§ 4. Регулирование скорости

Привод любой машины должен обеспечивать заданный скоростной режим работы исполнительных органов. При использовании в качестве двигателя пневмоцилиндра трудно получить необходимый закон движения поршня вследствие сжимаемости воздуха. Даже при небольших изменениях нагрузки или сил сопротивления скорость поршня существенно колеблется. Поэтому пневмопривод используют преимущественно, когда изменению скорости не придают особого значения, а лишь обеспечивают заданное время перемещения поршня на определенную величину хода.

В данном случае под регулированием скорости понимается изменение средней скорости поршня за счет изменения расхода воздуха, подводимого или отводимого от пневмоцилиндра. Движение рабочих органов с постоянной скоростью или плавное торможение их в конце хода обеспечивают специальные устройства, улучшающие скоростные характеристики пневмопривода.

Дроссельное регулирование

При дроссельном регулировании скорости поршня используют специальные устройства, изменяющие пропускные сечения отводящего или подводящего трубопроводов. Такие устройства называют дросселями.

На практике применяют игольчатые и щелевые дроссели. В игольчатом дросселе сжатый воздух от отверстия А (рис.93,а) проходит через кольцевой зазор между иглой 1 и седлом корпуса 2 к отверстию Б.

Сечение кольцевого зазора изменяют опусканием или подъемом иглы 1 при ее вращении в винтовой паре.

Щелевой дроссель (рис. 93, б) состоит из втулки 1 и обоймы 2. Если подать сжатый воздух в отверстие А втулки 1, то он через профильную проточку (щель) пройдет к отверстию Б обоймы. При повороте втулки изменяется площадь сечения проточки, соединяющей полости А и Б.

Для дроссельного регулирования чаще используют щелевые дроссели, так как по сравнению с игольчатыми дросселями, при одинаковой площади пропускного сечения они имеют большую ширину щели и, следовательно, меньшую опасность засорения. Кроме того, площадь сечения щелевого дросселя точно определяется взаимным расположением втулки и обоймы в пределах одного оборота. Угол поворота и, следовательно, площадь щели можно фиксировать специальными указателями. У игольчатых дросселей перемещение иглы осуществляется за несколько оборотов, поэтому по углу поворота иглы трудно судить о площади пропускного сечения, так как неизвестно, сколько оборотов было сделано до этого.

Для регулирования расхода воздуха в одном направлении исвободного пропуска его в другом применяют дроссели с обратным клапаном (рис. 94). При подводе сжатого воздуха к отверстию Б клапан 1 отодвигается, преодолевая небольшое сопротивление пружины 2. Через образовавшуюся кольцевую щель воздух практически свободно проходит к отверстию А. При изменении направления потока воздуха, т. е. когда он поступает к отверстию А, клапан 1 плотно прижимается к седлу, и воздух через проточку В в корпусе втулки 3 проходит в эксцентричную проточку Г обоймы 4 и , далее, через отверстие Д – к отверстию Б. Расход воздуха регулируют поворотом обоймы 4 относительно втулки 3, при котором изменяется проходное сечение эксцентричной проточки.

Способы установки дросселей выбирают в зависимости с конструкции цилиндров и требований к качеству регулирования скорости.

Схема регулирования скорости поршня одностороннего цилиндра подъемного механизма приведена на рис. 95, а. Сжатый воздух от распределителя проходит через обратный клапан ОК2 и далее через дроссель D1 в рабочую полость цилиндра Ц подъемного механизма. Таким образом, при подъеме поршня его скорость регулируется дросселем D1. При опускании поршня под действием веса воздух из нештоковой полости выходит через обратный клапан ОК1, а его расход регулируется дросселем D2.

Если бы в схеме был установлен только один дроссель без обратного клапана, то пропускное сечение трубы было бы одинаковым для прямого и обратного ходов. Два дросселя с обратными клапанами позволяют осуществлять независимое регулирование скорости поршня в обоих направлениях.

Работа пневмоцилиндра двустороннего действия осуществляется при одновременном впуске воздуха в рабочую полость и выпуске его из противоположной. При подаче сжатого воздуха распределителем в нештоковую полость (рис. 95, б) расход воздуха и скорость поршня регулируются дросселем D1, а воздух из штоковой полости свободно выходит в атмосферу через обратный клапан дросселя D2. В случае изменения направления движения воздуха подача его в штоковую полость регулируется дросселем D2, установленным на входе.

При установке дросселей на выходе (рис. 95, в) воздух свободно проходит через обратный клапан дросселя D2 в штоковую полость, а из нештоковой будет вытесняться через дроссель D1. Скорость поршня определяется расходом воздуха через дрос­сель D1.

В пневмоприводах литейных машин наиболее распространен метод регулирования скорости поршня с установкой дросселя на выходе. Этот метод обеспечивает большую плавность движения поршня, так как высокое давление в полости опорожнения не позволяет, например при скачкообразном уменьшении нагрузки, резко повысить скорость. При регулировании скорости с дросселем на входе полость опорожнения свободно соединена с атмосферой и пониженное давление в ней не может существенно влиять на изменение скорости поршня.