Порядок выполнения работы

1. Изучить принцип работы и конструкцию шиберного пневмоцилиндра, используя описание и реальную конструкцию пневмоцилиндра, используемого в модуле ротации промышленного робота РФ-202М. Разобрать пневмоцилиндр, изучить конструкцию, измерить конструктивные параметры, собрать пневмоцилиндр ИУ. При отсутствии подачи воздуха в пневмосхему (вентиль закрыт) оценить вручную подвижность ИУ робота при ротации, усилие страгивания из начального положения.

2. Подготовить робот РФ-204М к работе, для чего:

- проверить, закрыт ли запорный вентиль;

- установить зоны безопасности при работе для механизма ротации;

- проверить готовность блока подготовки воздуха, т.е. наличие необходимого количества масла в маслораспылителе, отсутствие влаги во влагоотделителе;

- открыть запорный вентиль;

- установить с помощью редукционного клапана давление питания пневмосистемы сжатым воздухом 0,4 МПа (4 кг/см²), контроль за величиной давления производить по манометру;

- включить электропитание, нажав кнопку СЕТЬ. На пульте загорается лампочка СЕТЬ;

- поставить кнопочный переключатель режимов в положение РУЧНОЙ;

- в режиме РУЧНОЕ УПРАВЛЕНИЕ проверить работу механизма ротации, произведя 5 - 6 повторений на каждом движении. При этом дроссели регулирования скорости (на выходе из пневмораспределителей) должны быть максимально открыты, движения должны выполняться без сбоев и затираний.

3.Последовательно при давлениях питания сжатым воздухом р=0,2р_ном; р=0,5р_ном; р=0,75р_ном; р=р_ном в режиме ручного управления обеспечить 5-6-кратное выполнение команд прямого и обратного направлений движения на холостом ходу, при различных значениях масс полезного груза: 0,25m _ном; 0,5m _ном; 0,75m _ном; m _ном.

4.В процессе выполнения команд оценить работоспособность и характеристики привода:

- плавность прямого и обратного ходов без нагрузки и под нагрузкой;

- время перемещения.

5.Вычислить среднюю скорость вращения захватного устройства при прямом и обратном ходах.

6.Вычислить значение силы, развиваемой пневмоцилиндром при различных значениях давления.

7.Результаты испытаний систематизировать и оформить в виде таблиц и графиков t = f (m), t = f(p),V = f (m), V = f (p).

Протокол испытаний

Масса груза, кг		Давление, МПа	Среднее время движения,с		Скорость движения, м/с
Реаль- ная	Рас-четная		влево	вправо	влево	вправо
mi	mi	p1
		p2
		p3

Содержание отчета

1. Название и цель работы.

2. Эскиз шиберного пневмоцилиндра.

3. Схема испытаний.

4. Таблица и графики по результатам испытаний.

5. Анализ результатов и выводы.

Контрольные вопросы

1.Приведите основные параметры шиберного пневмоцилиндра.

2.Каким образом может изменяться величина угла поворота модуля ротации?

3. Объясните назначение деталей исполнительного устройства.

4. Как влияет величина подводимого давления и масса груза на время срабатывания исполнительного устройства?

5. Приведите расчетные формулы.

Лабораторная работа 5

Изучение и настройка электрического исполнительного механизма ЕСПА 02 ПВ

Ц е л ь р а б о т ы: изучение конструкции и принципов работы электрического исполнительного механизма ЕСПА 02 ПВ и его настройка.

Краткое описание ЭИМ ЕСПА 02 ПВ

1. Назначение

Электрические исполнительные механизмы ЕСПА 02 ПВ (рис.14) предназначены в основном для совместной работы с регулирующими клапанами — двухходовыми или трехходовыми с ходом до 63 мм и максимальным усилием штока до 1,6 кН. Они дают возможность автоматического регулирования расходов жидкости или газов, проходящих по трубопроводам.

Электрические исполнительные механизмы в комплекте с регулирующими клапанами широко используется для автоматизации теплиц, насосных станций, обогатительных процессов, консервного производства, климатических установок и др.

Они применяются как для совместной работы с регуляторами, так и для ручного дистанционного управления.

Рис.14. Габаритные и присоединительные размеры электрического исполнительного механизма ЕСПА 02 ПВ: при D = 65A3 — М = 8x1; при D = 85A3 — М = 12x1,75

2. Условия эксплуатации

Электрические исполнительные механизмы типа ЕСПА 02 ПВ предназначены для работы при следующих условиях:

— температура окружающей среды от — 20 до + 50°С при относительной влажности от 30 до 80%;

— при отсутствии непосредственного действие солнечных лучей и дождя;

— при вибрации с частотой до 30 Гц и амплитудой до 0,2мм;

— при напряжении питания 220 В +10% и частоте 50 Гц — 15%;

— при максимальном числе включений в час 600;

при максимальной продолжительности включения — ПВ:

до 50 включений в час — ПВ = 100%,

при 600 включений в час — ПВ =50%;

— рабочее положение — любое.

Механизмы не предназначены для работы в средах, содержащих агрессивные газы, пары и вещества, вызывающие разрушение их покрытия, изоляции и материалов, а также во взрывоопасных средах.

3. Технические данные

— Номинальное усилие, кН — Максимальный ход штока, мм — Скорость перемещения штока, мм/мин — Пределы настройки ограничителей хода на блокировки — Пределы настройки выключателя по усилию — Коммутационная способность выключателей — Дифференциальный ход ограничителей хода и блокировки — Пусковое усилие	1,6 63 10; 16; 25 и 40 от 0% до 100% от 3 до 10 кН 1 А, 250 В, 50 Гц 0,08 мм более 1,7 ном.
— Выбег при максимальной скорости 40 мм/мин	менее 0,08 мм
— Максимальный люфт штока	менее 0,1 мм
— Потребляемая мощность электродвигателя	40 Вт
— Величина емкости рабочего конденсатора и допустимое напряжение на нем	4 мкф 10%, 380 В
— Максимальное число включений	600 в час
— Максимальная продолжительность включения ПВ
до 50 включений в час	ПВ=100%
при 600 включений в час	ПВ=50%
— Максимальная продолжительность реверсирования	50 мс
Сопротивление потенциометров	206 ± 10 Ом
— Линейность потенциометров	±0,5%
— Максимальная нагрузка потенциометров	до 100 мА, 10 В
— Температура окружающей среды	от — 20 до + 50 С
— Степень защиты	IP 44
— Масса	11,5 кг

4. Конструкция и принцип действия

Электрические исполнительные механизмы состоят из следующих основных частей (рис.14):

I. Электрический двигатель

П. Распределительная коробка

III. Редуктор

IV. Стойка

V. Управляющая коробка

VI. Колесо для перемещения вручную

Постоянное число оборотов электрического двигателя уменьшается с помощью редуктора (III), и с помощью гайки и винта вращательное движение преобразуется в прямолинейно-поступательное.

4.1. Электрический двигатель (I) представляет собой симметричный асинхронный двигатель с пусковым конденсатором и имеет 1380 оборотов на выходном валу. Для улучшения качества электрического исполнительного механизма на выходном валу двигателя монтируется постоянно действующий фрикционный тормоз. Два диска (один из которых неподвижно соединен с валом электродвигателя, а другой с фланцем) прижимаются друг к другу с помощью пружины. Путем перемещения зубчатого колеса (12) в осевом направлении по отношению вала электродвигателя натягивается или освобождается пружина и, следовательно, уменьшается или увеличивается усилие тормоза.

4.2. Распределительная коробка (П) неподвижно прикреплена к электродвигателю посредством четырех винтов, и в ней с помощью 20 зажимов закреплены выводы конечных выключателей, электродвигателя, конденсатора и двух потенциометров. В распределительной коробке находится также и пусковой конденсатор.

4.3. Редуктор (III) служит для уменьшения оборотов двигателя, для получения четырех скоростей штока, для осуществления ручного привода и обеспечения выключения электродвигателя при перегрузке. Точное исполнение и принцип действия редуктора показаны на рис. 15.

Вокруг двух осей (4), неподвижно закрепленных к фланцу (3), вращаются шесть блоков зубчатых колес. Первые два (14) и (10) - пластмассовые, третье — (15) — смешанное; пластмассовое зубчатое колесо и металлическое зубчатое колесо, а остальные — металлические. С их помощью уменьшается число оборотов двигателя и передается на зубчатое колесо (6) и оттуда на гайку (1), которая совершает прямолинейное поступательное движение.

Для получения четырех скоростей штока используется набор зубчатых колес, которые поставляются вместе с механизмом. Нормально механизмы изготавливаются с наименьшей скоростью штока – 10мм/мин.

Ручной привод регулирующего клапана осуществляется с. помощью редуктора следующим образом: при прижиме маховика (24) к кожуху (9) конус (18) выталкивает зубчатый блок (6) вниз, который выходит из зацепления с зубчатым блоком (7). При этом два конусных зубчатых колеса, расположенные в зубчатом блоке (6) и на конусе (18) приходят в зацепление. Таким образом, прекращается связь с двигателем и редуктором. При обратном движении маховика пружина (5) перемещает зубчатый блок (6) наверх, и он приходит в зацепление с зубчатым блоком (7). Ручной привод можно привести и действие при любом положении регулирующего органа и независимо от того, работает электрический двигатель или нет.

Рис.15. Конструкция редуктора

Для выключения электрического двигателя в случае аварии, при закрытии регулирующего клапана, используется два зубчатых колеса с косыми зубьями, расположенные в зубчатых блоках (7) и (17). Зубчатый блок (7) неподвижен в осевом направлении, в отличие от зубчатого блока (17). При достижении определенного усилия, а, следовательно, и определенного вращающего момента, зубчатый блок (17) с помощью рычага (21) и конечного выключателя (6) (рис.16) прекращает подачу напряжения к электрическому двигателю для вращения в одном направлении.

4.4. Стойка (IV) служит для прикрепления исполнительного механизма к регулирующему клапану. Она прикреплена к верхнему фланцу регулирующего клапана с помощью гайки, а к исполнительному механизму - с помощью четырех болтов М8.

4.5. Управляющая коробка (рис.16) — это место, где расположены пять конечных выключателей, два потенциометра и местный указатель положения регулирующего клапана.

Передвижение ползуна реохорда (2), а также прижим четырех конечных выключателей (8—БО), (9—ПО), (7—БЗ), (12—-ПЗ) осуществляется с помощью втулки (10).

Втулка (10) состоится из двух частей, прижатых к гайке (13) с помощью пружины (11). Специальная форма втулки (10) обеспечивает срабатывание конечных выключателей блокировки (8) и (7) за несколько секунд до достижения крайних положений регулирующего клапана, это время незначительно и зависит от скорости передвижения выходного органа механизма.

Рис.16. Управляющая коробка

То, что втулка (10) не зафиксирована по отношению к гайке (13), исключает необходимость настройки конечных выключателей (9—ПО) и (12—ПЗ) при подсоединении регулирующего клапана к исполнительному механизму. При нормальной работе втулка (10) является неподвижной по отношению к гайке (13), но при монтировании регулирующего клапана к исполнительному механизму посредством ручного привода она имеет возможность перемещаться относительно гайки (13). Весь этот узел сконструирован таким образом, что для настройки регулирующего клапана по отношению исполнительного механизма необходимо только с помощью ручного привода осуществить один полный цикл — открытие — закрытие.

Два потенциометра (1) тоже расположенные в управляющей коробке, они имеют точно определенный ход 10, 16, 25, 40 или 60 мм и должны использоваться для регулирующего клапана с том же ходом.

5. Монтаж механизмов

Перед монтажом необходимо проверить следующее:

— соответствует ли ход штока регулирующего клапана, к которому подключается механизм, длине потенциометров;

— совпадают ли монтажные размеры М (рис.14) механизма с размерами регулирующего клапана, к которому он монтируется;

— размер L (рис.17) регулирующего клапана, к которому монтируется механизм, в крайнем нижнем положении штока должен быть в пределах, приведенных в таблице.

Ход (мм)	10	16	25	40	60
L(мм)	115-155	110-150	109-140	85-125	75-115

Рис.17. Регулирующий клапан

Электрическая схема подсоединения приведена на рис.18.

Рис.18. Электрическая схема подсоединения ЕСПА 02ПВ: М — электродвигатель типа ЕОРКМ 04114, С — конденсатор типа МК 4мкф + 10% 380B, R1 и R2 — потенциометры, МЗ — микропереключатель по моменту „закрыто", ПЗ — микропереключатель по положению „закрыто", ПО — микропереключатель по положению „открыто", БО — микропереключатель для блокировки „открыто", БЗ — микропереключатель для блокировки „закрыто".