4.1.5. 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 (рис. 4.17).

Рис. 4.17. Пневмоцилиндры с непроворачивающимся штоком

Крутящий момент в таких конструкциях может восприниматься: штоком (рис. 4.17 а, б); поршнем (рис. 4.17 в, г); направляющими (рис. 4.17 д, е).

При небольших значениях крутящих моментов могут использоваться конструкции с двумя штоками (рис. 4.17, а) либо с квадратным штоком (рис. 4.17, б). Более высокие значения крутящих моментов воспринимают пневмо­цилиндры с овальным (рис. 4.17, в) или прямоугольным (рис. 4.17, г) поршнем. Кроме того, благодаря прямоуголь­ному профилю гильзы такие цилиндры позволяют обеспечить высокую плотность монтажа. Если пневмоцилинд­ры работают в условиях значительных по величине крутящих моментов, их снабжают либо внешними направля­ющими (рис. 4.17, д), либо направляющими, выполненными в одном корпусе с гильзой (рис. 4.17, е).

4.1.6. Монтаж пневмоцилиндров

Различные условия нагружения пневмоцилиндров обусловливают различные способы их монтажа на тех­нологическом оборудовании. Поскольку способ монтажа существенно влияет на эксплуатационные показатели пневмопривода и ведомого механизма, его необходимо выбирать таким образом, чтобы:

на штоке не возникали радиальные нагрузки;

шток не потерял устойчивость в полностью выдвинутом положении.

Производители пневмоцилиндров выпускают различные элементы крепежа для неподвижного и для под­вижного способов монтажа (рис. 4.18).

Рис. 4.18. Способы монтажа пневмоцилиндров

В случаях неподвижного монтажа кроме варианта непосредственного крепления пневмоцилиндров на оборудовании применяют фланцы (рис. 4.18, а) и лапы (рис. 4.18, б). Для обеспечения подвижности пневмо-цилиндра во время работы используют цапфы (рис. 4.18, в), поворотные оси или проушины (рис. 4.18, г).

Соединения штока с ведомым механизмом также выполняют различными способами (рис. 4.19).

Рис. 4.19. Элементы соединений штоков пневмоцилиндров с ведомыми механизмами

Неподвижные соединения реализуются с помощью наружной (рис. 4.19, а) или внутренней резьбы на конце штока.

Несовпадение траекторий движения конца штока и монтажного звена ведомого механизма приводит к появ­лению радиальных усилий на штоке и, следовательно, 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 (рис. 4.19, б), шарнирные наконечники — серьги (рис. 4.19, в) или соединительные муфты (рис. 4.19, г).

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 (см. приложение 11.3).

При монтаже, кроме того что пневмоцилиндры должны быть правильно установлены на технологическом оборудовании, 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 последних в процессе эксплуатации.