3.12. Основы проектирования гидравлических,

пневматических, механических, энергетических и электронных установок для технологического оборудования

3.12.1. Пневматический привод

Исходной энергией в пневматических приводах является энергия сжатого воздуха. Широкому внедрению пневматических устройств способствуют следующие их достоинства /10/:

• относительная простота конструкции и эксплуатации, а, следовательно, низкая первоначальная стоимость и быстрая окупаемость затрат;

• надежность работы в широком диапазоне температуры, влажности запыленности окружающей среды;

• пожаро- и взрывобезопасность;

• большой срок службы, достигающий 10...50 млн. циклов;

• высокая скорость перемещения выходного звена пневматических исполнительных устройств (линейного до 15 м/с, вращательного до 100000 об/мин);

• легкость получения и относительная простота передачи энергоносителя и возможность снабжения им большого количества потребителей от одного источника;

• отсутствие необходимости в защитных устройствах при перегрузке.

К основным недостаткам пневматических устройств можно отнести:

• недостаточная плавность перемещения рабочих элементов, особенно при переменной нагрузке, из-за сжимаемости воздуха;

• сложность позиционирования исполнительных органов пневмодвигателей;

• небольшое давление сжатого воздуха в рабочих полостях (0,4...0,6 МПа) и поэтому относительно большие размеры пневмодвигателей для получения значительных сил.

По схеме действия пневмоцилиндры подразделяются на односторонние и двусторонние.

В пневмоцилиндрах одностороннего действия давление сжатого воздуха действует на поршень только в одном направлении, в другую сторону поршень со штоком перемещается под действием других сил и поэтому их используют в случаях, когда при зажиме детали требуется сила большая, чем при разжиме. Пневмоцилиндры с пружинным возвратом обычно используют для выполнения небольших перемещений (0.5...1.5D), т.к. встроенная пружина, сжимаясь, значительно снижает усилие, развиваемое поршнем.

В пневмоцилиндрах двустороннего действия перемещение поршня со штоком под действием сжатого воздуха происходит в двух противоположных направлениях и поэтому их используют в случаях, когда и при зажиме и при разжиме детали требуется одинаково большая сила.

Пневмокамеры применяют в зажимных, фиксирующих, переключающих, тормозных, прессующих устройствах станков, прессов, варочных и других машин, в приводах арматуры с тяжёлыми условиями работы, обусловленными загрязнённостью окружающей среды, низким качеством очистки сжатого воздуха от механических частиц и влаги.

Достоинства пневмокамер:

• малая трудоёмкость при изготовлении;

• высокая герметичность рабочей полости;

• отсутствие необходимости в подаче распыленного масла;

• низкие эксплуатационные расходы;

• высокий ресурс (при нормальных условиях эксплуатации пневмокамеры выдерживают до 106 циклов).

Недостатки:

• малая величина хода;

• непостоянство усилия по ходу;

• относительно низкая долговечность диафрагм.

Диафрагмы могут быть эластичными (из резины, резинотканевых и синтетических материалов) и металлические (из специальных сортов стали, бронзы и латуни толщиной листа 0,2...0,5 мм).

Пневмокамеры с упругими диафрагмами бывают одностороннего и двустороннего действия. В зависимости от способа компоновки с приспособлениями пневмокамеры подразделяют на универсальные, встраиваемые и прикрепляемые.