Рисунок 1 – Автоматизированная линия упаковки брикетов

Рисунок 2 – Узел подачи мешка на бункер

Рисунок 3 – Схема пневматической сети элемента А

Рисунок 4 – Движение поршня пневмоцилиндра

(анимация: 7 кадров, 45 килобайта)

На рисунке 4 показано принцип движение поршня пневмоцилиндра под воздействием сжатого воздуха.

Пневмоцилиндры одностороннего действия применяют в выталкивателях, отсекателях, в зажимных, конструкциях и т.п. Рабочий ход в них осуществ­ляется под действием сжатого воздуха, а в исходную позицию шток возвращается встроенной пружиной либо от внешней нагрузки

Рабочий ход пневмоцилиндра осуществляется при подаче сжатого воздуха в поршневую полость; обратный ход происходит под действием встроенной пружины, что обусловливает меньшее потреб­ление воздуха по сравнению с пневмоцилиндрами двустороннего действия аналогичных размеров. Кроме того, в пневмоцилиндрах одностороннего действия не требуется полная герметизация штоковой полости, постоянно связанной с атмосферой, а отсутствие дополни­тельных уплотнений снижает потери на трение. Пневмоцилиндры одностороннего действия применяют в тех случаях, когда требу­ется передача усилия только в одном направлении, а возврат происходит беспрепятственно. а также тогда, когда из соображений безопасности должно обеспечи­ваться втянутое положение штока при отключении питания (падении давления сжатого воздуха в пневмосети). Область применения пневмоцилиндров одностороннего действия ограничена недостатками, присущими данной конструкции: рабочее усилие снижено вследствие противодействия пружины (примерно на 10%); малое усилие при обратном ходе (примерно 10% рабочего); ограниченное перемещение штока (обычно не более 100 мм); увеличенные продольные габариты (прибавляется длина сжатой пружины). Существует большое количе­ство конструктивных исполнений пневмоцилиндров одностороннего действия, например мембранные пневмоцилиндры

В системе используется также и пневмоцилиндры двухстороннего типа. Пневмоцилиндры двустороннего действия применяют в тех случаях, когда требуется передавать рабочее усилие при линейных перемещениях в обоих направлениях, например при перемещении, установке, подъеме и опускании рабочих органов машин и других производственно-технологических операциях. Принципиальное отличие пневмоцилиндров двустороннего действия от рассмотренных выше заключается в том, что в них как прямой, так и обратный ходы поршня осуществляются под действием сжатого воздуха при попеременной его подаче в одну из полостей, в то время как другая соединена с атмосферой.

Перемещение штока в любом направлении является рабочим и может осуществляться под нагрузкой. При обратном ходе поршня штоковая полость находится под избыточным давлением, что связано с необходимостью установки дополнительных уплотнений на поршне и в передней крышке для предотвращения утечек сжатого воздуха по штоку. В поршневых пневмоцилиндрах одностороннего и двустороннего действия практически все элементы, а также способы их крепления одинаковы. Конструктивное исполнение пневмоцилиндров может быть различным в зависимости от их типоразмера и области применения. Наиболее распространенным способом крепления корпусных деталей пневмоцилинд­ров с диаметром поршня до 25 мм (иногда — до 63 мм) является завальцовка гильзы в крышках. Такая конструкция имеет существен­ный недостаток — пневмоцилиндры не подлежат ремонту. Если диаметр поршня свыше 32 мм, то традиционным способом крепления остается стягивание крышек и гильзы шпильками. Удобны в эксплуатации и фактически не имеют ограничений по диаметру пор­шня пневмоцилиндры, крышки которых присоединены болтами к цельнотянутой спрофилированной гильзе.

Технология производства цельнотянутых гильз-корпусов позволяет при необходимости выполнять в них каналы для подвода воздуха, пазы для датчиков положения поршня; придавать конфигурацию, удобную для монтажа и обслуживания.

Способ монтажа существенно влияет на эксплуатационные показатели пневмопривода и ведомого механизма. Поэтому его необходимо выбирать так, чтобы: на штоке не возникали радиальные нагрузки; шток не потерял устойчивость в полностью выдвинутом положении. Для неподвижного и для подвижного способов монтажа выпускаются различные элементы крепежа.

В случаях неподвижного монтажа кроме варианта непосредственного крепления пневмоцилиндров на оборудовании применяют фланцы и лапы. Для обеспечения подвижности пневмо-цилиндра во время работы используют цапфы, поворотные оси или проушины. Соединения штока с механизмом также выполняют различными способами

Неподвижные соединения реализуются с помощью наружной или внутренней резьбы на конце штока. Несовпадение траекторий движения конца штока и монтажного звена ведомого механизма приводит к появ­лению радиальных усилий на штоке и, соответственно, к ускоренному износу гильзы, поршня, штока, направля­ющих втулок и уплотнений. Если при жестком способе крепления штока вследствие условий эксплуатации или особенностей конструктивного исполнения оборудования невозможно предотвратить возникновение радиаль­ных нагрузок на шток, необходимо применять подвижные переходные крепежные элементы — вилкообразные головки, шарнирные наконечники — серьги или соединительные муфты. Серьги, содержащие шаровой элемент, разрешают поворот оси присоединительного отверстия на несколь­ко градусов, а муфты допускают также и радиальное смещение штока и ведомого механизма на несколько десятых долей миллиметра. Следует иметь в виду, что предельно допустимые осевые нагрузки на шток зависят от способа монтажа. Хотя напряжения в штоке от чистого сжатия невелики, при больших рабочих ходах возможна потеря устойчиво­сти вследствие продольного изгиба. Устойчивость штока проверяется по обобщенной формуле Эйлера. При монтаже, необходимо соблюсти меры, исключающие возможность повреждения цилиндров (в особенности штоков) и попадания загрязнителей в их внутренние полости. Места установки пневмоцилиндров должны быть доступны для обслуживания в процессе эксплуатации.

Защита штока пневмоцилиндра от проворота

При возвратно-поступательном движении штока в стандартных пневмоцилиндрах имеет место некоторый его проворот относительно оси движения, что обусловлено наличием микронеровностей на поверхности само­го штока, а также на направляющих и уплотнениях. В связи с этим непосредственно на штоке пневмоцилиндра нельзя закреплять инструмент (например, краскопульт), требующий строгой ориентации в пространстве. С це­лью устранения этого недостатка, особенно в тех случаях, когда к штоку прикладывается крутящий момент, применяют различные конструкции, в которых шток защищен от проворота.

Позиционирование пневмоцилиндров

Традиционные конструкции пневмоцилиндров позволяют обеспечить две точки позиционирования штока и соотвественно, связан­ных с ними объектов — «шток втянут» и «шток выдви­нут». Область эффективного применения пневмоцилиндров значительно расширяется, если реализуются ос­танов и удержание их выходных звеньев в некоторых заданных промежуточных точках с допустимыми позиционными ошибками. В зависимости от предъявляемых требований — числа точек позиционирования выходного звена, частоты их смены (режима работы), необходимой точности отработки приводом заданного перемеще­ния — используют пневматические механизмы различной структуры и с различными принципами управления движением выходного звена. Чтобы обеспечить некоторое ограниченное число точек позиционирования (более двух), применяют многопозиционные пневмоцилиндры, состоящие из двух или более пневмоцилиндров с различными рабочими ходами.

Во время работы корпус четырех-позиционного пневмоцилиндра перемещается, и следовательно, пневмоцилиндр должен быть укомплектован при монтаже подвижными соединениями для пневмошлангов. Число точек позиционирования можно увеличить, если скомбинировать таким же образом не два, а боль­шее число пневмоцилиндров. При этом следует учитывать, что подобные конструкции могут функционировать нестабильно, когда штоки разных цилиндров движутся в противоположных направлениях.

Рисунок 1 - Зависимость скорости от времени

На рисунке 1 представлена зависимость скорости от времени, рост скорости до