Материал: 2008

1, а при подаче сжатого воздуха в бесштоковую полость цилиндра 2 исполнительный шток перемещается в следующую позицию. Таким образом обеспечиваются три фиксированных положения исполнительного штока. Несколько иная конструкция позиционера (рис. 13, д), представляющего собой трехпозиционный пневмоцилиндр. Здесь среднее положение штока обеспечивается при подаче сжатого воздуха в оба воздухоподводящих отверстия 1 и 2, при соединении подводного отверстия 1 с атмосферой шток втягивается, а при соединении отверстия 2 с атмосферой и отверстия 1 с источником давления шток выдвигается.

Рис. 13. Поршневые позиционеры

Мембранные пневмодвигатели

Мембранные пневмодвигатели применяют в зажимных, фиксирующих, переключающих, тормозных, прессующих устройствах станков, прессов, сварочных и других машин, в приводах арматуры с тяжелыми условиями работы, обусловленными загрязненностью окружающей среды, низким качеством очистки сжатого воздуха от механических частиц и влаги. Преимущества мембранных цилиндров – малая трудоемкость при изготовлении, высокая герметичность рабочей полости, отсутствие необходимости в подаче распыленного масла и низкие эксплуатационные расходы; недостатки – малая величина хода, непостоянство усилия по ходу, относительно низкая долговечность мембран. Мембранные двигатели применяют преимущественно одностороннего действия с пружинным возвратом и без него, реже двустороннего действия. Мембраны могут быть эластичные (из резины, резинотканевых и синтетических материалов) и металлические (из специальных сортов стали, бронзы и латуни толщиной листа 0,2–1,5 мм). В пневмоприводах станков, прессов и других машин применяют, как правило, эластичные мембраны, которые в зависимости от формы

31

поперечного сечения разделяют на плоские и фигурные. Плоские мембраны при работе на поверхности не имеют изгибов сечения, достигающих 180°, а фигурные имеют, что дает им возможность сворачиваться при ходе штока с поверхности опорного диска на внутреннюю цилиндрическую поверхность камеры, при этом обеспечивается относительно больший ход с высоким механическим кпд. Конструкции мембранных цилиндров с плоской и фигурной мембраной приведены на рисунке 14.

а) б)

Рис. 14. Мембранные пневмодвигатели одностороннего действия с плоской мембраной (а) и двустороннего действия с фигурной мембраной (б)

Диаметр мембраны (в месте заделки) определяют по следующим формулам:

обычно принимают в пределах 0,6–0,8. При меньших значениях 1 усилие, развиваемое мембранным цилиндром, более равномерно в пределах хода штока, но эффективная площадь мембраны и развиваемое усилие на штоке уменьшаются. Не рекомендуется выбирать 1 > 0,8, так как это приводит к

32

уменьшению хода штока и увеличению нелинейности статической характеристики мембраны.

Толщина плоских резиновых мембран без гофра:

где [ CP ]– допускаемое напряжение на срез. Для листовой резины с прочностью на разрыв 5 МПа при использовании ее с одной тканевой прокладкой можно принимать значения [ CP ] в зависимости от толщины резиновых мембран, приведенные ниже:

Величину хода штока определяют в зависимости от допустимого прогиба плоской мембраны. Чрезмерное увеличение прогиба приводит к снижению усилия, снимаемого со штока вследствие потерь давления на растяжение, и снижению долговечности мембраны. В таблице 3 даны рекомендуемые значения максимального хода штока мембранных цилиндров с плоскими мембранами в зависимости от избыточного магистрального давления.

Для плоских штампованных мембран с гофром максимальное значение прогиба рекомендуется принимать не более (0,20–0,25) DM .

Поворотные пневмодвигатели

Поворотные пневмодвигатели предназначены для поворота на ограниченный угол рабочих органов автоматизируемых объектов. В зависимости от конструкции рабочей камеры их подразделяют на поршневые и пластинчатые. По количеству фиксированных положений выходного вала они могут быть двухили многопозиционными.

33

Поршневые поворотные пневмодвигатели. В отечественной и зарубежной промышленности нашли применение поршневые пневмодвигатели с передаточными механизмами следующих типов: реечными, рычажными, винтовыми и цепными. На рисунке 15 представлена конструкция двухпозиционного поршневого поворотного двигателя типа ПДП, который состоит из двух пневмоцилиндров с рейкой 1 на штоке, находящейся в зацеплении с зубчатым колесом 2, установленным в блоке 3. Поворотное движение колеса 2 осуществляется при подаче сжатого воздуха в поршневые полости. Наличие демпфирующих устройств исключает удары поршней о крышкуВмногопозиционномцилиндров в конце пховоротномда. двигателе (рис. 16) зубчато-реечная передача 1 приводится в движение многопозиционными цилиндрами 2 и 3, при этом обеспечивается поворот вала на заданный угол.

Рис. 15. Двухпозиционный поворотный пневмодвигатель типа ПДП

Рис. 16. Многопозиционный поворотный пневмодвигатель

Пневмодвигатели с передаточным механизмом рычажного типа по конструкции аналогичны двигателям с реечным механизмом, но реечное зацепление в них заменено поворотным рычагом, что делает пневмодвигатели этого типа проще и дешевле. Однако пневмодвигатели последнего типа не допускают углов поворота выходного вала свыше 90–100°.

На рисунке 17 приведена конструкция пневмодвигателя с рычажным механизмом, предназначенного для дистанционного управления запорными и регулирующими механизмами. Он состоит из закрытого крышками 1 и 4

34

корпуса 6 с запрессованными гильзами 5, в которых перемещается поршень 7. Головки поршня уплотнены резиновыми манжетами 8. При подаче сжатого воздуха в рабочие камеры поршень приводит в движение рычаг 3, который вращает выходной вал 2.

Рис. 17. Поршнерычажный поворотный пневмодвигатель

Шиберные поворотные пневмодвигатели. На рисунке 18 схематично представлен поворотный двигатель с одной пластиной. Вал, выполненный заодно с пластиной, установлен на двух опорах в крышках. Между крышками находится корпус, выполненный в виде кольца. В корпусе между крышками расположена неподвижная перегородка, ограничивающая поворот лопасти, а следовательно, и выходного вала двигателя. В зазорах по контуру пластины выполнены специальные уплотнения.

Рис. 18. Схема пластинчатого поворотного двигателя с одной пластиной

Пневмомоторы

Пневмомоторы предназначены для преобразования энергии сжатого воздуха в непрерывное вращательное движение выходного вала. По виду рабочего элемента моторы подразделяют на шестеренные, пластинчатые, поршневые, мембранные, винтовые и турбинные. В зависимости от возможности получения вращения выходного вала в обе стороны или в одну моторы соответственно разделяют на реверсивные и нереверсивные.

35