Пневматические и гидравлические исполнительные механизмы.

Пневматические и гидравлические исполнительные механизмы, использующие энергию сжатого воздуха и минеральных масел (несжимаемой жидкости), делят на самостоятельные и на работающие совместно с усилителями. Так как принцип действия этих двух видов механизмов схож между собой, рассмотрим их совместно.

К самостоятельным механизмам относят цилиндры с поршнем и штоком одно- и двустороннего действия.

Исполнительные механизмы, объединенные с усилителями, имеют различные конструктивные решения, часть из которых рассмотрим ниже.

Основным в таком приводе является регулирование скорости движения штока, выполняемое с дроссельным или объемным регулированием.

При управлении с дроссельным регулированием используют золотниковые распределители или «сопло заслонку». Работа гидропривода с дроссельным регулированием позволяет изменять величину перекрытия отверстий (т. е. дросселировать), через которые жидкость попадает в рабочий цилиндр (рис. 1, а). Перемещение золотниковой пары вправо позволяет маслу из напорной линии через канал попасть в полость А рабочего цилиндра и поршень будет перемещаться вправо. При этом масло, находящееся в полости Б, будет сливаться через канал в бак. Перемещение золотника влево переместит в ту же сторону и поршень, а отработавшее масло будет сливаться из полости А в бак через канал. При расположении золотниковой пары в среднем положении (так, как показано на рисунке) оба канала, соединяющих золотниковое устройство с рабочим цилиндром, перекрыты и поршень неподвижен.

Рисунок 1. Поршневые исполнительные механизмы с усилителями

Работа пневмопривода с помощью «сопло-заслонки» (рис.1, б) производится путем изменения давления в рабочем цилиндре и перемещения поршня на величину у за счет перемещения регулируемой заслонки. Через дроссель постоянного сопротивления воздух подается в камеру под постоянным давлением Рн. В то же время давление в камере зависит от расстояния х между соплом (дросселем переменного сопротивления) и заслонкой, так как с увеличением этого расстояния давление снижается и наоборот. Воздух под давлением Р поступает из камеры в нижнюю полость цилиндра, а в верхней расположена пружина, создающая за счет силы упругой деформации противоположное давление, равное Рн. Созданная разность давлений позволяет перемещать поршень вверх или вниз. Вместо пружины в цилиндр может подаваться воздух или рабочая жидкое!ь под давлением Рн. В соответствии с этим поршневые исполнительные механизмы называются механизмами одно-или двустороннего действия и обеспечивают усилия до 100 кН при перемещении поршня до 400 мм.

При управлении с дроссельным регулированием входным управляющим сигналом является величина перемещения золотниковой пары или открытия дросселя, а выходным — перемещение поршня в гидроцилиндре.

Гидро- и пневмопривод обеспечивают объекту управления возвратно-поступательное и вращательное движение.

При управлении с объемным регулированием управляющими устройствами являются насосы переменной производительности, выполняющие и функции усилительно-исполнительного механизма. Входным сигналом является подача насоса. Большое распространение в качестве гидравлического исполнительного механизма имеют аксиально-поршневые двигатели, обеспечивающие плавное изменение угловой скорости выходного вала и количества подаваемой жидкости. Пневматические исполнительные механизмы

В качестве исполнительных механизмов в пневматических системах применяются поршневые и мембранные пневмоприводы.

Поршневые отличаются от мембранных большей величиной перемещения рабочего органа и большим развиваемым усилием. Применяются они редко. Исполнительные пневматические механизмы предназначены для преобразования входного сигнала давления, поступающего от регулирующего или командного прибора, в перемещение регулирующего органа, который изменяет приток или сток вещества или энергии в объект управления. Всякий исполнительный пневматический механизм состоит из привода, воспринимающего командный сигнал давления, и регулирующего органа. Исполнительные механизмы, входящие в системы автоматического регулирования, должны развивать достаточные перестановочные усилия для преодоления сил, противодействующих перемещению регулирующего органа на всем диапазоне перемещений, обладать детектирующими свойствами, иметь чувствительность, люфт и гистерезис, соизмеримые с аналогичными показателями других элементов системы. По принципу действия исполнительные пневматические механизмы делят на механизмы поступательного движения, вращательного движения и струйные. В свою очередь механизмы поступательного движения делят на поршневые, мембранные и сильфонные, а механизмы вращательного движения - на шестеренчатые, лопастные и поршневые.