Основные определения и классификация

Глава II

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОМЫШЛЕННЫХ

ПНЕВМОПРИВОДАХ

Назначение, характеристики и параметры пневмоприводов

Основные определения и классификация

Пневматический привод – это пневматическая система (ПС), пред­назначенная для преобразования энергии сжатого воздуха в механическую энер­гию рабочего органа исполнительного устройства технологического оборудования (станков, роботов, сборочных центров, транспортеров и др.).

Пневматические и газовые приводы получили широкое применение при ав­томатизации производственных процессов в общем машиностроении и станко­строении, в транспортном и полиграфическом машиностроении, в литейном и куз­нечном производстве. Особенно они эффективны при использовании в составе контрольно-измерительной техники, в составе технологического оборудования, работающего в агрессивных средах и в условиях пожаро- и взрывоопасности, ра­диации, а также при значительной вибрации и высоких температурах [10].

Поскольку механическая энергия в таких приводах передается газовой рабо­чей средой под давлением, они относятся к объемным приводам на основе объемных двигателей, преобразующих энергию потока рабочей среды в энергию выходного звена (штока или вала) в процессе попеременного заполнения рабочей камеры рабочей средой и вытеснения ее из рабочей камеры [30].

Повышение производительности применительно к ПС означает увеличение их быстродействия. Так как пневматическая система является частью технологи­ческого оборудования (ТО) (основного или вспомогательного), то время ее сраба­тывания входит в общее время рабочего цикла ТО, влияя на его производитель­ность, а весогабаритные параметры ПС во многом определяют размеры и металлоемкость ТО.

Проблема повышения производительности ПС непосредственно связана с разработкой методов динамического исследования технологического оборудова­ния, с созданием методов динамического расчета пневматических механизмов.

К важнейшим направлениям развития ПС относятся вопросы исследования динамики пневматических приводов (ПП), а также выбор их оптимальной струк­туры, удовлетворяющей заданным критериям оптимальности, какими являются наименьшая стоимость, высокая точность реализации рабочих движений, надеж­ность, помехозащищенность, конструктивная компактность, встраиваемость и др.

Теория пневматических систем является особым, самостоятельно развиваю­щимся отделом общей теории машин, имеющим свои характерные черты и осо­бенности. Если в теории механизмов с твердыми звеньями задача динамики сво­дится к решению уравнения движения, то в теории пневматических систем это уравнение решается совместно с уравнениями, характеризующими термодинами­ческие процессы, протекающие в полостях пневматических двигателей. При со­ставлении этих уравнений используются законы термодинамики и газодинамики. Таким образом, в теории ПС, кроме методов механики твердого тела, применяют­ся методы механики упругой жидкости [34].

Характерной чертой теории ПС является то, что она располагается как бы на стыке различных отраслей науки, что свойственно многим другим современным разделам науки.

Одной из важнейших особенностей теории ПС, отличающей ее от теории ме­ханизмов с твердыми звеньями, является то, что вопросы динамики и кинематики этом случае не могут быть отделены друг от друга и должны рассматриваться совместно [34].

Современные ПС включают следующие типы устройств:

1) исполнительные устройства непосредственно или через передаточные механизмы связанные с рабочими органами ТО и предназначенные для выполнения заданных технологических операций (формообразования, сопряжения, соединения, транспортировки и др.);

2) распределительные устройства, направляющие потоки сжатого воздуха из пневмомагистрали в соответствующие полости исполнительных усройств;

3) управляющие устройства, посылающие команды на срабатывание распределителей и осуществляющие заданный закон движения рабочих органов ТО с учетом информации, поступающей от сенсорных элементов ПС.

Исполнительные устройства по своей структуре разделяются на поршневые, ротационные и устройства с упругими элементами (мембранами, сильфонами, шлангами и др.).

По характеру действия исполнительных устройств ПС делятся на системы дискретного и непрерывного действия.

Дискретным или двухпозиционным приводом называют привод, рабочий орган которого имеет два фиксированных положения (позиции). Управление перемещением выходного звена привода из одной позиции в другую выполня­ется наиболее простым релейным способом посредством моностабильных или бистабильных пневмораспределителей.

Непрерывным или следящим приводом называют привод, позициони­рование рабочего органа которого обеспечивается в любой точке заданного диапазона перемещения с требуемой точностью. Заданный закон перемещения выходногозвена такого привода обеспечивается системами автоматического регулирования посредством пропорциональных пневмораспределителей.

По виду движения рабочих органов исполнительных устройств различают системы с возвратно-поступательным и вращательным движениями.

Классификация промышленных пневмоприводов, во многом зависящая от используемых в их составе исполнительных устройств, приведена на рисунке 2.1 [36].

Рисунок 2.1 - Классификация пневмоприводов

В компрессорном пневмоприводе сжатый воздух подается в пневмодвигатель компрессором. В аккумуляторном приводе сжатый воздух поступает в пневмодвигатели из пневмоаккумулятора (ресивера), предварительно заряженного от внеш­него источника, не входящего в состав привода.

Наиболее широкое распространение в промышленности нашли магистраль­ные пневмоприводы, в которых сжатый воздух подается в пневмодвигатели из пневмомагистрали (заводской, цеховой и др.) не входящей в состав привода.

Пневмоприводы, в которых отработанный сжатый воздух из пневмодвигателя поступает в атмосферу, называют приводами с разомкнутой циркуляцией. В пнев­моприводах с замкнутой циркуляцией отработанный сжатый воздух из пневмодви­гателя поступает во всасывающую пневмолинию.

Поиск по сайту: