автоторможения прн движении поршня в обе стороны устанавливают на линиях между распределителем и цилиндром дроссели с обратными клапанами, работающими при движении потока в одну сторону и свободно пропускающими обратный поток.
Как показал опыт применения пневмопривода с автоторможением, одним из его недостатков является то, что в ряде случаев рабочая 23л полость привода не успевает опорожниться до атмосферного давления за время выстоя поршня в крайнем положении; тем самым нарушаются условия получения режима автоторможения при обРатном ходе. СУществУет возможность УскоРить опоРажниванне рабочей полости, соединив ее в период выстоя поршня с атмосферой через канал увеличенного проходного сечения.
При этом несколько усложняется система управления приводом; один из вариантов такой схемы представлен на рис. 9.3. б. В период выдвижения штока распределитель Р! соединяет полость 1 пневмоцилиндра с магистралью через регулируемый дроссель ДР1. В это время полость П сообщается с атмосферой через распределители Р2, РЗ и дроссель ДРЗ. Когда поршень достигает крайнего положения, то по сигналу от конечного переключателя срабатывает Р!„соединяя полость ! с атмосферой через свободный канал РЗ. Размеры Р! и РЗ выбирают из условия полного опоражнквания полости 1 за заданное время выстоя поршня. По команде иа обратный ход одновременно переключаются распределители Р2, РЗ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
