Рис 0

Обеспечение заданного цикла и режима работы пневмопривода

90 руб.

Описание товара

Обеспечение заданного цикла и режима работы пневмопривода

        Система пневмопривода располагает широким набором аппаратуры управления, в частности логическими элементами и элементами памяти, что позволяет создавать систему управления циклом работы пневмопривода средней сложности, содержащего до 3 – 5 пневмодвигателей (пневмоцилиндров, пневмоповоротников, пневмромоторов), без применения системы электроавтоматики, используя только пневматические элементы управления. Такая система управления пневмоприводом называется системой пневмоавтоматики. Эффективность применение системы пневмоавтоматики для управления пневмоприводом объясняется наличием у нее ряда преимуществ, которые заключаются в следующем:

  • простота, надежность и более низкая стоимостью, особенно при управлениями 2 – 3 пневмоцилиндрами, чем при использовании системы электроавтоматики на базе программируемого контроллера,
  • пожаро – взрывобезопасность,
  • отсутствие необходимости в различного рода средствах безопасности, которые необходимы при использовании системы электроавтоматики,
  • простота эксплуатации (наладка, регулировка) не требующая присутствия программиста или инженера – электроника.

В общем случае система пневмоавтоматики строится с использованием следующих управляющих элементов:

  • управляющие воздухораспределители, обеспечивающие непосредственную подачу сжатого воздуха в рабочие полости пневмодвигателя (пятилинейный, трехпозиционный воздухораспределитель с двухсторонним пневматическим управлением),
  • контролирующие элементы, обеспечивающие контроль выполнения конкретным пневмодвигателем требуемого перемещения  (трехлинейный двухпозиционный воздухораспределитель с механическим управлением и пружинным возвратом, обычно используемые по нормально – замкнутой схеме, пятилинейный, двухпозиционный воздухораспределитель с пружинным возвратом),
  • логические элементы (элемент «И», элемент «ИЛИ», элемент «ДА», элемент «НЕТ»).
  • элементы памяти (пятилинейный, двухпозиционный воздухораспределитель с пневматическим управлением, элемент «ПАМЯТЬ»)

Рассмотрим систему пневмоавтоматики управляющую циклом работы двух пневмоцилиндров без использования логических элементов и элементов памяти, пневматическая схема которой показанной на Рис 2, а циклограмма последовательности их работы приведена на Рис 1

1

2Работает пневматическая система следующим образом. При включении кнопки Кн воздух поступает к П1ВР1, что приводит к переключению воздухораспре- делителя ВР1 в левое положение, поступлению воздуха в поршневую полость пневмоцилиндра Ц1, сбросу воздуха в атмосферу из штоковой полости и выдвижению его штока (воздух к кнопке Кн подводится от ВК1, который находится во включенном положении при исходном положении штока пневмоцилиндра). При нахождении штока пневмоцилиндра Ц1 в исходном положении воздух от ВК2 поступает к П4ВК4. В конце хода штока пневмоцилиндра Ц1 срабатывает ВК2 и подает воздух к ВК4 который находится в положении, обеспечивающем подачу воздуха к П3ВР2, что переключает воздухораспределитель ВР3 в левое положение и воздух от него поступает  в поршневую полость пневмоцилтндра Ц2, а из штоковой полости Ц2 воздух идет в атмосферу и его шток выдвигается. В конце хода штока пневмоцилиндра Ц срабатывает ВК4 и подача воздуха к П3ВР2 прекращается и он под действием пружины возврата переключается в правое положение. В результате этого воздух от воздухораспределителя ВР2 поступает в штоковую полость пневмоцилиндра Ц2, а из поршневой полости сбрасывается в атмосферу, и его шток втягивается включая при возврате в исходное положение ВК3. Это приводит к тому, что воздух подводимый к ВК3 от ВК4 подается к П2ВР1 и он переключается в правое положении и воздух от него поступает в штоковую полость пневмоцилиндра Ц1, а из поршневой полости сбрасывается в атмосферу, и его шток втягивается. На этом цикл работы пневмопривода заканчивается.

Рис 3Рис. 3. Пневмосхема управления тремя пневмоцилиндрами

       На Рис. 3 показана система пневмравтоматики управляющая циклом работы трех пневмоцилиндров, содержащая элементы «ПАМЯТЬ». Циклограмма последовательности работы пневмоцилиндров показана на Рис 4. Рассматриваемая система пневмоавтоматики управляющая тремя пневмоцилиндрами Ц1 – Ц3 содержит три пятилинейных двухпозиционных управляющих воздухораспределителя с пневматическим управлением ВР1 – ВР3, шесть трехлинейных двухпозиционных контролирующих воздухораспределителя с механическим управлением ВК1 – ВК6, два элемента «ПАМЯТЬ», выполненные в виде пятилинейных двухпозиционных воздухораспределителей с пневматическим управлением ВР4 и ВР5.

Рис 4Рис. 4. Циклограмма работы пневмопривода

       Работа системы пневмоавтоматики осуществляется следующим образом. При включении кнопки воздух от воздухораспределителя ВР5 находящегося в левом положении, через ВК5 находящийся во включенном положении поступает к П1ВР1, что приводит к его переключению в левое положение, поступлению воздуха в поршневую полость пневмоцилтндра Ц1, сбросу в атмосферу воздуха из штоковой полости и выдвижению его штока. В конце хода штока пневмоцилиндра Ц1 включается ВК2 и воздух поступает к П2ВР1, что приводит при выключенной кнопке Кн к его переключению в правое положение, а также поступлению воздуха к П2ВР5, что приводит к его переключению в правое положение. Переключение воздухораспределителя ВР1 в правое положение приводит к возврату штока пневмоцилиндра Ц1 в исходное положение и включению ВК1. При переключении ВР5 в правое положение воздух от воздухораспределителя ВР5 поступает на подвод ВР4, который в это время находится в правом положении и от него на подвод к ВК1, а его включенное положение обеспечивает подачу воздуха к П1ВР2, который при этом переключается в левое положение. Переключение воздухораспределителя ВР2 в левое положение приводит к поступлению воздуха в поршневую полость пневмоцилиндра Ц2 и выдвижению его штока, в конце хода которого срабатывает ВК4. В результате этого воздух от ВК4 поступает к П2ВР2, что приводит к переключении ВР2 в правое положение, и шток прневмоцилиндра Ц2 возвращается в исходное положение и включает ВК3, а переключение ВР4 в левое положение приводит к подаче воздуха на подвод к ВК3 и его дальнейшему поступлению на П1ВР3, что приводит к переключению воздухораспределителя ВР3 в левое положение. При переключении воздухораспределителя ВР3 в левое положение воздух поступает в поршневую полость пневмоцилиндра Ц3, сбрасывается в атмосферу из штоковой полости и таким образом обеспечивается выдвижение его штока, который в конце хода включает ВК6, что приводит к поступлению воздуха к П2ВР3, и переключению ВР3 в правое положение. Воздух также поступает к П1ВР5, что приводит к переключению ВР5 в левое положение и к П2ВР4, что приводит к переключению ВР4 в правое положение. Переключение воздухораспределителя ВР3 в правое положение обеспечивает возврат штока Ц3 в исходное положение при котором включается ВК5, и воздух через него, при нахождении воздухораспределителя ВР5 в левом положении, подводится к кнопке . Переключение воздухораспределителя ВР5 в левое положение и воздухораспределителя ВР4 в правое возвращает систему пневмроавтоматики в исходное положение, при котором воздух от воздухораспределителя ВР4 подается к ВК1, а от воздухораспределителя ВР5 к ВК5.

     Однако не всегда возможно осуществить управление пневмоцилиндром(ми), используя только воздухораспределители с механическим управлением (пневматические конечные выключатели), например из-за отсутствия места для их установки. В этом случае могут быть использованы логические элементы ДА, НЕТ, ИЛИ. Примером использования логических элементов управления, может служить пнев-мосхема управления исполнительным механизмом полуватомата для завивки стяжки в С – образное кольцо, конструкция которого показана на Рис 5.

Рис 5Рис 5 Исполнительный механизм полуавтомата для завивки стяжки в С – образное кольцо

         Он состоит из пневмоцилиндра прижима 1, пневмоповоротника 2, механизма прижима 4, завивочной оправки 5, упора с магнитом 6, которые установлены на стойке 3. Пневмоцилиндр прижима 1 через крышку 7 неподвижно закреплен на корпусе 8, который в свою очередь установлен на стойке 3 в вертикальном положении, а пневмоповоротник 2, расположенный горизонтально, установлен на стойке 3 посредствам плиты 24. Шток 9 пневмоцилиндра 1 соединен с ползуном 10, в пазу 11, которого расположен механизм прижима 4, состоящий из шарнирно установленных на осях 12, двух рычагов 13 с гибочными роликами 14 и 16, поджатых к боковой поверхности поверхности паза 11 пружиной 17. Ролики 14 и 16 шарнирно установлены в рычагах 13 на осях 18 и 19. В ползуне 10 установлены регулируемые упоры 20, определяющие угол поворота рычагов 13 при их упоре в оправку 5, положение которых фиксируется посредствам гаек 29, упирающихся во втулки 15. Завивочная оправка 5 снабжена фиксатором 21, имеющим в верхней части радиусную поверхность и выступ 23 для установки и фиксации исходной заготовки при ее завивке. Завивочная оправка 5, установленная в отверстии выходного вала пневмоповоротника 2, фиксируется в нем по-средствам шпонки 25, втулки 26 шайбы 27 и болта 28.

          Работа полуавтомата осуществляется следующим образом. Исходная заготовка устанавливается своим пазом на выступ 23 фиксатора 21 завивочной оправки 5, а ее противоположный конец поддерживается упором с магнитом 6. По команде оператора начинается автоматический цикл завивки исходной заготовки, при этом происходит опускание штока 9 пневмоцилиндра 1. Это приводит к перемещению вниз ползушки 10, при этом рычаги 13 с роликами 14 и 16, при упоре в оправку с установленной исходной заготовкой, расходятся в противоположные стороны. Далее в автоматическом цикле подается команда на поворот оправки 5. При этом включается пневмоповоротник 2 и вращает оправку против часовой стрелки на угол 360 град. После окончания поворота завивочной оправки 5 исходная заготовка под воздействием роликов 14 и 16 принимает форму С – образного кольца. Затем подается команда на подъем ползуна 10, при этом шток 9 пневмоцилиндра 1 втягивается, рычаги 13 с роликами 14 и 16 вместе с ползуном 10 поднимаются вверх и прижимаются к боковым стенкам ползуна 10 пружиной 17, а завивочная оправка 5 на которой находится готовая деталь вместе с валом пневмоповоротника 2, поворачиваясь на угол 360 град. по часовой стрелке, возвращается в исходное положение. После этого готовая деталь снимается с оправки, а на фиксатор 21 оправки 5 устанавливается новая заготовка.

На Рис 6 показана циклограмма работы полуавтомата, а пневмосхема управления на Рис 7.

Рис 6Рис 6 Циклограмма работы пневмопривода полуавтомата

Рис 7Рис 7 Пневмосхема управления пневмоавтоматом содержащим пневмоцилиндр и пневмоповоротник с использованием логических элементов

        Работает пневмопривод следующим образом. В исходном положении воздух от блока подготовки воздуха поступает:
– к подводу 0 воздухораспределителя Р3 (к педали) и далее в штоковую полость пневмоцилиндра Ц1,
– к подводу 0 воздухораспределителя Р2 и далее от 1.ВР2 в рабочую полость пнев-моповоротника Ц2,
– к подводу Р логических элементов Л1 и Л2,
– от 2.ВР3 в управляющую магистраль x логических элементов Л1 и Л2,
– от 2.ВР3 к подводу П1 воздухораспределителя ВР1,
– от 2.ВР3 к подводу П1 воздухораспределителя ВР2,
При этом поскольку, воздух поступает на управляющий вход x логических элементов Л1 и Л2 то на их выходе соответственно воздух отсутствует (принцип работы логического элемента «НЕТ» заключается в том, что он срабатывает и подает на выходе воздух только при отсутствии управляющего сигнала на входе x. Поэтому пневмораспределители ВР1 и ВР2 находятся в положении показанном на принципиальной пнев-мосхеме, а пневмоцилиндры соответственно находятся в исходных положениях:
– шток пневмоцилиндра прижима заготовки Ц1 поднят,
– выходной вал пневмоповоротника Ц2 с гибочной оправкой находится в крайнем положении после поворота по часовой стрелке.
При нажатии на педаль происходит переключение воздухораспределителя ВР3 в левое положение, при этом воздух от отвода 2 поступает к подводу 0 воздухораспределителя ВР1, и далее к логическому элементу «ИЛИ» и в поршневую полость пневмоцилиндра Ц1, что приводит к опусканию его штока вниз и прижиму заготовки к гибочной оправке, при этом воздух из штоковой полости пневмоцилиндра Ц2 идет на сброс. Это приводит к прекращению подачи воздуха в управляющие магистрали x логических элементов Л1 и Л2 и их включению, при котором воздух от их отводов А подается:
– от АЛ1 к подводу П2ВР2, что приводит к переключению ВР2 в правое положение и подаче воздуха в противоположную полость пневмоповоротника Ц2 и как следствие повороту гибочной оправки с завиваемой заготовкой против часовой стрелки,
– от АЛ2 к подводу П2ВР1 что приводит к переключению ВР1 в правое положение и подаче воздуха через регулятор давления Р и логический элемент «ИЛИ» – К в поршневую полость пневмоцилиндра Ц2 с пониженным давлением.
В результате этого, происходит вращение гибочной оправки с заготовкой стяжки против часовой стрелки и за счет ее прижима к оправке гибочными роликами с уменьшенным усилием происходит ее завивка в кольцо С – образной формы без нарушения защитного покрытия ее поверхности. При отпускании педали воздухораспределитель Р3 возвращается в исходное положение, что приводит к поступлению воздуха к подводам пневмораспределителей П1ВР1, П1ВР2 и подводам x логических элементов «НЕТ» Л1 и Л2, а также в штоковую полость Ц1 и противоположную рабочую полость пневмоповоротника Ц2. При этом происходит подъем штока пневмоцилиндра  Ц1 и последующий поворот вала пневмоповоротника Ц2 с гибочной оправкой по часовой стрелке. Таким образом, все пневмоаппараты приходят в исходное положения и цикл работы полуавтомата заканчивается.

         Недостатком трех рассмотренных систем пнавмоавтоматики является обеспечение жесткого цикла работы пневмоцилиндров, тогда как в реальных условиях и прежде всего при наладке оборудования необходимо обеспечить увеличенные или уменьшенные промежутков времени между работой отдельных механизмов машины приводимых в движение пневмоцилиндрами. Иногда необходимо обеспечить последовательно – параллельную работу механизмов с регулированием начала работы каждого последующего по отношению к окончанию периода работы предыдущего. В таком случае гораздо большие возможности для создания более гибкого (регулируемого) цикла работы механизмов дает система пневмоавтоматики управляемая кулачковым командоаппаратом, движение выходного вала которого синхронизировано с движением ведущего звена основного исполнительного механизма оборудования, а угловое положение кулачков регулируется. Рассмотрим систему пневмоавтоматики, в которой контролирующие элементы работают, получая управляющие сигналы от кулачкового вала, и перемещающихся штоков рабочих пневмоцилиндров, а элементы «ПАМЯТЬ» дают разрешение на включение контролирующих элементов в определенные моменты цикла работы пневмопривода (см. Рис . 8).

Рис 8Рис.8. Схема управления тремя пневмоцилиндрами с использованием кулачкового вала

        На Рис. 8 показана система пневмоавтоматики,в которой контролирующие элементы работают, получая управляющие сигналы от кулачкового вала, и перемещающихся штоков рабочих пневмоцилиндров, а элементы «ПАМЯТЬ» дают разрешение на включение контролирующих элементов в определенные моменты цикла работы пневмопривода. Пневмопривод содержит три последовательно работающих пневмоцилиндра Ц2, Ц3, Ц4 и пневмоцилиндр Ц1 управления циклом работы пневмопритвода. Наличие кулачков расположенных на валу с возможностью регулировки их углового положения позволяет осуществить регулировку начала работы пневмоцилиндров Ц2, Ц3, Ц4 (см. циклограмму на Рис.9).

Рис 9Рис.9. Циклограмма работы пневмопривода

       Система пневмоавтоматики работает следующим образом. При включении кнопки Кн воздух поступает к П1ВР1, что приводит к переключению воздухораспределителя ВР1 в левое положение, и к П1ВР5, что приводит к переключению воздухораспределителя ВР5 также в левое положение. При переключении воздухораспределителя ВР1 в левое положение воздух подается в поршневую полость пневмоцилтндра Ц1, из штоковой полости воздух сбрасывается в атмосферу и его шток выдвигаясь поворачивает против часовой стрелки кулачковый вал. При переключении воздухораспределителя ВР5 в левое положение воздух от него поступает к ВК1, и как только в процессе вращения вала кулачок Кл1 включает его, воздух подается на П1ВР2, что приводит к его переключению в левое положение и обеспечивает поступление воздуха в поршневую полость пневмоцилтндра Ц2, сбросу воздуха из штоковой полости в атмосферу и выдвижению его штока, который в конечном положении включает ВК4. При этом воздух поступает к П2ВР5 при выключенной кнопке КН и переключает его в правое положение, при котором прекращается подача воздуха к ВК1, а также к П2ВР2, что переключает его в правое положение, и к П1ВР6, что переключает его в левое положение. При переключении воздухораспределителя ВР2 в правое положение происходит возврат в исходное положение штока пневмоцилиндра Ц2, а при переключении воздухораспределителя ВР6 в левое положение воздух от него подводится к ВК2 и как только в процессе вращения вала он включается кулачком Кл2 воздух поступает к П1ВР3, который при этом переключается в левое положение. При переключении воздухораспределителя ВР3 в левое положение воздух поступает в поршневую полость пневмоцилиндра Ц3,  сбрасывается в атмосферу из штоковой полости и его шток выдвигается, включая в конце хода ВК5. Включение последнего приводит к подводу воздуха к П2ВР6, что приводит к переключению воздухораспределителя в правое положение и как следствие прекращению подачи воздуха к ВК2, поступлению воздуха к П2ВР3 и его переключению в правое положение, и поступлению воздуха к П1ВР7 и переключению его в левое положение. При переключении ВР3 в правое положение шток пневмоцилиндра Ц3 возвращается в исходное положение, а при переключении ВР7 в левое положение воздух от него подается к ВК3 как только в результате вращения вала его включит кулачок Кл3 воздух поступает к П1ВР4 и переключает его в левое положение. При этом воздух от воздухораспределителя ВР4 поступает в поршневую полость  пневмоцилиндра Ц4 и сбрасывается в атмосферу из штоковой полости и его шток выдвигается, включая в конце хода ВК7, что приводит к подаче воздуха к П2ВР7 и  переключению воздухораспределителя ВР7 в правое положение, прекращающему подачу воздуха к ВК3 и подающему воздух к П2ВР4, что переключает воздухораспределитель ВР4 в правое положение. При переключении воздухораспределителя ВР4 в правое положение шток пневмоцилиндра Ц4 возвращается в исходное положение и в конце хода включает ВК6. При переключении воздухораспределителя ВР7 в правое положение воздух через ВК8, находящийся во включенном положении начинает поступать к ВК6, от которого он идет на П2ВР1, что приводит к его переключению в правое положение и подаче воздуха в штоковую полость пневмоцилиндра Ц1, а также его сбросу в атмосферу из поршневой полости, втягиванию штока пневмоцилтндра Ц1, вращению кулачкового вала по часовой стрелке и возврату в исходное положение. Это приводит к выключению ВК8 и прекращению подачи воздуха к ВК6 и соответственно к П2ВР1. После возврата кулачкового вала в исходное положение система пневмоавтомати также приходит в начальное состояние и готова к выполнению следующего цикла работы.

Обеспечение заданного режима работы пневмопривода

В общем случае режим работы пневмопривода должен обеспечивать:

  • постоянство скорости в процессе движения выходного звена пневмодвигателя (штока пневмоцилиндра, вала пневмоповоротника),
  • разгон в начале и торможение в конце хода выходного звена пневмодвигателя,
  • давление в рабочих полостях пневмодвигателя, позволяющее развивать требуемые усилия на его выходном звене,
  • необходимое количество и величину перемещений выходного звена пневмопривода, или пневмоповоротника с требуемой точностью.

Скорость перемещения выходного звена пневмодвигателя регулируется с помощью дросселей,  обычно устанавливаемых в магистрали по которой воздух сбрасывается в атмосферу при рабочем ходе. Однако такой способ регулирования скорости перемещения, например штока пневмоцилиндра, не обеспечивает достаточного уровня плавности особенно при изменении усилия действующего на шток. Наиболее простым и надежным способом обеспечения заданной скорости перемещения штока пневмоцилиндра, которая не зависит от изменения величины усилия действующего на шток является замена воздуха, как рабочей среды, подаваемой в рабочую полость пневмоцилиндра, на жидкость (масло) низкого давлении. Рис 10

Рис. 10 Пневмосхема привода с ис- пользованием в качестве рабочей среды масла низкого давления

        Пневмосхема привода с использованием в качестве рабочей среды масла низкого давления показана на Рис 10. Она состоит из пневмоцилиндра Ц, воздухораспределителя ВР, с электромагнитным управлением, пневмогидроаккумулятора А и двух гидравлических дросселей с обратным клапаном Д1 и Д2, установленных навстречу друг другу в магистрали соединяющей пневмогидроаккумулятор А с поршневой полостью пневмоцилиндра Ц. При включении электромагнита Э1 (воздухораспределитель ВР находится в положении показанном на Рис 10) воздух от воздухораспределителя ВР поступает в штоковую полость пневмоцилиндра Ц, а из  его поршневой полости масло вытесняется через обратный клапан дросселя Д1 и дроссель Д2 в пневмогидроаккумулятор А. При этом, скорость втягивания штока пневмоцилиндра Ц регулируется  величиной настройки гидравлического дросселя Д2. При включении электромагнита Э2 (воздухораспределитель ВР переключается в правое положение) воздух от воздухораспределителя ВР поступает в пневмогидроаккумулятор А и заставляет находящееся в нем масло через обратный клапан дросселя Д2 и дроссель Д1 поступать в поршневую полость пневмоцилиндра Ц, а воздух из его штоковой полости в это время сбрасывается в атмосферу. При этом скорость выдвижения штока пневмоцилиндра Ц регулируется величииной настройки дросселя Д1.

     В пневматических приводах работающих с большими скоростями и перемещающими значительные массы для обеспечения точной остановки выходного звена приводимого механизма возникает необходимость уменьшения инерционных нагрузок, что достигается путем снижения скорости перемещения штока пневмоцилндра в конце хода. При этом в конструкцию пневмоцилиндра дополнительно устанавливаются два дополнительных поршня 1 и 2 и два дросселя Д1 и Д2, а в крышках пневмоцилиндра выполнены дополнительные цилиндрические расточки (см. Рис 11а). Снижение скорости в конце хода штока в таком пневмоцилиндре достигается за счет того, что дополнительные поршни 1 или 2 при подходе к крайнему положению, входя в ответные полости в крышке, перекрывают части объема воздуха, находящегося в опорожняемой полости пневмоцилиндра, свободный сброс в атмосферу и заставляют его вытекать через дроссель в соответствующей крышке. Это создает повышенное давление в этой полости пневмоцилиндра, в результате чего движение поршня замедляется. Интенсивность торможения регулируется настройкой дросселей Д1 и Д2 . Общий вид покупного пневмоцилиндра с торможение в конце хода показан на Рис 11б.

Рис 11Рис. 11 Конструкция и общий вид пневмоцилиндра с торможением в конце хода

          На Рис 12 показана конструкция пневмогидравлического поворотного привода с торможением выходного вала в крайних положениях, в котором в качестве рабочей среды используется масло низкого давления. Привод содержит корпус 1 с каналами для подвода воздуха 8 и 9, в котором расположены гидрополость 2, рабочие пневмополости, 3 – прямого хода и 4 обратного хода и связанные общим штоком 5, поршни 6 и 7. Гидроемкость 2 расположена кооксиально пневмополости обратного хода 4 и соединена с последней посредствам каналов 10,11,12,13. В верхней части гидроемкости 2 установлен сепаратор 14 предназначенный для уменьшения скорости входящего в него потока воздуха. В поршень 6 встроен плавающий плунжер 15, поджатый пружиной 16. На штоке 5 закреплена зубчатая рейка 17 находящаяся в зацеплении с шестерней 18 и поджатая к ней роликами 19 для разгрузки штока 5 от радиальных усилий, возникающих при передаче крутящего момента в зубчато – реечной передаче. В поршень 6 встроен плавающий плунжер 20 поджатый пружиной 21. Плунжеры 15 и 21 при нахождении поршней 6 и 7 в крайних положениях перекрывают соответственно каналы 12 и 22. Истечение масла через канал 13 регулируется клапаном 23, а воздуха через канал 9 величиной дросселирующего отверстия 24. В исходном положении (как показано на Рис 11) пневмополость прямого хода 3 соединена с атмосферой посредствам воздухораспределителя (на Рис 11 не показан), а пневмополость обратного хода 4 заполнена маслом, при этом гидрополость 2 частично заполнена маслом, находящимся под давлением сжатого воздуха подаваемого через тот же воздухораспределитель.

Рис 12Рис. 12. Конструкция пневмогидравлического поворотного привода

       Работает поворотный пневмопривод следующим образом. Сжатый воздух через канал 9 и 22 поступает в пневмополость прямого хода 3, а канал 8 при этом соединен с атмосферой. Под действием сжатого воздуха плунжер 20 перемещается влево, открывая канал 22 и поршень 7 перемещается влево со скоростью определяемой перетеканием масла из полости обратного хода 4 по каналам 12, 10, 11 в гидроемкость 2. При этом рейка 17, перемещаясь вместе со штоком 5, вращает шестерню 18. В конце хода плунжер 15 перекрывает канал 12 и дальнейшее перетекание масла из пневмополости 4 и гидрополость 2 происходит через канал 13 и клапан 23, что приводит к замедлению скорости движения поршней 6 и 7 в конце хода влево. При обратном ходе пневмопривода сжатый воздух поступает в канал 8, а канал 9 соединяется с атмосферой, при этом, торможение в конце хода происходит после перекрытия канала 22 плунжером 20 и дросселирования воздуха через отверстия 24.

Рис 13Рис 13 Пневмоцилиндр с устройством для торможения поршня в конце хода, выполненным на основе золотника встроенного в поршень.

          На Рис 13 показан пневмоцилиндр с устройством для торможения поршня в конце хода, выполненным на основе золотника встроенного в поршень. Он содержит размещенные в корпусе 1 пневмоцилиндра, поршень 2 со штоком 3, которые образуют рабочие полости 6 и 12, кроме того на поршне 2 выполнен, контактирущий с отверстием 13 в корпусе 1 выступ 4 с центральным отверстием 5, в котором установлен поджатый пружиной 11 к крышке 19, золотник 8 с внутренней полостью 20. В выступе 4 поршня 2 выполнены радиальные отверстия 7, а в золотнике 8 – отверстия 9, через которые рабочая полость 6 может соединяться с рабочей полостью 12 пневмоцилиндра. Кроме того, в корпусе 1 пневмоцилиндра расположены дроссельная игла 15 и обратный клапан 16, при этом дроссельная игла 15 соединена с полостью 6 пневмоцилиндра каналом 17, а обратный клапан 16 каналом 18. Отверстие 13 соединено с воздухоподводящем отверстием 14 в корпусе 1.
Процесс торможения поршня в конце хода осуществляется следующим образом. После вхождения выступа 4 штока 3 в центральное отверстие 13 корпуса 1 пневмоцилиндра, давление воздуха в полости 6 начинает расти и движение поршня 2 замедляется. Эффективность торможения поршня 2 определяется настройкой дроссельной иглы 15, которая установлена между каналами, соединяющими полость 6 пневмоцилиндра с подводящим отверстием 14. Максимальное отрицательное ускорения возникает к концу хода поршня 2, когда давление в полости 6 в 3 – 4 раза превосходит давление в рабочей полости 12 пневмоцилиндра. В этот момент за счет силы инерции золотник 8 сжимает пружину 11 и сжатый воздух из полости 6 по каналам 7 и 9 поступает в полость 20 золотника 8, и далее через отверстие в крышке 19 в рабочую полость 12 пневмоцилиндра, в которой давление намного меньше. Сжатый воздух поступающий в полость 20 золотника 8, способствует его дальнейшему открытию (запаздыванию закрытия) благодаря тому, что давление воз-духа в полости пружины 11 и внутри золотника 8 выравнивается только через некоторое время, в течении которого на золотник действует сила неуравновешенности от давления воздуха, направленная в туже сторону, что и сила инерции. После достижения заданного ускорения давление справа и слева от поршня выравнивается и пружина 11 закрывает золотник 11. При таком режиме торможения исключается отскок поршня 2 от воздействия воздуха сжатого в полости 6, поскольку излишек потенциальной энергии пневмоподушки передается в рабочую полость 12 пневмоцилиндра. При движении поршня 2 влево воздух в полость 6 поступает из подводящего отверстия 14 через обратный клапан 16, что сокращает период
нарастания давления в полости 6 в момент трогания.

Рис 14Рис. 14. Конструкция пневмоцилиндра с торможением не зависящим от
внешней нагрузки

       На Рис 14 показана конструкция пневмоцилиндра обеспечивающая плавное торможение в конце хода независимо от внешней нагрузки на его шток за счет использования для торможения давления вытесняемого воздуха из нерабочей полости пневмоцилиндра.  Конструкция предлагаемого пневмоцилиндра содержит корпус 1, поршень 2 со штоком 3, и устройство для торможения поршня 2 в конце его хода в виде втулки 4 с кольцевой проточкой 5 и каналами 6 и 7 для сообщения последней со штоковой полостью 8 и полостью 9 штока 3. Устройство снабжено стержнем 10 соединенным с корпусом 1, который проходит через втулку 4 во внутрь полости 9 штока 3 и имеет на наружной поверхности две продольные канавки, канавка 11 для соединения поршневой полости 13 с кольцевой проточкой 5 во втулке 4 и канавка 12 для соединения полостей пневмоцилинра 8 и 9. При этом воздух поступает через штуцера 14 и 15 с установленными в них дроссельными шайбами, а втулка 4 установлена одновременно в полости 9 штока 3 и полости 16 поршня 2.

           Пневмоцилндр работает следующим образом. Воздух под давлением через штуцер 14 поступает в полость 13 и далее через продольную канавку 11, проточку 5 и канал 6 в полость 9, заполняя ее. Под действием давления воздуха в поршневой полости 13 поршень 2 со штоком 3 начинает перемещаться относительно корпуса 1 пневмоцилиндра и стержня 10. В результате этого, сообщение между полостями 13 и 5 через продольную канавку 11 прекращается и воздух под давлением находится в полости 5. При подходе поршня 2 со штоком 3 к положению соответствующему, например 0,8 от его полного рабочего хода, продольная канавка 12 на стержне 10 сообщается с каналом 7 во втулке 4 и воздух из полости штока 9 через канал 7 поступает в штоковую полость 8, создавая противодавление на поршень 2. При дальнейшем движении поршня 2 со штоком 3 к конечному положению сообщение между полостями 8 и 9 прекращается, а воздух в штоковой полости 8 под действием движения поршня 2 сжимается, оказывая дополнительное сопротивление перемещению поршня 2 и одновременно медленно стравливается через дроссельную шайбу в штуцере 15 в атмосферу. Таким же образом происходит торможение при обратном ходе поршня 2 со штоком 3, только при этом полость 9 заполняется воздухом через канал 7 и канавку 12, а сбрасывает воздух в поршневую полость13 через канал 6 и канавку 11.

          Перечисленные способы торможения пневмоцилиндра обладают одним общим не-достатком, который заключается в том, что торможение осуществляется в определенный момент его хода, а изменение величины участка торможения и места его расположения, что бывает необходимо при наладке исполнительного механизма, приводит к значительному снижению эффективности торможения. Регулирование скорости перемещения штока пневмоцилиндра и эффективности торможения на любом участке его пути может быть достигнуто за счет сброса воздуха в атмосферу из нерабочей полости пневмоцилиндра через регулятор давление (редукционный клапан), при его соединении с магистралью сброса воздуха по команде от системы пневмоавтоматики. Для понимания принципа такого способа регулирования скорости рассмотрим конструкцию регулятора давления, и способ его подключения к нерабочей полости пневмоцилиндра которые показаны на Рис 15.

Рис 15Рис. 15. Конструкция и схема работы регулятора давления

        Он состоит из сборного корпуса, состоящего из нижней части, в которой выполнены воздухоподводящие магистрали и клапан 4 с пружиной 5 и верхней части, в которой установлены регулировочный винт 1, пружина 2 и мембрана 3. Принцип работы регулятора давления основан на автоматическом изменении проходного сечения отверстия для потока воздуха на входе при изменении его давления и поддержания, таким образом, постоянства давления на выходе. Это обеспечивается за счет автоматического изменения положения дросселирующего клапана 4, регулирующего проходное сечение отверстия для прохода воздуха на входе при колебании давления в камере а, связанной с выходом, величина которого настраивается за счет регулирования усилия пружины 2 винтом 1.

Рис 16Рис. 16. Схема применения регулятора давления
для регулирования скорости торможения

        Показанная на Рис. 16 схема подключения регулятора давления, позволяющая при колебании давления в штоковой полости пневмоцилиндра, вызываемого изменением внешней нагрузки на штоке, за счет автоматической регулировки проходного сечения дросселирующего клапана 4, обеспечить постоянство пониженной скорости перемещения штока при торможении. Она состоит их пневмоцилинндра Ц, двух воздухораспределителей, управляющего пневмоцилиндром ВР1 и управляющего торможение его штока ВР2, регулятора давления Р, установленного в магистрали сброса в атмосферу воздуха из штоковой полости пневмоцилиндра, а также конечного выключателя ВК, управляющего, через систему электроавтоматики, электромагнитом Э3, воздухораспределителя ВР2. При нахождении воздухораспределителей ВР1 и ВР2 в положении указанном на Рис 16 воздух от воздухораспраделителя ВР1 поступает в поршневую полость пневмоцилиндра Ц, а из штоковой полости проходя через выключенный воздухораспределитель ВР2 сбрасывается в атмосферу через воздухораспределитель ВР1. В определенном месте рабочего хода штока пневмоцилиндра Ц срабатывает конечный выключатель ВК, который через систему электроавтоматики включает электромагнит Э3, переключающий воздухораспределитель ВР2 в правое положение и воздух из штоковой полости начинает сбрасываться в атмосферу через регулятор давления Р, с определенным противодавлением, что тормозит движение штока. Эффективность торможения определяется настойкой редукционного клапана Р.

Рис 17Рис. 17. Конструкция и общий вид гидроамортизатора

        Достаточо эффективный способ торможения пневмоцилинра в конце хода его штока заключается в применении гидроамортизаторов, которые в частности успешно применяются в автоматических манипуляторах с пневмоприводом. Конструкция гидроамортизатора и его общий вид показаны на Рис 17. Гидроамортизатор состоит из корпуса, который выполнен из двух труб наружной 2 и внутренней 10 с отверстиями 4 для перетекания тормозной жидкости 7, образующими замкнутую полость 3, выполняющую функцию аккумулятора, поршня 8, жестко соединенного со штоком 6, не конце которого установлен наконечник 1, возвратной пружины 5 и обратного клапана 9 встроенного в поршень 8.
Работает гидроамортизатор следующим образом. При ударном воздействии нагрузки на шток 6 с наконечником 1 пружина 5 сжимается и перемещающийся при этом вниз поршень 8 вытесняет тормозную жидкость из поршневой полости через отверстия 4 в камеру аккумулятора 3, при этом скорость ударного воздействия резко снижается. При снятии нагрузки шток 6 возвращается в исходное положение пружиной 5, при этом тормозная жидкость из камеры аккумулятора перетекает в поршневую полость намного быстрее за счет открытия обратного клапана 9.

           При проектировании пневмопривода оборудования автоматического действия, за-частую, для обеспечения его максимальной производительности возникает необходимость увеличения скорости перемещения, особенно в начальный момент движения исполнительного механизма. Для увеличения скорости перемещения поршня пневмоцилиндра необходимо увеличить расход воздуха поступающего в полость находящуюся под давлением (например поршневую полость) и ускорить сброс воздуха в атмосферу из противоположной полости (например из штоковой полости). Для увеличения расхода воздуха поступающего в поршневую полость пневмоцилиндра ее дополнительно соединяют с рессивером и увеличивают проходное сечение воздухоподводящего трубопровода. Для обеспечения ускоренного сброса воздуха из штоковой полости в месте ее соединения с воздухоподводящим трубопроводом устанавливают клапан быстрого выхлопа.

Рис 18Рис. 18. Схема управления пневмоповоротником предусматривающая быстрый поворот и плавное торможение в конце цикла работы

            На Рис 18 показана пневмосхема управления пневмоповоротником обеспечивающая быстрый поворот его вала против часовой стрелки и торможение в конце поворота, а затем быстрый поворот в исходное положение. Она состоит из пневмоповоротника Ц1, вал которого через обгонную муфту соединен с поворотным столом, ресивера Р, клапана быстрого выхлопа КБВ, управляющего воздухораспределителя ВР1, воздухораспределителя управляющего торможением ВР3, воздухораспределителя ВР4, работающего как элемент «ПАМЯТЬ», воздухораспределителя ВР2, обеспечивающего подключение ресивера Р к левой полости пневмоповоротника, а также контролирующих пневмоаппаратов ВК1, ВК2, логического элемента «ИЛИ», обратных клапанов КО и КО2, редукционного клапана РК и конпки Kн, обеспечивающей начало цикла работы пневмопривода.

        Работает пневмопривод следующим образом. При включении кнопки воздух поступает к П2ВР1 и П1ВР4, что приводит к переключению ВР1 в правое положение, а ВР4 в левое положение. Переключение ВР1 в правое положение приводит к тому, что воздух из пневмосети поступает в левую полость пневмвоповоротника (в это время клапан быстрого выхлопа КБВ перекрывает сброс воздуха в атмосферу), а из правой полости пневмоповоротника сбрасывается в атмосферу проходя через воздухораспределитель ВР3, находящийся в левом положении и вал пневмоповоротника, соединенный посредствам зубчато-реечной передачи со штоком начинает вращаться против часовой стрелки. Переключение воздухораспределителя ВР2 в левое положение обеспечивает подачу воздуха из ресивера Р также в левую полость пневмоповоротника, что увеличивает общий расход поступающего воздуха и соответственно скорость вращения вала. После поворота стола на определенный угол срабатывает ВК2 и воздух от него поступает к П2ВР4, в результате чего, при выключенной кнопке Кн, воздухораспределитель ВР4 переключается в правое положение и к П2ВР3, в результате чего, при выключенном ВК1 воздухораспределитель ВР3 также переключается в правое положение. При переключении воздухораспределителя ВР4 в правое положение воздух перестает поступать к П1ВР2 и воздухораспределитель ВР2 под действием пружины переключается в правое положение, что приводит к отключению потока воздуха подаваемого от ресивера Р в левую полость пневмоповоротника. При переключении воздухораспределителя ВР3 в правое положение воздух из правой полости пневмоповоротника начинает сбрасываться в атмосферу через редукционный клапан РК, что создает определенный подпор, величина которого определяется настройкой клапана. Все это приводит к снижению скорости вращения вала пневмоповоротника и обеспечивает его плавную остановку в крайней точке. Затем срабатывает ВК1 и воздух от него поступает к П1ВР3, переключая воздухораспределитель ВР3 в левое положение, и к П1ВР1, переключая воздухораспределитель ВР1 также в левое положение. При этом, воздух от воздухораспределителя ВР1 поступает в правую полость пневмоповоротника, а из левой сбрасывается в атмосферу через клапан быстрого выхлопа КБВ, что приводит к быстрому вращению по часовой стрелке вала пневмоповоротника и быстрому его возврату в исходное положении. Поскольку обратное вращение вала пневмоповоротника происходит практически без нагрузки, торможение в конце хода не предусмотрено.

      Наиболее часто пневмопривод используется в нестандартном оборудовании, а также в качестве привода для различного вида механизированных приспособлений для механической обработки, сварки и сборки, в которых для обеспечения необходимого усилия зажима детали при давлении сжатого воздуха 0,5 – 0,6 МПа диаметр пнемоцилндра становится недопустимо большим. Поэтому в приспособлениях такого типа нашли широкое применение пневмогидравлические усилители, которые, получая привод от пневмосети, обеспечивают подачу масла в зажимные гидроцилиндры с давлением 2,5 – 5,0 МПа, что позволяет уменьшить диаметр цилиндра в 2 – 3 раза, и при этом нет необходимости  иметь дорогостоящую гидростанцию в качестве привода.

Рис. 19. Рис 19 Конструкция пневмогидроусилителя двухступенчатого действия.

На Рис. 19 показана конструкция пневмогидроусилителя двухступенчатого действия. Он состоит из пневмоцилиндра включающего крышку 1, гильзу 2, проставку 15, образующие внутреннюю полость которая разделена поршнем 16 на поршневую камеру В и штоковую камеру Г, а шток 3 пневмоцилиндра входит в центральную расточку стакана 4 установленного внутри корпуса 5 и закрепленного на нижнем торце проставки 15 таким образом, что внутри стакана образована камера Б для масла высокого давления, а между наружной поверхностью стакана 12 и внутренней поверхностью корпуса 5 образована камера А для масла низкого давления. Подвод сжатого воздуха в пневмогидроусилитель осуществляется: в камеру А через штуцер 20, в поршневую камеру В пневмоцилиндра через штуцер 21, а в штоковую камеру Г через штуцер 23. Подвод масла низкого давления в исполнительный гидроцилиндр (гидроцилиндр на Рис 7 не показан) из камеры А осуществляется через трубку 14, трубку 6, штуцер 7 трубопровод 8, штуцер 9, центральную расточку и отверстие 24 в корпусе 12 клапанной коробки, которое соответствующим трубопроводом соединяется с поршневой полостью исполнительного гидроцилиндра. Подвод масла высокого давления, величина которого пропорциональна отношению квадратов диаметров поршня 16 и штока 3 превмоцилиндра, осуществляется из камеры Б через наклонное отверстие 28, центральную расточку и отверстие 24 в клапанной коробке 12. Для переключения пневмогидроусилителя из режима подачи масла низкого давления на режим подачи масла высокого давления в центральной горизонтальной расточке корпуса 12 клапанной коробки установлен плунжер 11 подпружиненный пружиной 26, а для слива излишков масла низкого давления в клапанной коробке 12 предусмотрен обратный клапан 27. Для контроля уровня масла в камере А на корпусе 5 выполнено отверстие, в котором установлен указатель уровня масла 13, для контроля давления масла подаваемого пневмогидроусилителем на клапанной коробке установлен манометр 25. Заливка масла в пневмогидроусилитель осуществляется через отверстие 18 на верхнем торце корпуса 5, закрываемое при работе соответствующей пробкой, а слив масла осуществляется через отверстие 19 в проставке 15, которое при работе также закрывается соответствующей пробкой.
Работает пневмогидроусилитель следующим образом. Сначала для осуществления предварительного зажима в поршневую полость исполнительного гидроцилиндра подает-ся масло под давлением 0,4 – 0,6 МПа (давление воздуха в заводской пневмосети). Для этого воздух от пневмосети подается через штуцер 20 и трубку 14, в верхнюю часть камеры А, что заставляет находящееся в ней масло через трубку 6, штуцер 7 трубопровод 8 и штуцер 9 центральную расточку и отверстие 24 клапанной коробки поступать в поршне-вую полость исполнительного гидроцилиндра. В это время плунжер 11, расположен в центральной горизонтальной расточке корпуса 12 клапанной коробки в крайнем правом положении, будучи прижат пружиной 26. Окончательный зажим осуществляется исполнительным гидроцилиндром при переключении пневмокрана (на Рис 7 не показан) в соответствующее положение, при котором сжатый воздух через штуцер 21 поступает в поршневую камеру В пневмоцилиндра, а из его штоковой камеры Г сбрасывается в атмосферу, что приводит к перемещению поршня 16 со штоком – плунжером 3 вверх. Под давлением плунжера 3 масло с увеличенным давлением из камеры Б через наклонное отверстие 28 в корпусе 12 клапанной коробки, поступает в ее центральную расточку, и преодолевая усилие пружины 26 смещает плунжер 11 влево, что приводит к тому, что он своим левым конусным торцем перекрывает поступление в рабочий цилиндр масла низкого давления и соединяет правую полость центральной расточки с отверстием 24 в корпусе 12 и далее масло высокого давления по соответствующему трубопроводу поступает в поршневую полость исполнительного гидроцилиндра . Возврат в исходное положение поршня исполнительного гидроцилиндра осуществляется при соответствующем переключении пневмокрана, что приводит к сбросу через штуцер 21 воздуха из поршневой камеры В в атмосферу и подаче сжатого воздуха через штуцер 23 в штоковую камеру Г, а также соединения с атмосферой камеры А через штуцер 20. При этом плунжер 11, клапанной коробки под действием пружины 26 возвращается в исходное положение и масло из поршневой полости исполнительного гидроцилиндра под действием пружины, или сжатого воздуха подаваемого в его штоковую полость перетекает по соответствующему трубопроводу, через отверстие 24 в корпусе 12, центральную расточку, штуцер 9, трубопровод 8, штуцер 7, трубку 6 в камеру А

 Рис 20Рис. 20. Конструкция пневмогидроусилителя с двумя повышенными ступенями
давления масла

      На Рис. 20 показана конструкция пневмогидроусилителя с двумя повышенными ступенями давления масла. Он содержит полый шток 1, закрепленный на нем поршень 2, образующий две пневмополости 3 и 4, поршень 5, установленный на штоке свободно и образующий две пневмополости 6 и 7, каналы 8 и 9, соединяющие гидрополость низкого давления 10, свободно н с гидрополостью 11 высокого давления, которая размещена в полом штоке 1 и связана с рабочим цилиндром через канал 12. Шток 1 снабжен дополнительным поршнем 13, размещающимся в расточке 14, выполненной в поршне 5 со стороны его верхнего торца, В отверстии дополнительного поршня 13 установлен плунжер 16, верхний конец которого закреплен на корпусе 17, а нижний – входит в отверстии поршня 16 и закрывает гидрополость 11.
Работает пневмогидроусилитель следующим образом. Полость 6 заполняется воздухом, при этом полости 3 и 7 соединены с атмосферой, а полость 4 находится под давлением. Поршень 5 поднимается вверх, вытесняя масло из полости 10 с увеличенным давлением (давление масла пропорционально отношению квадратов площади поршней 5 и 13) через каналы 8 и 9 и канал 12 к рабочему цилиндру. Затем заполняется воздухом полость 3, а полость 4 в это время соединяется с атмосферой. При этом поршень 2 начинает перемещаться вверх и масло из полости 11 высокого давления вытесняется через канал 12 в рабочий цилиндр, при этом часть масла поступает в полость 10 до тех пор каналы 8 и 9 не перекроются плунжером 16. После этого масло из полости 11 с еще большим давлениием (давление масла пропорционально отношению квадратов диаметров плунжера 16 и поршня 2) поступает только в рабочий цилиндр, а поршни 2 и 5 одновременно поднимаются, образуя одно целое, поскольку в это время перекрыты каналы 8 и 9. Возврат поршней 2 и 5 в исходное положение обеспечивается подачей воздуха в полость 4 и соединением полостей 3 и 6 с атмосферой. При этом масло из рабочего цилиндра выталкивается в полость 10 и 11 пружиной
или воздухом.

Рис 21Рис.21. Конструкция двухступенчатого пневмогидроусилителя со встроенным
механизмом переключения управляющего его работой

           На Рис 21 показана конструкция двухступенчатого пневмогидроусилителя
со встроенным механизмом переключения управляющего его работой. Он содержит сборный корпус 1, в котором установлены поршень низкого давления 3 и поршень высокого давления 4, соединенные штоком 17, при этом поршень 3 образует пневмополости 5 и 6, соединенные через пневмораспределитель 7 и регулятор давления 8 с источником сжатого воздуха 9, а поршень 4 образует гидрополости 10 и 11, сообщающиеся через обратные клапаны 12, 27 и гидрораспределитель 14 с исполнительными гидроцилиндрами 15. Связь гидрополостей 10 и 11выполнена в виде калиброванного отверстия 16 в поршне 4, при этом гидрополость 11 соединена с пополнительным баком через обратный клапан 13. Шток 18 связан с вилками 20 механизма переключения 19 управляющего работой пневмораспределителя 7. Пневмораспределитель 7 состоит из корпуса 22, в отверстии которого расположен золотник 21 с валиком 23 и подпружиненным упором 24. Обратный клапан 12 состоит из шарика 25 и гайки 26.

       Работает пневмогидроусилитель следующим образом. При поступлении сжатого воздуха от источника 9 через регулятор давления 8 и пневмораспределитель 7 в пневмополость 6 пневмогидроусилителя, поршень 3 вместе с поршнем 4 перемещается вверх. При этом, в гидрополость 11 засасывается масло из пополнительного гидробака через обратный клапан 13, а из гидрополости 10 основной объем масла поступает в поршневые полости гидроцилиндров 15, в тоже время, незначительная часть масла через      калиброванное отверстие 16 перетекает в гидрополость 11. При подходе поршня 3 к верхнему положению, механизм переключения 19 посредствам вилок 20 переключает пневмораспроеделитель 7, в результате чего сжатый воздух начинает поступать в пневмополость 5 и поршень 3 перемещается вниз. В это время масло через обратный клапан 12 в поршне 4 перетекает из гидрополости 11 в гидрополость 10, а ее избыток, равный по объему выдвинутому штоку 17, вытесняется в гидроцилиндры 15. В крайнем нижнем положении поршня 4 происходит переключение воздухораспределителя 7 и поршень 4 снова перемещается вверх. Таким образом, на первом этапе работы пневмогидроусилителя масло под низким давлением подаваемое в большом объеме в гидроцилиндры 15 обеспечивает их работу с повышенной скоростью. После достижения верхнего предела низкой ступени давления, давление масла начинает расти за счет выдвижения штока 17 в полость 11 из – за разницы площадей поршня 3 и штока 17 и калиброванное отверстие 16 в поршне 4 при этом соединяет гидрополости 10 и 11, где и создается высокое давление. При выдвижении штока 17 происходит засасывание масла из пополнительного бака в гидрополость 11 через обратный клапан 13. Для возврата в исходное положение штоков гидроцилиндров 15 гидрораспределитель 14 переключается в другое положение. Предлагаемая конструкция пневмогидравлического усилителя за счет автоматического разделения по давлению тактов подачи масла в гидроцилиндры при малой мощности и габаритных размерах гидроусилителя позволяет получить высокую скорость перемещения штоков и большое усилия в конце хода.

Рис 22 Конструкция пневмогидравлического усилителя, позволяющая повысить производительность за счет исключения холостого хода

             На Рис 22 показана конструкция пневмогидравличекого усилителя, позволяющая повысить производительность за счет исключения холостого хода. Он содержит корпус 1, в котором находится пневмогидравдический цилиндр 2 с размещенными в нем полым поршнем 3, рабочим поршнем 4 и плунжером 5 расположенными соосно друг другу и образующие при этом пневмополости 6, 7 и 8 и гидрополости низкого давления 9 и высокого давления 10. При этом полый поршень 3 имеет цилиндрическую поверхность 11 с уплотнением 12, контактирующую с плунжером 5, а противоположный конец поршня 3 имеет наружную и внутреннюю цилиндрические поверхности с уплотнениями 13, контактирующими с ответными поверхностями корпуса 1. В корпусе 1 установлены соосно и последовательно основной обратный клапан 14, соединяющий бак 15 с маслом с гидрополостью низкого давления 9, и дополнительный обратный клапан 16, соединяющий гидрополость низкого давлении 9 с гидрополостью высокого давления 10. Между обратными клапанами 14 и 16 установлен толкатель 17 с зазором 18. Управление обратными клапанами 14 и 16 осуществляется пневмоцилиндром включающим поршень 19, и диафрагму 22, образующие полости 20 и 23, при этом полость 23 соединена каналом 27 с магистралью 24, а полость 20 каналом 26 соединена с пневмополостью 8, а каналом 28 с отводом воздухораспределителя ВР1. Гидрополость 10 магистралью 25 соединена с поршневой полостью силового гидроцилиндра Ц, а поршневая полость 6 магистралью 14 соединена с воздухораспределителем ВР2. Кроме того в корпусе 1 гидроусилителя выполнены канал 21 соединяющий магистраль 25 с обратным клапаном 16 и канал 29 соединяющий гидрополость низкого давления 9 с обратным клапаном 14. Управление пневмогидроприводом осуществляется двухпозиционным дифференциальным воздухораспределителем ВР2 с управляющими подводами П1 и П2, двухпозиционным воздухораспределителем с электромагнитным управлением ВР1 и дросселем Д.

Работает пневмогидропривод следующим образом. При включении воздухораспре-
делителя ВР1 сжатый воздух через воздухораспределитель ВР2 поступает в пневмопо-лость 7, что приводит к перемещению поршня 3 и вытеснению масла из полости 9 через канал 29 и обратный клапан 16 в поршневую полость гидроцилиндра Ц, при этом, поршень последнего начинает ускоренно перемещаться вправо. Дроссель Д поддерживает в полости 8 давление необходимое для удержания дифференциального воздухораспределителя ВР2 в исходном правом положении и недостаточное для воздействия на поршень 19 для открытия обратного клапана 14. При встрече штока силового гидроцилиндра сопро-тивления полый поршень 3 останавливается и давление в полости 8 снижается до нуля и дифференциальный воздухораспределитель ВР2 переключается в левое положение, при этом, сжатый воздух начинает поступать по магистрали 24 в полость 6 и по каналу 27 в полость 23 диафрагмы 22, при этом, поршень 19 открывает обратный клапан 14, что приводит к тому, что гидрополость низкого давления 9 соединяется с баком 15. В результате этого плунжер 5 под действием поршня 4 подает масло с повышенным давлением из гидрополости 10 в поршневую полость силового гидроцилиндра Ц и последний совершает рабочий ход. При отключении воздухораспределителя ВР1 происходит переключение воздухораспределитель ВР2 и сжатый воздух по каналу 28 поступает в полость 8, а по каналу 26 в полость 20 пневмоцилиндра управления, а также в штоковую полость силового гидроцилиндра Ц, в результате этого управляющий поршень 19 открывает обратные клапана 14 и 16, выбирая зазор 18 между толкателем 17 и полый поршень 3 воздействует на рабочий поршень 4 и оба возвращаются в исходное левое положение. При этом масло из силового гидроцилиндра Ц поступает одновременно как в полость высокого давления 10, так и в полость низкого давления 9. Происходит возврат поршня силового гидроцилиндра Ц в исходное левое положение и ускоренная зарядка пневмогидроусилителя без дополнительного холостого хода полого поршня 3 и без дополнительной циркуляции масла между полостями 10, 9 и баком 15, что существенным образом повышает производительность его работы.

         Важным элементом режима работы пневмопривода является обеспечение требуемо-го перемещения выходного звена пневмопривода (штока пневмоцилиндра, вала пневмо-поворотника) с заданной точностью. Если необходимо получить два положения пневмо-двигателя, то это обеспечивается введением в конструкцию исполнительного механизма механических регулируемых упоров (обычно винтов или болтов с точной резьбой и контргайкой). Но если приводимый пневмоприводом исполнительный механизм должен иметь несколько фиксированных положений, то для этого применяются пневмоцилиндры особой конструкции.Рис 23

Рис. 23. Пневмоцилиндр с шаговым перемещением штока на фиксированную величину

         На Рис 23 показана пневмосхема управления и конструкция пневмопривода, в котором исполнительный  цилиндр осуществляет шаговое перемещения на фиксированную величину, что необходимо для стопелирования плоских изделий с малой толщиной. Он содержит исполнительный цилиндр 1 с поршнем 4 и штоком 5 образующими поршневую полостью 2 и штоковую 3, обратные клапаны 6 и 7, регулируемый подпорный клапан 8, воздухораспределители ВР1 и ВР2, регулируемые гидродроссели 11 и 12, блок подготовки воздуха 13. Соосно с исполнительным цилиндром, охватывая его снаружи, расположен вспомогательный  цилиндр 14 с разделителем сред 15, образующим две полости 16 и 17. Кроме того, устройство содержит дозатор 18 с упором 19 и поршнем 20 разделяющим его на две полости 21 и 22, причем полость 21 соединена через воздухораспределитель ВР1 с блоком подготовки воздуха 13 и пневмомагистралью. В магистрали соединяющей полость 2 исполнительного цилиндра 1 с полостью 22 дозатора 18 установлены гидродроссель 11 и обратный клапан 6, а в магистрали соединяющей полость 16 вспомогательного цилиндра 14 с полостью 22 дозатора 18 установлен подпорный клапан 8, при этом, обе магистрали соединены между собою посредствам гидродросселя 12 и обратного клапана 7. Полость 17 вспомогательного цилиндра 14 через воздухораспределитель ВР2 и штоковая полость 3 исполнительного цилиндра 1 соединены с блоком подготовки воздуха 13 и пневмомагистралью. На штоке 5 исполнительного цилиндра 1 установлен столик 23 взаимодействующий с конечными выключателями 24 и 25.

         Работает пневмопривод следующим образом. В исходном положении полость 17 вспомогательного цилиндра 14 соединена через воздухораспределитель ВР2 с атмосферой, а полость 21 дозатора 18 соединена с пневмосетью через воздухораспределитель ВР1 и блок подготовки воздуха 13. При поступлении изделия (плитки) на приемный столик 23, срабатывает конечный выключатель 24, сигнал от которого через систему электроавтоматики включает электромагнит воздухораспределителя ВР1, который переключает воздухораспределитель в правое положение и полость 21 дозатора соединяется с атмосферой. А масло из поршневой полости 2 исполнительного цилиндра 1 под действием поршня 4, столика 23 с плиткой, а также под воздействием воздуха в его штоковой полости 3 перетекает через гидродроссель 11 и обратный клапан 6 в полость 22 дозатора 18. При этом полость 22 разобщена с полостью 16, поскольку подпорный клапан 8 настроен на большее давление, чем возникшее в данный момент в полости 22.  Поршень 20 дозатора 18 перемешается вправо до контакта с регулируемым упором 19. Величина хода поршня 20 дозатора определяет величину фиксированного перемещения штока 5 с приемным столиком 23 на шаг. Опускание столика 23 с плиткой вызывает выключение конечного выключателя 24, что приводит к выключению электромагнита и возврату воздухораспределителя ВР1 в исходное положение и как следствие сообщению полости 21 дозатора 18 с пневмомагистралью. Под действием сжатого воздуха поршень 20 дозатора 18 перемещается влево, вытесняя масло из полости 22 через подпорный клапан 8 в полость 16 вспомогательного цилиндра 14, при этом полость 22 посредствам обратного клапана 6 разобщена с поршневой полость 2 исполнительного цилиндра 1. После того как приемный столик 23 вместе со штоком 5 исполнительного цилиндра  опустились на один шаг пневмопривод готов к выполнению следующего цикла работы, который начнется с поступлением следующей плитки и срабатывания конечного выключателя 24. После выполнения последнего шага образовавшаяся стопа плитки снимается, вызывая срабатывание конечного выключателя 25, которое приводит к включению электромагнита воздухораспределителя ВР2 и его переключению в правое положение. При этом полость 17 соединяется с пневмомагистралью и разделитель сред 15 перемещаясь вниз вытесняет масло из полости 16 вспомогательного цилиндра 14 через гидродроссель 12 и обратный клапан 7 в поршневую полость 2 исполнительного цилиндра 16, устанавливая тем самым поршень 4 со штоком 5 в исходное верхнее положение.

Рис 24Рис. 24 Конструктивная схема многопозиционного прневмоцилиндра с системой управления.

       На Рис. 24 показана конструктивная схема и пневмосхема управления многопозиционного прневмоцилиндра. Он содержит корпус 1 с крышками 2 и 3 в котором установлены поршни 4, 5, 6, образующие рабочие полости полость А, Б, В, и возврвтную полость Г. Поршень 6 выполнен за одно целое со штоком 7, который имеет восемь положений (0 – 7). При этом ход каждого последующего поршня больше предыдущего в два раза: S1 = S, S2 = 2S, S3 = 3S, S4 = 4S. Управление многопозиционным дискретным пневмоприводом осуществляется воздухораспределителями ВР1 – ВР4.

         Работает многопозиционный пневмопривод следующим образом. В исходном поло-жении сжатый воздух постоянно подается в возвратную полость Г, при этом шток 7 находится в положении (0). Для перемещения штока на величину S, включается воздухорас-пределитель ВР1 и сжатый воздух подается в полость А, при этом при включенном воздухорапределителе ВР4, полость Г остается под давлением сжатого воздуха. Ввиду того, что площадь поверхности поршня 4 со стороны полости А больше площади поршня 6 со стороны полости Г поршень 6 со своим штоком 7 перемещается влево на величину S и занимает позицию (1). Для перемещения поршня 6 со штоком 7 в позицию (2) включается воздухораспределитель ВР2 и сжатый воздух подается в полость Б, а воздухораспреде-литель ВР1 выключается, при этом, воздухораспределитель ВР4 остается включенным. Для перемещения в позицию (3) и совершении хода 2S, при включенном воздухораспре-делителе ВР4 включается воздухораспределители ВР1и ВР2 и сжатый воздух подается в полости А, Б и Г. Для перемещения в позицию (4) при включенном воздухораспределителе ВР4 включается воздухораспределитель ВР3 и сжатый воздух подается в полости В и Г. Для перемещения в позицию (5), при включенном воздухораспределителе ВР4 включается воздухораспределители ВР3 и ВР1 при этом сжатый воздух подается в полости А, В и Г. Для перемещения в позицию (6) при включенном воздухораспределителе ВР4 включается воздухораспределители ВР2 и ВР3 и сжатый воздух подается в полости Б, В и Г. Для перемещения в позицию (7) и совершении хода 4S, при включенном воздухораспределителе ВР4 включается воздухораспределители ВР1, ВР2 и ВР3 при этом сжатый воздух подается в полости А, Б, В и Г. Для возврата штока 7 в исходное положение (0) воздухораспределители ВР1 – ВР3 выключаются, при включенном воздухораспределителе ВР4, в результате чего воздух из рабочих полостей А, Б, и В сбрасывается в атмосферу, а в возвратную полость Г подается сжатый воздух и шток 7 перемещается вправо до упора в крышку 3 пневмоцилиндра. Рис 25

Рис. 25 Пневмосхема многопозиционного дискретного пневмопривода
со встроенным демпфирующим устройством.

        На Рис. 25 показана пневмосхема многопозиционного привода со встроенным демпфирующим устройством. Он содержит корпус 1 с размещенными в нем и последовательно соединенными поршнями 2 – 4, с ходами равными: S, 2S, 4S, при этом поршень 4 оснащен штоком 5. Поршни 2 – 4 образуют в корпусе 1 управляющие пневмополости 11 – 13 и возвратную полость 14, при этом управляющие пневмополости 11 – 13 связаны с воздухораспределителями ВР1 – ВР3, а возвратная полость 14 посредствам магистрали 23 соединена с магистралью 18. В свою очередь воздухораспределители посредствам магистралей 15 – 18 соединены с источником сжатого воздуха, а посредствам магистралей 19 – 21, обратных клапанов КО1– КО3, магистрали 22 и перепускного золотника 9 соединены с атмосферой. Демпфирующее устройство, состоит из поршня 6, образующего в корпусе 1 две гидрополости 7 и 8, соединенные между собою золотником 9, имеющим управляющую пневмополость 10, связанную через обратные клапаны КО1 – КО3 с воздухораспределителями ВР1 – ВР3.

             Работает пневмопривод с демпфирующим устройством следующим образом. В ис-ходном положении при включенном воздухораспределителе ВР3 сжатый воздух подается в пневмополость 13 пневмопривода, при этом его поршень 4 находится в крайнем правом положении, а гидрополости 7 и 8 соединены между собою через перепускной золотник 9, находящийся в нижнем положении. При необходимости получить любое другое положение штока 5 производится переключение воздухораспределителей. Например при включении воздухораспределителя ВР2 и выключении ВР3, сжатый воздух поступает в пневмополость 12, а из пневмополости 13 через воздухораспределитель ВР3 и обратный клапан КО3 поступает в управляющую камеру 10 золотника 9, в результате чего последний перемещается вверх и осуществляет сброс в атмосферу поступающего воздуха, а гидравлические полости 7 и 8 разъединяются. В результате этого поршень 3 перемещается вправо до упора в ограничитель поршня 2, а давление в полости 13 подает и перепускной золотник 9 под действием пружины начинает перемещаться вниз, увеличивая при этом дросселирующую щель, соединяющую гидрополости 7 и 8 и уменьшая щель соединяющую управляющую камеру 10 с атмосферой. А поршень 4 вместе со штоком 5 под действием давления сжатого воздуха постоянно подаваемого в возвратную полость 14 перемещается влево до упора в поршень 3. Таким образом, при переключении воздухораспределителей, осуществляющих подачу сжатого воздуха в пневмополости управления 11 – 13, сначала перемещаются до упоров поршни 2 и 3, не связанные со штоком 5, и только после их остановки начинает перемещаться поршень 4 со штоком 5, скорость перемещения которого определяется интенсивностью перетекания масла из полости 7 в полость 8 или наоборот, которое происходит через дросселирующее отверстие золотника 9. Это исключает «выбеги» и «провалы» при перемещении поршня 4 со штоком 5

Рис 26Рис. 26 Конструкция и пневмосхема многопозиционного пневмопривода, в котором позиционирование поршня осуществляется путем фиксации его положения относительно копирной линейки

             На Рис. 26 показан многопозиционный дискретный пневмопривод, в котором позиционирование поршня осуществляется путем фиксации его положения относительно ко-пирной линейки. Он содержит бесштоковый пневмоцилиндр 1 с торцевыми крышками 2 и 3 с продольным пазом 4, поршень 5, разделяющий пневмоцилиндр 1 на рабочие полости 35 и 36 и связанный с кареткой 6 через продольный паз 4, упругую ленту 7, расположенную в пневмоцилиндре с возможностью герметизации паза 4. Механизм натяжения ленты 7 выполнен в виде катушек 8, установленных в торцевых крышках 2 и 3 с возможностью вращения в плоскости перпендикулярной оси пневмоцилиндра 1. В торцевых крышках 2 и 3 выполнены наклонные пазы, ширина которых равна ширине упругой ленты 7. Узлы фиксации катушек 8 выполнены в виде цилиндрических сухарей 10 с подвижными винтами 11, расположенными в отверстиях 12, оси которых перпендикулярны осям катушек 8, снабженных двумя рифлеными участками 13. Сухари 10 выполнены с вогнутыми по радиусу торцами 14. Упругая лента 7 пропущена в сквозной паз 15 катушек 8. На боковой поверхности каретки 6 установлен фиксирующее устройство 16, содержащего встроенный пневмоцилиндр одностороннего действия, поршень которого выполнен за одно со штоком 20, ось которого совпадает с осью гнезда 17 копирной линейки 18. кроме того фиксирующее устройство 16 снабжено источником сигналов 19 (например, постоянным магнитом), а в расточке 21 линейки 18 расположен приемник 21 (например герконом), при этом в районе каждого гнезда 17 установлено по три приемника. Только в районе крайних гнезд 17 установлено по два приемника. Ось среднего приемника 21 совпадает с осью гнезд 17, а два других располагаются соответственно справа и слева от него. Таким образом, у крайних гнезд 17 располагаются лишь соосный с гнездом приемник 21 и один боковой. Схема управления пневмоприводом включает пневмораспределители 22 – 26, регулируемые дроссели 27 – 30, логические элементы «ИЛИ» 31 и 32, обратные клапаны 33 и 34. Натяжение упругой ленты 7 производится следующим образом. Конец ленты 7 через наклонный паз 9 в крышках 2 и 3 пропускается в сквозной паз 16 натяжных катушек 8, каждая из которых затем поворачивается вокруг своей оси, наматывая на себя ленту 7. Далее нажимным винтом 11 сухарь 10 поджимается к катушке 8, фиксируя ее угловое положение вместе с лентой 7.

            Работает пневмопривод следующим образом. Перед началом работы производится натяжение упругой ленты 7. Для этого ее концы через наклонные пазы 9 в крышках 2 и 3 вводятся в пазы 15 натяжных катушек 8, которые затем поворачиваются вокруг своей оси, наматывая на себя ленту, а затем их угловое положение фиксируется сухарем 10, ко-торый зажимается стопорным винтом 11. Для перемещения поршня 5 вправо включают-ся пневмораспределители 22 и 26, и сжатый воздух подается в штоковую полость пневмо-цилиндра фиксирующего устройства 16 и рабочую полость пневмоцилиндра 35 и сбрасывается в атмосферу из рабочей полости 36 через логический элемент «ИЛИ» 32 и дроссель 30 регулирующий скорость перемещения поршня 5. При этом фиксатор 16 выходит из соответствующего гнезда 17 копирной линейки 18. По мере заполнения сжатым воздухом полости 35 поршень 5 начинает ускоренно перемещаться вправо к точке позиционирования. При совмещении источника сигналов 19 фиксирующего устройства 16 с левым приемником 21 включаются воздухораспределители 23 и 25, и сжатый воздух через них начинает поступать в рабочую полость 26 пневмопривода, что приводит к замедлению движения поршня 5, при этом часть воздуха через воздухораспределитель 25 и дроссель 28 сбрасывается в атмосферу, что обеспечивает требуемый режим торможения поршня 5. При совмещении источник сигналов 19 с осью среднего приемника 20 происходит отключение пневмораспределителей 25 и 26 и введение штока 20фиксирующего устройства 16 в соответствующее отверстие гнезда 17 копирной линейки 18 и выключение воздухораспределителей 22 и 23. В результате этого каретка 6 с заданной точностью позиционируется в промежуточном положении поршня 5. Таким образом, производится перемещение поршня 5 с кареткой 6 и к следующей точке позиционирования. При обратном ходе поршня 5 пневмопривода цикл его работы при позиционировании будет происходить аналогично, с той лишь разницей, что команды будут выдаваться приемниками 21, расположенными с правой стороны.

Рис 27Рис. 27 Конструкция трехпозиционного пневмоповоротника со сдвоенным зубчато – реечным механизмом.

            На Рис 27 показана конструкция трехпозиционного пневмоповоротника со сдвоенным зубчато – реечным механизмом. Он содержит корпус 1, в котором расположены два двухпоршневых пневмоцилиндра 2 штоки – рейки 3, которых одновременно находятся в зацеплении с шестерней 4, выполненой за одно целое с валом 5, на котором закреплен диск 6 с радиальным выступом 7 и диски 8 и 9 с торцевыми выступами 10 и 11. Концен-трично оси вала 5 на корпусе 1 крепится коробка 12, на стенках 13 которой закреплены упоры 14 и тормозные пневмопереключатели 15, управляемый пневмоцилиндром 16 упор выполненный в виде шарнирно соединенного со штоком 17 пневмоцилиндра 16 поворотного звена 18, снабженного роликом 19 и ограничителем 20 угла поворота. Упоры крайних положений 14 имеют конусные концы и установлены в коробке 12 с возможностью регулировки их осевого положения.

       Работает трехпозиционный пневмоповоротник следующим образом. В исходном состоянии на выходной вал 5 подается холостой крутящий момент, обеспечивающий контакт упорного устройства с выступом соответствующего диска. При поступлении коман-ды на поворот в промежуточную позицию, выдвигается шток 17 пневмоцилиндра 16 с поворотным звеном 18 и роликом 19 и одновременно на выходной вал 5 подается рабочий крутящий момент соответствующего направления (величина крутящего момента регулируется давлением сжатого воздуха, а направление подачей воздуха в соответствующие поршневые полости пневмоцилиндров 2). При подходе вала 5 к промежуточному положению система пневмоавтоматики производит торможение с последующим уменьшением крутящего момента до значения холостого хода, а выступ 7 диска 6 находит на ролик 19 поворотного звена 18, и поворачивая последнее, занимает относительно штока 17 пневмоцилиндра 16 симметричное положение. При необходимости продолжать движение вала 5 в том же направлении, шток 17 пневмоцилиндра 16 вместе с поворотным звеном 18 и роликом 19 втягивается, освобождая выступ 7 диска 6, а на выходной вал 5 подается рабочий крутящий момент. В результате этого выступ 10 диска 8 (или выступ 11 диска 9 в зависимости от направления вращения вала 5) доходит до упора 14 и останавливается вместе с валом 5, придя в свое крайнее положение. Поворот выходного вала 5 в обратном направлении выполняется аналогичным образом, при этом сжатый воздух подается в противоположные поршневые полости пневмоцилиндров 2. Настройка конечных положений выходного вала 5 осуществляется путем регулировки осевого положения упоров 14.

Рис 28Рис 28 Конструкция пневмоповоротника с неограниченным углом поворота.

         На Рис. 28 показана конструкция пневмоповоротника с неограниченным углом поворота. Он содержит корпус 1, на котором размещены основной пневмоцилиндр 2, дополнительный пневмоцилтиндр 3, воздухораспределительный узел 4, состоящий из поворотных кранов  5, 6 и 7. В основном пневмоцилиндре 2 установлены поршни 8 и 9, жестко соединенные с рейками 10 и 11, а перпендикулярно оси пневмоцилиндра 2 в опорах скольжения 12 установлен выходной вал 13 с возможностью перемещения в осевом направлении. Вал 13 снабжен поводком 14, взаимодействующим попеременно с пазами, выполненными на  торцах шестерен 15 и 16, свободно установленных на валу 13 и ограниченных от осевого смещения опорами 12 и втулкой 17. При этом шестерня 15 зацепляется с рейкой 10, расположенной под выходным валом 13, а шестерня 16 – с рейкой 11, расположенной над выходным валом 13. Один конец выходного вала 13 соединен через поводок 18 с гайкой 19, а другой – со штоком 20 дополнительного пневмоцилиндра 3, при этом другой конец штока 20 через тягу 21 связан с золотником 22 крана 6. Полости дополнительного пневмоцилиндра 3 соединены каналами с краном 5, золотник 23 которого через двуплечий рычаг 24, шарнирно установленный на панели воздухораспределительного узла 4 взаимодействует поочередно с поршнями 8 и 9 через упоры рейки 11. Кран 6 соединен каналами 25 и 26  с краном 7. Под плоскостью золотника 27 крана 7 с каждой стороны от диаметрально расположенных выходных отверстий каналов 25 и 26 на расстоянии соответствующем угловому ходу золотника 27, выполнены отверстия, образующие по два выходных канала 28 и 29, соединенные через каналы 30 и 31 с полостями основного пневмоцилиндра 2, а на золотнике 27 выполнены два закрытых паза 32 и 33, соединяющие накрест расположенные выходные каналы 28 и 29 с входными каналами 25 и 26. Управление работой крана 7 осуществляется посредством рукоятки 33.

         Работает пневмоповоротник следующим образом.  В исходном положении поршни 8 и 9 с рейками 10 и 11 находятся в правой части пневмоцилиндра 2, а шток 20 дополнительного пневмоцилиндра 3 находится в левом положении, при этом поводок 14 сцеплен с шестерней 16. При переключении рукоятки 33 крана 7 вправо сжатый воздух через золотник 22 крана 6 по каналу 26 подается под полость золотника 27 и через его паз 33 и каналы 29 и 31 поступает  в правую полость основного пневмоцилинлдра 2, в результате чего поршни 8 и 9 с рейками 10 и 11 начинают движение влево, вращая шестерню 16, выходной вал 13 и гайку 19 против часовой стрелки, при этом шестерня 15 свободно вращается на валу 13 в противоположную сторону. В конце хода поршней 8 и 9 вправо, упор рейки 11 поворачивает рычаг 24 и тем самым переключает кран 5, который после этого начинает подавать сжатый воздух через золотник 23 в левую полость дополнительного пневмоцилиндра 3, шток 20 которого при этом перемещает вал 13 вправо до сцепления поводка 14 с шестерней 15. В конце хода штока 20 вправо тягой 21 переключается золотник 22 крана 6 и сжатый воздух через канал 25, паз 32 и каналы 28 и 30 поступает в левую полость пневмоцилиндра 2, в результате чего его поршни 8 и 9 с рейками 10 и 11 движутся вправо, вращая шестерню 15, выходной вал 13 и гайку 19 в том же направлении (против часовой стрелки). Далее цикл работы пневмоповоротника повторяется. При возрастании технологического усилия приложенного к выходному валу 13 до величины превышающей приведенный к нему крутящий момент (например при работе на жесткий упор), вал 13 останавливается, при этом за счет настройки гайки 19 поршни 8 и 9 с рейками 10 и 11 останавливаются не доходя до крайнего положения. Для вращения выходного  вала 13 в противоположную сторону рукоятку 33 крана 7 переводят влево, при этом сжатый воздух через паз 33 и каналы 28 и 30 подается в левую полость пневмоцилиндра 2 и поршни 8 и 9 с рейками 10 и 11 начинают двигаться вправо, при этом шестерня 16 сцепленная посредствам поводка 14 с валом 13 начинает вращать его вместе с гайкой 19 в противоположном направлении (по часовой стрелке). Далее цикл работы пневмоповоротника  осуществляется в том же порядке как было описано ранее. Такая конструкция пневмоповоротника позволяет работать с неограниченным углом поворота выходного вала, без холостых ходов основного пневмоцилиндра.

ЛИТЕРАТУРА

1. Игнатьев Н П Основы проектирования часть 2 Проектирование механизмов и систем. Азов 2011г.
2. Пневматические приводы летательных аппаратов. Под редакцией Саяпина В.В. М.: Машиностроение 1992г.
В статье использована информация из соответствующего раздела работы автора. «Основы проектирования. Часть 2 «Методика проектирования механизмов и систем» изданной в 2011г, а также из соответствующих разделов готовящегося к печати справочно – методического пособия «Проектирование пневматического привода».

В части 2 пособия применительно к проектированию пневматического привода содержатся следующие разделы:
– элементы пневмопривода,
– подготовка воздуха,
– пневмодвигатели,
– пневмоаппаратура управления,
– вспомогательная пневмоаппаратура,
– соединительные шланги и арматура,
– порядок разработки принципиальной пневмосхемы
– методика проектирования системы пневмопривода

Для приобретения полной версии статьи добавьте её в корзину,

Стоимость полной версии статьи 90 рублей.