Материал: 2008

дроссель на выходе, что обеспечивает большую стабильность скорости перемещения.

Регулировать скорость можно на любой части перемещения выходного звена пневмодвигателя (рис. 42, д). В этой схеме на выхлопной линии устанавливают тормозной пневмодроссель типа П-ДТ, обеспечивающий заданный закон изменения скорости перемещения выходного звена при взаимодействии копира с роликом дросселя, что приводит к уменьшению проходного сечения выхлопной линии. Плавность торможения и его продолжительность зависят от профиля и длины копира, воздействующего на ролик. Преимуществом этой схемы является возможность обеспечения торможения выходного звена на любом участке его перемещения. Недостаток – необходимость размещения дополнительных устройств в зоне перемещения выходного звена или рабочего органа механизма.

Изменение скорости движения выходного звена пневмодвигателя можно обеспечить также с помощью редукционных и предохранительных пневмоклапанов. Известно много разновидностей этого способа, некоторые из них (см. рис. 42, е, ж) позволяют сократить количество энергии, потребляемой пневмодвигателем. К другим преимуществам относят легкость настройки и стабильность характеристик при изменении нагрузки. Недостатки – увеличение размеров, массы и стоимости привода, ограниченная область применения.

В последнее время в отечественной и зарубежной практике все большее применение находят схемы торможения пневмодвигателей со значительными инерционными нагрузками путем полного перекрытия выхлопной полости пневмодвигателя или подключения ее к линии питания на участке торможения. На рисунке 42, з представлена одна из рациональных схем этого способа, реализованная на двух пятилинейных распределителях, один из которых (РР) обеспечивает реверсирование цилиндра, а второй (РТ) – торможение. При торможении выхлопная полость цилиндра с помощью распределителя торможения РТ через обратный клапан К2 соединяется с линией питания, а рабочая полость цилиндра запирается обратным клапаном К1. Когда давление в тормозной полости достигнет давления в линии питания, клапан К2 открывается и воздух из тормозной полости поступает в пневмосеть. При достижении поршнем крайнего положения распределитель РТ переключается в исходное положение. Так как объем тормозной полости мал, давление в ней в конце хода сбрасывается очень быстро, что практически исключает возможность пневмоотскока. Схема обеспечивает: высокий тормозной эффект благодаря одновременному повышению давления в полости торможения и падению давления в рабочей полости; хорошие энергетические показатели привода благодаря частичной рекуперации сжатого воздуха (возвращения в сеть из тормозной полости); исключение повышения давления в тормозной полости выше допустимого значения; адаптивность системы торможения, так как сила торможения будет пропорциональна перемещению поршня после начала торможения.

67

Важным для эффективной работы схем этого типа является определение оптимального тормозного пути.

Схема торможения выходного звена пневмодвигателя путем перекрытия выхлопной и напорной линии подачи давления в рабочую полость на участке торможения с помощью трехпозиционного пятилинейного распределителя приведена на рисунке 42, и. Основным недостатком данной схемы является возможность неконтролируемого повышения давления в полости торможения и пневмоотскока из-за запаздывания переключения распределителя на сброс давления из полости торможения. Схема, реализованная на базе двухпозиционного пятилинейного и двухпозиционного двухлинейного распределителя, дана на рисунке 42, к. Перекрытие выхлопной линии по этой схеме обеспечивается двухлинейным распределителем. Недостаток тот же, что и у схемы, приведенной на рисунке 42, и.

Тормозить выходное звено пневмодвигателя можно путем подачи противодавления в выхлопную полость (рис. 42, л, м). В схеме, приведенной на рисунке 42, л, давление из пневмосети в тормозную полость подается через редукционный пневмоклапан, трехлинейный распределитель и распределитель реверса. Редукционный пневмоклапан позволяет настраивать интенсивность торможения. Противодавление в полости торможения пневмодвигателя при этом способе торможения не превышает давления сжатого воздуха в пневмосети, что исключает возможность аварии из-за увеличения давления свыше допустимого. Однако при этом эффективность торможения снижается, особенно при низком давлении сжатого воздуха в пневмосети.

Схема, приведенная на рисунке 42, н, реализованная на двухпозиционных распределителях, дает возможность сбросить давление в рабочей полости на участке торможения, что повышает эффективность торможения. Однако при этом возрастают энергетические потери в пневмоприводе и возникает необходимость механически фиксировать выходное звено пневмодвигателя в крайнем положении и точно рассчитать момент повторной подачи сжатого воздуха в рабочую полость и сброса из полости торможения. Как и при способе торможения путем полного или частичного перекрытия выхлопа сжатого воздуха из нерабочей полости пневмодвигателя, применение схем с подачей сжатого воздуха в нерабочую полость требует точного расчета времени переключения распределителей с учетом ряда факторов, что представляет достаточноРегулироватьсложнуюскоростьзадачу.выходного звена гидроцилиндра можно с помощью дросселей с обратным клапаном в гидролиниях между цилиндром и поршневыми пневмогидровытеснителями (рис. 42, о). При необходимости точного регулирования скорости в одном направлении и быстрого возврата ведомого звена цилиндра в исходное положение рекомендуется устанавливать один пневмогидровытеснитель и дроссель с обратным клапаном.

Регулировать скорость выходного звена пневмодвигателя можно подключая емкости (рис. 42, п, р). Схема с емкостью на входе (рис. 42, п) благодаря использованию двухпозиционного трехлинейного распределителя

68

позволяет реализовать три режима при перемещении выходного звена пневмодвигателя: без сброса в атмосферу, со сбросом в атмосферу, с отключением от линии без сброса в атмосферу (в последнем случае один из выходов распределителя должен быть заглушен). С точки зрения снижения энергетических потерь в пневмоприводе схемы без сброса воздуха из емкости на входе в атмосферу являются предпочтительными. На рисунке 42, р емкость на выходе через двухпозиционный пятилинейный распределитель сообщается с выхлопной полостью пневмоцилиндра. Установка двухлинейного распределителя и регулируемого дросселя на выхлопе в атмосферу позволяет значительно улучшить настройку на заданный режим скорости выходного звена пневмодвигателя. Для облегчения перенастройки при изменении режима работы пневмодвигателя рекомендуется применение емкостей с регулированием объема.

Схемы пневмоприводов с торможением выходного звена пневмодвигателя путем применения механических амортизаторов на практике используют редко, в основном для короткоходовых цилиндров малого размера, функционирующих без присоединенной массы (фиксаторов, упоров и др.). Жесткость характеристик механических амортизаторов, возможность отскока и низкая долговечность делают целесообразным их применение в сочетании с другими способами торможения (комбинированный способ), например в сочетании с дросселями в напорной или выхлопной линии пневмодвигателя. В этих схемах путем настройки дросселей добиваются минимально возможной скорости подхода ведомого звена к конечному положению, при которой механический амортизатор обеспечит остановку без отскока и повреждений.

Принцип действия пневматических амортизаторов аналогичен принципу перекрытия выхлопной полости пневмодвигателя на участке торможения. Существует много схем торможения с использованием пневматических амортизаторов, одна из них приведена на рисунке 42, с. Торможение выходного звена пневмодвигателя при его перемещении влево обеспечивается благодаря сжатию воздуха в полости пневматического амортизатора при нажатии упора, закрепленного на штоке цилиндра, на толкатель амортизатора. Регулирование интенсивности торможения достигают настройкой дросселя. Постоянная связь полости амортизатора с пневмосетью предохраняет пневмопривод от чрезмерного повышения давления в полости амортизатора и снижает энергопотери в системе. При необходимости торможения в обоих направлениях следует установить еще один пневмоамортизатор.

На рисунке 42, г дан один из вариантов схемы торможения с гидравлическим амортизатором. Аналогично схеме с пневматическим амортизатором торможение выходного звена пневмодвигателя осуществляется при воздействии упора на толкатель амортизатора. Как правило, конструкция гидравлического амортизатора выполнена так, что на тормозном участке проходное сечение гидравлического дросселя плавно уменьшается. Это позволяет значительно смягчить удар и получить характеристику жесткости,

69

близкую к характеристике сжимаемой пружины. Возврат гидравлического амортизатора в исходное положение обеспечивается вытеснением жидкости из пневмогидровытеснителя через обратный клапан.

Схемы с гидравлическими амортизаторами обычно применяют в пневмоприводах с большими скоростями перемещения и массой подвижных частей там, где использование других способов торможения выходного звена пневмодвигателя невозможно. Для улучшения динамических характеристик пневмопривода рекомендуется использовать гидравлические амортизаторы в сочетании со способами перекрытия выхлопной полости или подачи в выхлопную полость противодавления на участке торможения. Это позволяет исключить ударные нагрузки и снизить энергетические потери в пневмоприводеКакуже отмечалось. , в ряде случаев рациональным является сочетание нескольких способов торможения выходного звена пневмодвигателя. Иногда комбинированный способ торможения закладывается проектантом для обеспечения заданного закона торможения, но чаще всего к нему прибегают эксплуатационники тогда, когда изготовленный пневмопривод не удовлетворяет заданным требованиям к торможению. Наиболее часто на практике сочетают с гидроамортизатором: дроссели с регулированием давления; дроссели с емкостями; дроссели с механическими амортизаторами; перекрытие выхлопной полости или подачу сжатого воздуха в выхлопную полость.

Дроссельное регулирование гидроприводов

При дроссельном регулировании скорости движения выходного звена гидропривода расход жидкости, поступающей в гидродвигатель, меняется за счет изменения гидравлического сопротивления гидролинии и отвода части потока жидкости в гидробак без совершения полезной работы. Этот способ регулирования применяется в гидроприводах поступательного, вращательного и поворотного движения небольшой мощности (до 3–5 кВт), наиболее широко

–

в гидроприводах поступательного движения. Его основные преимущества: возможность плавного изменения скорости; простота конструкции гидравлических устройств и невысокая стоимость; малые усилия, требуемые для перемещения запорно-регулирующих элементов гидравлических устройств. Однако гидроприводы с дроссельным регулированием имеют низкий кпд, обусловленный самим принципом дросселирования потока рабочей жидкости. В гидроприводах с дроссельным регулированием применяются преимущественно нерегулируемые насосы. По схеме работы гидроприводы с дроссельным регулированием можно разделить на две группы: с постоянным и переменным давлением. Для первых характерно наличие переливного клапана, который поддерживает в напорной гидролинии постоянное давление путем непрерывного слива рабочей жидкости в гидробак. У вторых давление в напорной гидролинии изменяется в зависимости от нагрузки гидродвигателя, а часть рабочей жидкости сливается в гидробак через дроссель. При дроссельном

70