ЦИЛИНДР ДВУСТОРОННЕГО ДЕЙСТВИЯ

ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

Работа, выполняемая пневматическими исполнительными устройствами, может совершаться посредством линейных перемещений, либо вращения. Линейное перемещение обеспечивается поршневыми пневматическими цилиндрами, поворотное движение с углом до 270° (стандартный угол) – исполнительными устройствами, имеющими в качестве рабочего органа лопасть или шестерню с рейкой, а непрерывное вращение создается посредством пневмомоторов.

ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ЦИЛИНДРЫ

Пневматические цилиндры различных конструкций являются наиболее распространенными исполнительными устройствами в пневматических системах автоматического управления. Существуют два базовых типа пневматических цилиндров, на основе которых разрабатываются специальные конструкции:

• цилиндры одностороннего действия с одним впускным отверстием для совершения рабочего хода в одном направлении.

• цилиндры двустороннего действия с двумя впускными отверстиями для совершения рабочего хода в двух направлениях.

ЦИЛИНДР ОДНОСТОРОННЕГО ДЕЙСТВИЯ

Цилиндр одностороннего действия может совершать рабочее движение штока только в одном направлении. Это движение осуществляется при подаче сжатого воздуха в поршневую полость (ту, где отсутствует шток). Обратно в исходное положение шток поршня возвращается под действием установленной в цилиндре пружины или за счет внешних сил. Штоковая полость (та, через которую проходит шток) постоянно сообщается с атмосферой.

Цилиндр может быть «толкающего» или «тянущего» типа, (рис.1).

Цилиндры одностороннего действия применяются в зажимных и маркировочных устройствах, выталкивателях и т. п. Для них характерно меньшее потребление воздуха по сравнению с цилиндрами двустороннего действия аналогичных размеров. Кроме того, такие цилиндры несколько проще конструктивно, так как в них не требуется уплотнения полости, сообщающейся с атмосферой. Соответственно и потери на трение в таких механизмах меньше, чем в цилиндрах двустороннего действия. Однако цилиндры одностороннего действия могут быть применены только в тех случаях, когда усилие необходимое для возврата зажимных элементов в исходное положение, сравнительно невелико и может быть обеспечено пружиной. Кроме того, в цилиндрах одностороннего действия часть полезной мощности расходуется на сжатие возвратной пружины. Наличие пружины приводит также к увеличению общей длины цилиндра и ограничивает длину рабочего хода поршня.

ЦИЛИНДР ДВУСТОРОННЕГО ДЕЙСТВИЯ

В таких исполнительных устройствах (рис.2) осевое усилие передается как в направлении выталкивания, так и в направлении втягивания, поскольку давление сжатого воздуха прикладывается попеременно то с одной, то с другой стороны поршня. Каждое из движений поршня (втягивающее и толкающее) может быть использовано как рабочее. Осевое усилие при втягивании снижено вследствие меньшей полезной площади поршня, однако, данное обстоятельство имеет значение только в том случае, если цилиндр должен «тянуть» одну и ту же нагрузку в обоих направлениях.

УСТРОЙСТВО ЦИЛИНДРА

Устройство цилиндра двустороннего действия показано на рис.3.

Гильза обычно изготавливается из бесшовной трубы, внутренняя рабочая поверхность которой может быть термически обработана и отполирована с целью сведения к минимуму трения. Торцевые крышки могут отливаться из алюминиевого сплава или изготавливаться из ковкого чугуна. Они могут крепиться либо при помощи стяжных шпилек или, при малых размерах цилиндров, вворачиваться в трубу гильзы на резьбе или обжиматься.

Для работы в химически агрессивных или опасных условиях корпус цилиндра может изготавливаться из алюминия, латуни, бронзы или нержавеющей стали.

ДЕМПФИРОВАНИЕ

Пневматические цилиндры работают с очень большой скоростью, и поэтому в конце их хода возникают значительные ударные усилия. Небольшие цилиндры чаще всего имеют стационарные демпферы (например, из резины) для погашения ударов и предохранения цилиндров от повреждения.

В больших цилиндрах энергия удара может поглощаться при помощи воздушного демпфера, который замедляет скорость поршня на последнем отрезке его хода. Ближе к концу хода этот демпфер отсекает некоторое количество отводимого воздуха и обеспечивает его медленное истечение через регулируемый игольчатый дроссель (рис. 4).

Нормальный проход отводимого воздуха к выпускному отверстию перекрывается, как только гильза демпфера дойдет до уплотнения, в результате чего воздух сможет выходить только через регулируемое отверстие дросселя. Отсеченный демпфером воздух сжимается до сравнительно большой величины давления (противодавление), благодаря чему происходит торможение поршня.

При движении поршня в обратном направлении уплотнение демпфера работает как обратный клапан, обеспечивая проход воздуха к поршню. Вместе с тем, уплотнение ограничивает расход воздуха и уменьшает ускорение поршня. Именно поэтому рабочий ход демпфера должен быть как можно короче.

При очень больших инерционных нагрузках или высоких скоростях перемещения поршня требуется еще и наружный демпфер. Так, если скорость поршня превышает величину примерно 500 мм/с, следует предусмотреть наружный механический амортизатор.

Поиск по сайту: