книги из ГПНТБ / Кожевников С.Н. Гидравлический и пневматический приводы металлургических машин

На рис. 190 показана принципиальная схема управления механизмами автоматической стыкосварочной машины, в кото­ рой использованы пневмогидравлические механизмы в качестве исполнительных. Машина имеет механизмы неподвижного и подвижного зажима свариваемых концов лент, комбинирован­ ный механизм подачи подвижного зажима, прижимающего свариваемые концы лент друг к другу, механизм вертикального перемещения резцов гратосиимателя и механизм протаскивания ленты во время снятия образовавшегося в процессе сварки концов грата.

Все использованные пневмогидравлические механизмы зажи­ м а — одного типа, поэтому рассмотрим принцип работы только одного из них. Подвижный рычаг / неподвижного зажима, в ко­ тором зажимается ровно обрезанный задний конец наращивае­ мой ленты, перемещается вниз под действием поршня гндроцн-

тель 8 поступает воздух и если поршень 2 пневмоцплнндра нахо­ дится в нижнем положении. Давление жидкости при этом будет равно давлению воздуха в бачке 7. Если доступ воздуха через электропневматпческий распределитель 11 будет открыт в ниж­ нюю полость цилиндра 3, то плунжер 9 будет вытеснять жид­ кость сначала в бачок 7, пока не перекроет выпускное отверстие, а затем будет создавать давление жидкости, обеспечивая этим надежное зажатие свариваемого конца ленты.

Работа подвижного зажима 17 протекает аналогично. Пред­ варительное зажатие концов ленты при подаче сигнала давле­ ния в бачки происходит независимо, сначала в неподвижном, а затем в подвижном зажиме, а окончательное зажатие — одно­ временно при посылке электрического сигнала в общий электропневматический распределитель 11, при открытии досту­ па воздуха в цилиндры 3.

Перемещение влево подвижного зажима при сварке произ­

Усилие нажатия кулачка 14 ограничивается пружиной 12, сжимающейся при достижении его предельного значения и поз­ воляющей при этом поворачиваться рычагу 13 относительно коромысла 16.

После завершения сварки и перемещения стыка при помощи тянущих роликов к приспособлению для снятия грата полоса сначала зажимается при помощи гидропневматического меха­ низма 5, затем опускается верхний суппорт 6 с ножом, и нако­ нец, при помощи кулачка 4, приводимого в движение электро­ двигателем, производится протягивание зажатой полосы через гратосниматель.

280

Г л а в а III ВАКУУМНЫЕ ПИТАТЕЛИ

В вакуумных механизмах и приспособлениях в качестве активной движущей силы используется атмосферное давление. В этом случае в полости цилиндра механизма создается вакуум либо в результате соединения его с сосудом, в котором при помощи вакуум-насоса создано разрежение, либо другим способом. В металлургической промышленности вакуумные уст­ ройства применяются главным образом в вакуум-питателях листового материала из пакета в жестелудильных автоматах штучного производства, в талькировочных машинах для пере­ сыпки подлежащих отжигу холоднокатаных листов, в линиях контроля и сортировки холоднокатаных листов и в другом оборудовании.

Кроме использования в рабочих машинах, вакуум-насосы находят применение непосредственно в технологических метал­ лургических процессах при восстановлении металлов из руд и химических соединений, при рафинировании металлов возгон­ кой, при дегазации металлов и пр.

М Е Х А Н И З М Ы П И Т А Т Е Л Е Й

При использовании вакуумных механизмов в качестве вакуумных питателей приходится решать ряд конструктивных трудностей, в частности обеспечение выдачи из пакета по одно­ му листу. При хранении листового материала в пакетах воздух между листами вытесняется, вследствие чего оторвать лист от пакета в нормальном направлении не всегда возможно. «Прили­ пание» особенно значительно, если на листы попала вода, масло и т. п. В связи с этим при выдаче отдельных листов из пакета необходимо сообщать питателю движение в тангенциальном направлении.

Для автоматической подачи листов жести из стопы в автомат для горячего лужения со встроенными травильными секциями используется сухой вакуумный питатель с присосками, схема которого приведена на рис. 191. В положении вакуумного пита­ теля, показанном на рис. 191, а качающееся коромысло 6, смон­ тированное на квадратичном валу 1, прижимает присоску 3

281

с тем, чтобы они легко отделялись один от другого. При обрат­ ном ходе коромысла присоска захватывает верхний лист и пере­

Рис. 191

В машине для сортировки холоднокатаного листа использо­ ван комбинированный питатель. При помощи вакуумного питателя с присоской край верхнего листа стопы приподнимает­

в которых производится пересыпка листов тальком перед отжи­ гом и последующая их очистка, вакуум в присосках создается при помощи специальных цилиндров с неподвижно укрепленны­ ми штоками поршней. Схема механизма такого питателя при­ ведена на рис. 193. Головка / питателя имеет в передней своей части две камеры, с каждой из которых соединяются по две присоски 2, имеющие клапаны. Загрузочная головка выполняет

282

роль шатуна шарнирного параллелограмма, поэтому движется поступательно. Движение головке сообщается от редуктора при помощи стержневого механизма со звеньями 5, 6 и 8. Звено 6 вращается вокруг неподвижной осн. Подъем и опускание загрузочной головки J осуществ­ ляется коромыслом 3, приводимым в движение кулачком 4. Внутри го­ ловки смонтированы два цилиндра, движущиеся вместе с головкой от­ носительно поршней, штоки кото­ рых с неподвижной стойкой связа­ ны шатунами 7. Положение порш­ ней в цилиндре можно регулировать

с помощью гаек.

При перемещении питателя впе­ ред создается предварительный ва­ куум за счет увеличения объема правой камеры цилиндра. После то­ го как присоски расположатся над задним краем стопы листов на подъ­ емном столе, а ролик — во впадине кулачка, головка питателя опус­ кается. В результате нажатия листа •на стержень клапана, конец которо­ го располагается внутри присосок, в последних создается вакуум. При дальнейшем продвижении загрузоч-

мой головки вперед к подающим роликам присоски захватыва­ ют лист и вместе с головкой приподнимают его. Профиль кулач­ ка выбран таким, что при возврате загрузочной головки в ис­ ходное положение присоски с листом не соприкасались. За пол­ ный цикл движения головки питателя кулачок совершает один оборот. После уничтожения вакуума вблизи левого крайнего

283

положения лист отпадает, клапан присоски закрывается и воздух вытесняется через обратный пластинчатый клапан в головке питателя.

РАСЧЕТ ПРИСОСОК

В процессе подачи листа вакуумным питателем присоски должны создать нормальную и тангенциальную силы определен­

Р— Ар,

давление присоски на лист, которое зависит от веса и располо­ жения центра тяжести листа относительно присоски. Рассмотрим случай жесткого листа, когда величиной его деформации (изгиба) по сравнению с величиной подъема можно пренебречь.

Условия работы присоски будут наихудшими в начале подъема, когда жесткому листу сообщается нормальное уско­ рение ап. Предполагаем, что центр тяжести листа смещен отно­ сительно оси присоски, в полости которой создан вакуум с пере­ падом давления Ар, на величину hs. В таком случае реактивное давление со стороны присоски на лист распределяется по пери­ метру касания неравномерно.

Если силы прилипания между листами отсутствуют и аэро­ динамическими сопротивлениями можно пренебречь, то необхо­

284

приложенную в центре тяжести поверхности присоски; нерав­ номерно распределенное по периметру касания присоски давление.

Перенеся равнодействующую

m(g + an) = G( 1 +

g

в центр тяжести опорной поверхности присоски, необходимо приложить к листу еще момент

М = hfi (1 +

ё

Закон распределения давлений по периметру касания при­ соски в случае жесткого листа можно принять линейным

Рис. 194

(рис. 194), а среднее давление, отнесенное к единице длины пе­ риметра, равным

285

Отсюда

где F — активная площадь присоски.

Отсюда следует, что более целесообразно увеличивать диа­ метр присоски, чем стремится к созданию большого перепада давления. В случае использования в вакуум-питателе k присо­ сок вес G листа необходимо отнести к каждой из них, т. е.

При транспортирова­ 777777777777777777Т нии листа в тангенциаль­

Рис. 195 ном направлении, когда его второй конец сколь­ зит по стопе листов, необ­

ходимо, чтобы результирующее сопротивление перемещению ли­ ста волоком было меньше силы трения листа о присоску, т. е.

шихся листов с тем, чтобы удалить их из потока, в неравенстве

286

Г л а в а IV

УПРАВЛЯЮЩАЯ И РЕГУЛИРУЮЩАЯ АППАРАТУРА ПНЕВМАТИЧЕСКИХ МЕХАНИЗМОВ

Пуск, остановку или реверсирование пневматических исполни­ тельных механизмов производят при помощи воздушных распре­ делителей с непосредственным или дистанционным управлением. В последнем случае подача сигнала может быть произведена вручную или же от какого-либо датчика, включенного в цепи уп­ равления автоматически действующего комплекса механизмов.

Во многих случаях возникает необходимость в цепь питания пневматического механизма воздухом включить регулирующую аппаратуру, а именно: редукторы давления, позволяющие пони­ зить давление воздуха в магистрали, питающей пневматический механизм; обратные клапаны, позволяющие организовать поток воздуха только в одном направлении; предохранительные клапа­ ны; реле давления и реле времени, подающие сигналы при дости­ жении заданной величины давления или через заданный проме­ жуток времени и др. Кроме того, часто возникает необходимость включать в воздушные коммуникации фильтры для очистки воздуха от пыли, влаги и масла.

Ниже рассматриваются основные и характерные конструк­ тивные типы управляющей и регулирующей аппаратуры пневма­ тических механизмов.

ВОЗДУШНЫЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛИ РУЧНОГО УПРАВЛЕНИЯ

В практике нашли применение воздушные распределители ручного и ножного управления кранового, клапанного или зо­ лотникового типа.

На рис. 196 показан четырехходовой кран управления с кони­ ческой пробкой, имеющей два канала а и d. Воздух, подводимый по магистрали Ь, может быть подан в канал с или f корпуса кра­ на, связанные с пневматическими механизмами. Канал е может быть использован для дачи сигнала давления в другой управля­ ющий механизм, работающий последовательно с механизмом, питаемым воздухом по каналу с. Кран может быть использован как трехходовой при заглушённом отверстии е. Канал Ъ должен быть соединен с цилиндром, с — с магистралью, а / — с атмосфе­ рой.

Пробка крана не имеет фиксированных позиций, поэтому, устанавливая ее в промежуточные положения, можно регулиро­ вать проходное сечение для воздуха и, следовательно, дроссели­ ровать его. Во избежание значительных утечек воздуха пробка должна быть тщательно притерта к гнезду корпуса.

На рис. 197 показан кран ручного управления с плоским зо­ лотником. Воздух от магистрали подводится в пространство над

287

золотником и в соответствующие каналы может быть подан че­ рез отверстия а тарелки золотника. Сбрасывание воздуха в ат­ мосферу через центральный канал b может быть произведено в результате соединения соответствующей магистрали с атмос­ ферой при помощи канала с в золотнике. При большом давлении воздуха в магистрали трение золотника о зеркало может быть значительным, что затрудняет управление. Винт / служит для дросселирования сбрасываемого в атмосферу воздуха.

Ручной воздухораспределитель клапанного типа (рис. 198) позволяет подавать воздух в одну из полостей цилиндра при од­ новременном сбрасывании воздуха в атмосферу из другой поло­ сти или же осуществлять отсечку полостей цилиндра от воздуш­ ной магистрали и атмосферы одновременно. Воздух из воздухо­ сборника подается через штуцер / в камеры над клапанами, расположенными под пробками 2 и 5. Эти камеры соединены между собою каналом 3 (показан штриховой линией).

Нижняя полость клапана 10 каналами соединяется с верхней полостью клапана 9. Аналогично нижняя полость клапана, рас­ положенного под пробкой 5, соединяется с верхней полостью клапана, расположенного под пробкой 6. Подача воздуха в по­ лости цилиндра производится через штуцеры 4 и 7. Если рычаг 8 управления находится в правом положении, воздух из одной полости цилиндра через штуцер 4 выпускается в атмосферу, а в другую полость нагнетается через штуцер 7. При перемещении рычага 8 в крайнее левое положение происходит изменение на­ правления движения воздуха; когда рычаг находится в среднем положении, происходит отсечка полостей цилиндра.

Пневматический распределитель ручного управления с ку­ лачковым механизмом перемещения клапанов, отличный от рас­ смотренных выше, показан на рис. 199. Здесь распределительный валик / с рукояткой 2 управления все время отжимается влево пружиной 7 с целью устранения утечки воздуха. Клапаны 4 и 5 поднимаются при повороте вокруг неподвижных осей коромысел 3 и 6 под действием кулачков на валике 1. Воздух под давлением подводится к штуцеру 8 и при открытом клапане 5 из верхней камеры а проходит в камеру с, а затем через штуцер 9 (показан штриховой линией) — в цилиндр пневматического механизма. При открытом клапане 4 камера с и нижняя камера а сообща­ ются между собою и воздух через отверстие b из полости ци­ линдра выпускается в атмосферу.

Наличие сжатого воздуха в какой-либо полости цилиндра при отключении ее от магистрали и атмосферы, т. е. в случае ее запирания, вызывает перемещение поршня до тех пор, пока си­ лы, действующие на него с разных сторон, не уравновесятся. Поэтому при необходимости остановить поршень в некотором промежуточном положении воздух из обеих полостей цилиндра нужно выпустить. Такого вида управление можно осуществить клапанным распределителем, показанным на рис. 200.