Промышленный лизинг Промышленный лизинг  Методички 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 [ 12 ] 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39

детали; 4) простота управления зажимными устройствами приспособлений; 5) бесперебойность работы пневмопривода при изменениях температуры воздуха в цехе.

Недостатки пневматического привода: 1) нестабильная плавность перемещения рабочих элементов из-за сжимаемости воздуха, особенно при переменной нагрузке; 2) небольшое давление сжатого воздуха в полостях пневмоцилиндра и пневмокамеры (0,39-< 0,49 МПа (4-5 кгс/см); 3) относительно большие размеры пневмоприводов для получения значительных сил на штоке пневмопривода.

0] 1


1оЗа.ча сжатого иозаухаот сети.

Поваш сжатого ВвзЗухаотсети,

Рис. V.I. Пневмоприводы одностороннего (а) и двустороннего действия (б)

Пневматические поршневые приводы. В поршневых пневмоприводах одностороннего действия (рис. V.1, а) сжатый воздух подается только в одну полость / пневмоцилиндра и перемещает поршень 2 со штоком 4 вправо при зажиме детали. При разжиме детали поршень 2 со штоком 4 отводится влево пружиной 5, установленной на штоке, а воздух через золотник 5 крана 6 уходит в ат.мосферу. В поршневых пневмоприводах двустороннего действия (рис. V.1, б) сжатый воздух поочередно подается в полости I w 3 пневмоцилиндра и перемещает поршень 2 со штоком 4 при зажиме и разжиме деталей. Золотник 6 распределительного крана 5 при повороте рукоятки производит последовательную подачу сжатого воздуха в полость / или 3 пневмоцилиндра и выпуск воздуха из полостей / или 3 в атмосферу.

При расчете пневмоприводов определяют осевую силу на штоке поршня, зависящую от диаметра пневмоцилиндра и давления сжатого воздуха в его полостях. Можно по заданной силе на штоке поршня и давлению сжатого воздуха определить диаметр пневмоцилиндра. В приспособлениях с пневмоприводом следует опреде-

лять время его срабатывания. Расчет осевой силы Q на штоке поршневого привода производится по следующим формулам; для пневмоцйлйндров одностороннего действия (рис. V.1, а)

Q = (n/4)Z)Vi1-Qi; [Г

для пневмоцйлйндров двустороннего действия (рис. V.1, б) при давлении сжатого воздуха на поршень в бесштоковой полости

Q=(n/4)DVi1

и штоковой полости

Q=(n/4)(D2-fi?2)r).

Здесь D - диаметр пневмоцилиндра (поршня), см; d - диаметр штока поршня, см; р = 0,40 - давление сжатого воздуха, МПа (р = 4 кгс/см); т) = 0,85-0,9 КПД, учитывающий потери в пневмоцилиндре; Qi - сила сопротивления возвратной пружины в конце рабочего хода поршня, И (кгс).

Возвратная пружина на штоке при ее предельном сжатии (в конце рабочего хода поршня) должна оказывать сопротивление от 57о при больших до 20% при малых диаметрах пневмоцилиндра от силы Q на штоке пневмоцилиндра в момент зажима детали в приспособлении.

Практически применяют следующие размеры диаметров D рабочей полости цилиндров: 75, 100, 125, 200, 250, 300, 350 мм.

Определим диаметр пневмоцилиндра двустороннего действия по заданной силе Q и давлению сжатого воздуха р.

В формуле Q=(n/4)D2pT) для упрощения расчета опускаем КПДт), но для надежности зажима найденную силу Q на штоке увеличиваем в 1,5 раза. Тогда формула для Q примет вид

1,5д = (я/4)Д2/?,

откуда

Принимая /0 = 0,4 МПа (4 кгс/см), найдем диаметр

D;0,7yQ.

Найденный размер диаметра пневмоцилиндра округляют по нормали и по принятому диаметру определяют действительную осевую силу Q на штоке.

На рис. V.2 дана диаграмма работы пневмоцилиндра двустороннего действия, связывающая элементы времени t (с) и давление р МПа (кгс/см).

Штриховая кривая на диаграмме показывает изменение давления в штоковой полости пневмоцилиндра, происходящее за промежутки времени tx, t2, и. На отрезке времени , давление падает от магистрального; на отрезке 2 давление меняется, объем полости уменьшается и воздух уходит в атмосферу; на отрезке после остановки поршня давление падает до атмосферного.



Общее время (с) срабатывания пневмоцилиндра можно определить по упрощенной формуле

t = DLi{dlv),

где D -диаметр пневмоцилиндра, см; L -длина хода поршня, см; ufo -диаметр воздуховода, см; v - скорость перемещения воздуха [у= 180 м/с при р = 0,49 МПа (5 кгс/см)].

Общее время срабатывания пневмоцилиндра двустороннего действия можно определить по формуле


Рис, V.2. Типовая диаграмма работы пневмоцилиндра двустороннего

действия

где /о - время срабатывания пневмоцилиндра - время, в течение которого давление в наполняемой полости изменяется от атмосферного до давления в возд>Ш1ной сети; время выстоя поршня пневмоцилиндра - время от момента открытия впускного канала воздухораспределительного крана до начала движения поршня, з этот период давления непрерывно возрастает; - время движения поршня; на этом отрезке давление сжатого воздуха может меняться в зависимости от диаметра пнев.моцилиндра и вида нагрузки, оно может увеличиваться или уменьшаться; h - время последствия- время от момента окончания хода поршня до полного выравнивания давления в бесштоковой полости пневмоцилиндра с давлением в воздушной сети.

Поршень в бесштоковой полости пневмоцилиндра начинает перемещаться в момент, когда осевая сила на штоке Q превышает внешнее сопротивление

где Api -разность давлений в бесштоковой и штоковой полостях пневмоцилиндра, в начале хода поршня будет больше внешних сил трения покоя.

На диаграмме времени срабатывания пневмоцилиндра (сплошная кривая на рис. V.2) показан процесс изменения давления в бесштоковой полости.

Из диаграммы видно, что сила на штоке в конце хода поршня определяется не величиной давления в воздушной сети, а разностью давлений Ар2 в бесштоковой и штоковой полостях, которая может быть в 2-2,5 раза меньше давления в воздушной сети.

Расход сжатого воздуха (см/ч) за час работы пневмоцилиндра:

одностороннего действия

W=Vn;

двустороннего действия

где V-рабочий объем полости пневмоцилиндра в бесштоковой полости, см; Vi - рабочий объем полости пневмоцилиндра в штоковой полости, см; л -число рабочих ходов поршня пневмоцилиндра в час.

Штриховая кривая ка диаграмме характеризует процесс изменения давления, происходящий за те же отрезки времени в штоковой полости: в интервале ti давление воздуха начинает падать; в интервале /г оно продолжает уменьшаться, так как объем полости непрерывно сокращается и сжатый воздух через распределительный кран уходит в атмосферу; в интервале t, после остановки поршня давление воздуха снижается до атмосферного.

Пневмоцилиндры вращагощиеся. Такие пневлоцилиндры применяются как силовой узел, для патронов, оправок и других приспособлений на токарных, токарно-револьверных и круглошлифоваль-ных станках. Конструкция и основные размеры пневмоцилиндров регламентированы ГОСТ 16G83-71.

В стандарте дано: исполнение 1 -одинарные цилиндры с одним поршнем и исполнение 2 - сдвоенные с двумя поршнями.

*По направлению действия осевого усилия вращающиеся приводы могут иметь два вида работы: тянущий или толкающий.

Пневмоцилиндры с помощью воздухоподводящих муфт соединяются с сетью подачи сжатого воздуха.

На рис. V.3, а, б показаны вращающийся нормализованный

ПНеВМОиПЛННДр и ВОЗДуХОПОДВОДЯЩаЯ муфта М для Ятах =

= 1200 об/мин. Поршень и шток пневмоцилиндра через промежуточные звенья перемещают кулачки при зажиме и разжиме деталей, обрабатываемых на токарном станке.

Пневмоцилнндр установлен на заднем конце шпинделя станка и вращается вместе с ним. На корпусе 5 пневмоцилиндра винтами закреплена крышка 6. Внутри корпуса 5 размещен поршень 4 со штоком 3. В корпусе установлен валик 2, закрепленный гайкой /, на котором смонтирована воздухоподподящая муфта М на шарикоподшипнике 9 с манжетой . Манжеты фикснрзются упорными шайбами 8 и кольцами 10 с отверстиями для прохода сжатого воздуха.





Рис. V.3. Вращающийся нормализованный пневмоцилиндр двустороннего действия (а) н воздухоподводящая муфта (б)

В отверстие валика 2 запрессован пустотелый стержень 12, по которому проходит воздух в пневмоцилиндр. Корпус 7 воздухопро. водящей муфты М прикреплен к крышке и установлен на шарикоподшипнике 9. В резьбовые отверстия К 1/4" завинчиваются штуцера для присоединения резинотканевых шлангов, подводящих сжатый воздух. Сжатый воздух, подводимый к левому отверстию муфты М, проходит по каналам а, б, в, г, поступает в правую полость пневмоцилиндра и, нажимая на поршень 4, перемещает его со штоком 5 влево. Сжатый воздух, подводимый к правому отверстию муфты М, проходит по каналам д, е, ж, поступает в левую


Рис. V.4. Вращающийся пневмоцилиндр с полым штоком двустороннего

действия

полость пневмоцилиндра и перемещает поршень со штоком вправо. Чтобы не было просачивания сжатого воздуха из одной полости цилиндра в другую, на поршне устанавливают специальные уплотнения из маслостойкой резины. Утечке сжатого воздуха из пневмоцилиндра в атмосферу препятствуют установленные в корпусе 5 и крышке 6 резиновые уплотнения и прокладки между корпусом и крышкой, а утечке воздуха из воздухоприемной муфты М - уплотняющие манжеты .

При движении поршня со штоком влево шток через тягу и промежуточные звенья патрона перемещает кулачки к центру и деталь зажимается. Во время движения поршня со штоком вправо шток через тягу и промежуточные звенья патрона разводит кулачки и деталь разжимается.

Конструкция вращающегося пневмоцилиндра двустороннего действия с полым штоком дана на рис. V.4. Пневмоцилиндр с по-



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 [ 12 ] 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39