Материал: 2008

жидкость из гидросистемы попадает под давлением рн. Это давление создает избыточное давление в гидробаке, меньшее, чем давление рн, на величину, пропорциональную отношению площади плунжера к площади поршня. К недостаткам такого бака следует отнести его относительную сложность из-за наличия поршня и плунжера с уплотнительными устройствами. Наиболее простым гидробаком, обеспечивающим герметизацию полости с рабочей жидкостью от окружающего воздуха и газа вообще, является гидробак с эластичным разделителем, схема которого приведена на рисунке 37, г. В его корпусе 1 размещена эластичная диафрагма 6, выполненная, например, из резины с жестким центром 3, имеющим форму конуса. Жидкость перед работой может заливаться или через специальный штуцер, или через насадок 5. Воздух из бака удаляется через штуцер 2. К насосу жидкость поступает через насадок 4. Благодаря отсутствию контакта рабочей жидкости с газом или воздухом значительно увеличивается срок ее службы, а также срок службы и надежность гидросистемы. Различают гидробаки, находящиеся под атмосферным и избыточным давлением. В связи с этим отличаются и их условные обозначения.

На рисунке 39, а показано условное изображение гидробаков, находящихся под атмосферным давлением. Таким образом изображаются гидробаки, приведенные на рисунке 39, а и б.

Рис. 39. Условные изображения гидробаков

Гидроаккумуляторы

Гидроаккумулятором называется гидроемкость, предназначенная для накопления энергии рабочей жидкости, находящейся под давлением, с целью ее последующего использования. Гидроаккумуляторы накапливают энергию, поступающую от гидронасосов, в периоды уменьшения потребления расхода жидкости исполнительными устройствами и отдают ее в моменты наибольших расходов. Накопление энергии гидроаккумуляторами может происходить за счет сжатия или растяжения механических пружин, сжатия газа, подъема груза или деформации стенок сосуда. Этим обусловлено существование большого количества конструкций гидроаккумуляторов, которые предназначены для применения в конкретных случаях.

Грузовые гидроаккумуляторы, состоящие из гидроцилиндра и груза, имеют большую вместимость, но вместе с тем большие габариты и инерционность, т. е. малое быстродействие. Поэтому их применение целесообразно, например, в системах гидропитания вулканических прессов для уменьшения мощности приводящего двигателя насоса и для обеспечения длительной выдержки под давлением пресс-форм. Рабочее давление грузовых

61

выдержки под давлением пресс-форм. Рабочее давление грузовых гидроаккумуляторов определяется отношением массы груза и площади цилиндра.

Пружинные гидроаккумуляторы состоят из цилиндра с поршнем и пружины или группы пружин, которые обеспечивают необходимое усилие на поршне для поддержания рабочего давления. С увеличением давления сильно увеличиваются габариты такого гидроаккумулятора за счет увеличения размеров пружин, поэтому пружинные гидроаккумуляторы применяются в основном при низких рабочих давлениях (до 2 МПа). Основным достоинством пружинных гидроаккумуляторов является стабильность характеристик при изменении температуры в сочетании с относительной компактностью и сравнительно хорошим быстродействием. Наиболее широкое распространение в гидроприводах и системах гидроавтоматики получили пневмогидроаккумуляторы с диафрагменным разделителем сред (газа и рабочей жидкости).

Устройства подготовки сжатого воздуха

Источником сжатого воздуха являются компрессорные установки. Они могут быть стационарными или передвижными и осуществлять централизованное питание нескольких различных по назначению потребителей сжатого воздуха или индивидуальное питание потребителя. Воздух, который попадает в воздухозаборник из окружающей среды, как правило, содержит пыль и водяные пары, вызывающие износ деталей компрессора и коррозию металла, поэтому перед компрессором устанавливают специальные пылеуловиФильтрыелипневматическиеили фильтры. . Основные требования к фильтру – тонкость фильтрации и минимальное сопротивление потоку воздуха. Из компрессора нагретый в процессе сжатия воздух поступает в водяной охладитель, который обычно входит в конструкцию самого компрессора. Охлаждение воздуха приводит к конденсации паров воды, которые попадают в компрессор вместе с всасываемым воздухом, и паров масел, используемых в компрессоре для смазки трущихся поверхностей. В связи с этим после охладителя воздух пропускается через фильтр-влагоотделитель, который фильтрует воздух и одновременно осушает его. Конструкция и работа фильтра-влагоотделителя подробно рассмотрена в лабораторной работе.

Осушители. Наибольшую сложность представляет удаление из потока воздуха компрессорного масла, которое содержится в воздухе в виде аэрозоля с частицами размером меньше микрона. Из-за малости этих частиц нельзя удалить их в устройстве центробежного действия, поэтому воздух из фильтравлагоотделителя поступает в химический осушитель, в котором влага адсорбируется при прохождении воздуха через адсорбент, в качестве которого может использоваться активированный уголь, активная окись алюминия или силикагель.

62

Ресивер. После осушения воздух попадает в ресивер. Он выполняет несколько функций. Ресивер создает запас сжатого воздуха для использования в моменты максимального потребления, сглаживает пульсацию подачи воздуха, которая возникает при использовании компрессоров объемного типа, а также отделяет влагу, содержащуюся в потоке воздуха, которая выпадает в виде конденсата в процессе расширения воздуха при заполнении ресивера и при движении воздуха по нему. Для обеспечения нормальной работы ресивер снабжается манометром для контроля давления, предохранительным пневмоклапаном, ограничивающим верхний предел давления в нем, и конденсатоотводчиком. Конденсат собирается в нижней части ресивера и через конденсатоотводчик периодически вручную или автоматически сливается. Объем ресивера определяют в зависимости от производительности компрессора и цикличности потребления сжатого воздуха. При этом объем ресивера не должен быть меньше, чем половина объема свободного воздуха при атмосферном давлении и нормальной температуре, всасываемого компрессором за одну минуту. На рисунке 40 представлена конструктивная схема типового воздухосборника.

Рис. 40. Воздухосборник (ресивер)

Маслораспылители. Маслораспылитель обеспечивает смазку трущихся деталей пневмодвигателей за счет подачи в поток воздуха распыленного жидкого смазочного материала, обычно минеральных масел. В машиностроении наибольшее распространение получили маслораспылители эжекторного типа (рис. 41). В них подача масла в поток воздуха происходит за счет разности между величиной давления над жидкостью в емкости

63

маслораспылителя и давления в том месте потока воздуха, где в него вводится масло.

Рис. 41. Маслораспылители эжекторного типа

Согласно уравнению Бернулли, в потоке воздуха давление p1 p2 . За счет перепада давления p p1 p2 масло из стакана 1 по трубке 2 поступает в поток воздуха, распыляется и вместе с потоком попадает в пневмодвигатели. Такой маслораспылитель централизованно обеспечивает смазкой либо все пневмодвигатели пневмосистемы, либо их группу.

2.5. Регулирование скорости движения исполнительных механизмов

Схемы регулирования скорости и торможения выходного звена пневмодвигателей

При эксплуатации пневмоприводов наибольшую сложность представляет обеспечение заданной скорости перемещения и торможения выходного звена пневмодвигателя в крайних положениях, так как возникающие при работе пневмопривода удары могут привести к нарушению его нормального функционирования, снижению показателей надежности, шуму, вибрациям, а иногда и к разрушению привода или ведомых рабочих органов механизма. Рациональный способ и схему регулирования скорости и торможения выходного звена пневмодвигателя выбирают с учетом их эффективности и возможности реализации в конкретной ситуации. Наибольшее применение в практике получили схемы регулирования скорости и торможения выходного звена пневмодвигателя с использованием дросселей постоянного или переменного сечения. Торможение в конце перемещения наиболее просто обеспечивается использованием пневмоцилиндров с торможением (ГОСТ 15608-81). Конструкция этих цилиндров позволяет полностью или частично перекрыть выхлоп сжатого воздуха в конце хода, энергия сжатия которого поглощает кинетическую энергию перемещающихся частей. Интенсивность торможения настраивают с помощью дросселя, встроенного в крышку цилиндра. Схемы регулирования скорости выходного звена пневмодвигателей с

64

помощью установки в пневмолинии дросселей принято разделять на схемы: с дросселированием на напорной пневмолинии (на входе) и дросселированием на выхлопной пневмолинии (на выходе).

На приведенной на рисунке 42, а схеме регулирования скорости выходного звена пневмоцилиндра дроссель с обратным клапаном установлен на входе. При необходимости раздельного регулирования прямого и обратного хода этого пневмоцилиндра в линию встраивают еще один пневмодроссель с обратным клапаном (рис. 42, б). Скорость пневмоцилиндра двустороннего действия при прямом и обратном ходе регулируют с помощью дросселей с обратным клапаном в пневмолиниях между распределителем и рабочими полостями цилиндра (рис. 42, в) или выхлопных дросселей, ввернутых в

распределитель (рис. 42,г). Регулирование скорости с использованием выхлопных дросселей более предпочтительно вследствие их простоты и меньшей стоимости. Однако при значительной длине линии подвода от распределителя к цилиндру применение выхлопных дросселей может оказаться неэффективным. Это объясняется тем, что объем полости, в которой происходит сжатие воздуха при перемещении поршня (выхлопной полости цилиндра и трубопроводе), оказывается настолько большим, что перемещение поршня не вызывает такого повышения давления, которое обеспечило бы эффективное регулирование.

65