Архив категорий Пневматика

Автор:admin

Как управлять цилиндром?

В тех случаях, когда сжатый воздух подается к исполнительным механизмам непосредственно от пневмораспределителей с механическим или ручным управлением, говорят о прямом управлении (рис. 1).

Рис. 1. Прямое управление пневмоцилиндрами

Пневмораспределители, управляющие исполнительными механизмами, также называют исполнительными.

Пневматическое управление распределителями используют в тех случаях, когда необходимо осуществлять дистанционное управление их работой. Чтобы распределитель был с пневматическим управлением, в конструкцию вводят поршень 1, перемещение которого и приводит в движе­ние запорный элемент 2 (рис. 2).

Рис.2. Нормально закрытый 3/2-пневмораспределитель с пневматическим управлением

Рассмотрим схему управления пневмоцилиндром одностороннего действия с использованием распредели­теля с пневматическим управлением (рис. 3).

Рис. 3. Непрямое управление пневмоцилиндром одностороннего действия

(исполнительный распределитель — нормально закрытый)

В предложенной схеме пневмораспределитель с ручным управлением (пневмокнопка) управляет работой пневмоцилиндра путем подачи сигнала на исполнительный распределитель с пневматическим управлением.

Схема несколько видоизменится, если исполнительный пневмораспределитель будет нормально откры­тым (рис. 4).

Рис. 4. Непрямое управление пневмоцилиндром одностороннего действия

(исполнительный распределитель — нормально открытый)

В моностабильных пневмораспределителях возврат запорно-регулирующего элемента в исходное положе­ние может осуществляться не только посредством механических пружин, но и под действием давления сжато­го воздуха (пневматической пружины) (рис. 5).

Рис. 5. 5/2-пневмораспределитель с пневматическим управлением и возвратом

5/2-пневмораспределитель с пневматическим управлением и возвратом

В исходной позиции золотник 2 находится в крайнем левом положении, т. к. на его правый поршень 4 через специальный канал 3, связанный с линией питания, подается сжатый воздух. При поступлении управляющего сигнала в канал Y золотник 2 сместится вправо, поскольку площадь левого поршня 1 значительно больше площади правого поршня 4.

В некоторых конструкциях возврат ЗРЭ в исходную позицию осуществляется под действием одновременно и механической, и пневматической пружин. Такое сочетание обеспечивает более высокую стабильность и на­дежность переключения пневмораспределителя.

В тех случаях, когда имеются технологические ограничения на величину управляющих сигналов, применяют распределители с пневматическим усилением управляющего сигнала (пилотным уп­равлением) (рис. 6).

Рис. 6. 3/2-пневмораспределитель с пневматическим усилением управляющего сигнала

В таких конструкциях (в данном случае это путевой выключатель) усилие переключения прикладывается к небольшому вспомогательному (пилотному) распределителю 2, функцией которого является подача пневмати­ческого сигнала управления на основной пневмораспределитель 3, непосредственно осуществляющий комму­тацию внешних пневмолиний. Поскольку площадь клапана пилотного распределителя невелика, то усилие, необходимое для переключения последнего, минимально.

Рассмотренная конструкция позволяет трансформировать нормально закрытый пневмораспределитель в нормально открытый. Для этого надо развернуть управляющую головку с роликом 1 на 180° и подавать сжатый воздух в канал R.

В тех случаях, когда требуется контролировать какой-либо объект при его движении только в определенном направлении, применяют распределители с управлением от «ломающегося» рычага с роликом (рис. 7).

Рис. 7. Принцип действия «ломающегося» рычага с роликом

Конструкция рычага выполнена таким образом, что он воздействует на толкатель пневмораспределителя только в том случае, если движение штока пневмоцилиндра или другого контролируемого объекта происходит в определенном направлении (рис. 7, а). Пневмораспределитель не срабатывает при движении объекта в противоположном направлении, поскольку рычаг с роликом проворачивается на оси ( «ломается») и не переда­ет управляющее воздействие на толкатель (рис. 7, б).

Управление сложными объектами с пневматическими при­водами базируется преимущественно на электрических и электронных системах, имеющих широкие возможно­сти сбора, обработки информационных и формирования управляющих электрических сигналов, и высокое быстродействие. Независимо от элементной базы управляющих систем (релейно-контактная или мик­ропроцессорная техника), в силовой части привода применяют пневматические распределители с электромаг­нитным управлением. Работа подобных пневмораспределителей основывается на свойстве находящихся под напряжением электромагнитных катушек втягивать расположенный в них якорь.

Запорно-регулирующий элемент в таких аппаратах располагают непосредственно на торцах якоря, который помещается в гильзу, ввинченную в корпус. Снаружи гильза охватывается приводной электромагнитной катуш­кой (рис. 8).

Рис. 8 3/2-пневмораспределитель с электромагнитным управлением и ручным дублированием

Если электромагнитная катушка 7 обесточена, якорь 5 прижат пружиной 4 к седлу клапана 3, перекрывая канал Р, по которому подводится сжатый воздух; выходной канал А соединен с атмосферой через пазы на наружной поверхности якоря. Напряжение на катушку 7 подается через присоединительный элемент — коннек­тор 8, при этом якорь 5, преодолевая усилие пружины 4, поднимается до седла клапана 6, закрывая канал R выхода воздуха в атмосферу и открывая канал, соединенный с отверстием для подведения сжатого воздуха. Сжатый воздух подается в линию потребителя (канал А).

Пневмораспределители с электромагнитным приводом имеют, как правило, ручное дублирование, исполь­зуемое обычно при пусконаладочных работах или при поиске отказа (если распределитель срабатывает от элемента ручного управления, это свидетельствует о том, что не работает катушка). Включа­ют пневмораспределитель нажатием или проворотом специального устройства (рис, 8, поз.1) механичес­ки поднимающего якорь с седла клапана. После проверки работоспособности распределителя элемент ручного управления необходимо выставить в положение не препятствующее свободному переме­щению якоря.

К моностабильным пневмораспределителям, относится большое число трехпозиционных распределителей. Обычно нормальной для них является средняя позиция, в которую они выставляются посредством двух пружин, центрирующих их запорно-регулирующий элемент. Так, используя 5/3-пневмораспределитель с двусторонним пневматическим управле­нием и закрытой центральной позицией, можно обеспечить останов пневмоцилиндра в любом промежуточном положении (рис. 9).

Рис. 9. Использование 5/3-пневмораспределителя для позиционирования пневмоцилиндров

При нажатии на одну из пневмокнопок, например 1.3, шток цилиндра 1.0 начнет перемещаться, а при отпус­кании ее он остановится, поскольку исполнительный распределитель 1.1 займет центральную позицию, в кото­рой все линии перекрыты (при этом точность позиционирования цилиндра будет достаточно низкой).

На принципиальных пневмосхемах условному графическому обозначению каждого пневмоустройства при­сваивают буквенно-цифровое позиционное обозначение по ГОСТ 2.704-76) или (в зару­бежных схемах) цифровой индекс, формируемый по определенным правилам (табл.2).

Табл. 2. Цифровая индексация пневматических устройств

Наименование устройства Индекс
Аппаратура подготовки сжатого воздуха  0.1, 0.2, 0.3…
Исполнительные механизмы (ИМ)  1.0, 2.0, 3.0…
Исполнительные распределители  1.1, 2.1, 3.1…
Устройства, подающие сигналы на выдвижение штока цилиндра (после точки — четное число) 1.2, 1.4, 1.6, … (для 1-го ИМ)2.2,2.4,2.6, … (для 2-го ИМ)
Устройства, подающие сигналы на втягивание штока цилиндра (после точки — нечетное число) 1.3, 1.5, 1.7, … (для 1-го ИМ)2.3,2.5,2.7, … (для 2-го ИМ)
Регуляторы скорости и устройства, расположенные между исполнительными механизмами и исполнительными распределителями (будут рассмотрены ниже) 1.01, 1.02, … 2.01,2.02, …

Индексы всех элементов, управляющих исполнительным механиз­мом 1.0, начинаются с цифры 1, управляющих исполнительным механизмом 2.0 — с цифры 2 и т. д. Это означает, что где бы «территориально» на схеме ни располагался элемент, (например, 1.10), он будет нахо­диться в ветви управления соответствующим исполнительным механизмом (в нашем случае — 1.0).В тех случаях, когда невозможно придерживаться правила использования четных и нечетных цифр после точки в зависимости от типа команды (втягивание или выдвижение штока цилиндра), применяют сквозную индексацию.

Бистабильные пневмораспределители (с фиксацией положения)

 Двухпозиционные пневмораспределители, которые после снятия управляющего внешнего воздействия ос­таются в позиции, определяемой этим воздействием, называют бистабильными (с памятью позиции последне­го переключения). Возврат их в исходную позицию осуществляется после подачи противоположного по значе­нию управляющего сигнала. В качестве примера рассмотрим отсечный нормально закрытый 3/2-пневморасп-ределитель с ручным управлением (рис. 10), предназначенный для подачи сжатого воздуха в пневмосистему и сброса из нее.

Рис. 10. Отсечный нормально закрытый 3/2-пневмораспределитель с ручным управлением

Данный распределитель может находиться в одной из двух возможных позиций переключения сколь угодно долго, поскольку в его конструкции отсутствуют элементы, однозначно определяющие положение запорно-регулирующего элемента.

У бистабильных распределителей с пневматическим управлением, входящих в состав пневмопривода, ис­ходная позиция определяется не особенностями конструкции, а связями с элементами, управляющими этими аппаратами.

Для пояснения сказанного рассмотрим, например, две схемы управления воротами с пневматическим при­водом (рис. 11).

Рис. 11. Использование бистабильного 5/2-невмораспределителя для управления пневмоцилиндром

Несмотря на то что в схеме «а» исходная позиция бистабильного пневмораспределителя 1.1 обеспечивает втянутое положение штока пневмоцилиндра, а в схеме «б» — выдвинутое, мы имеем дело, по существу, не с двумя схемами, как может показаться на первый взгляд, а с одной и той же, но описывающей различные исход­ные состояния пневмопривода. Очевидно, что после кратковременного нажатия на пневмокнопку 1.2 схема а трансформируется в схему б, а схема б после кратковременного воздействия на кнопку 1.3 — в схему а.

Бистабильные пневмораспределители способны «запоминать» последний поданный сиг­нал управления. Действительно, и в 4/2-пневмораспределителе с плоским золотником (рис. 23 а), и в 5/2-пневмораспределителе (рис. 23, б) даже после снятия сигнала в линии управления X переключающий элемент остается в крайнем правом положении до тех пор, пока не поступит команда в линию управления Y.

Рис.23. Бистабильные 4/2- и 5/2-пневмо-распределители с пневматическим управлением

Бистабильные 4/2- и 5/2-пневмо-распределители с пневмоуправлением

Так как площади управляющих поршней в бистабильных пневмораспределителях одинаковы, то в том слу­чае, когда в обоих каналах управления распределителя присутствуют сигналы, он будет устанавливаться в позицию, определяемую сигналом, который пришел первым. Это свойство бистабильных пневмораспределителей часто используют в пневматических системах управления.

Если пневмораспределители, у которых органы управления ЗРЭ удерживаются в рабочих позициях силами трения устанавливают на машинах с повышенным уровнем вибрации, то их положение должно быть строго горизонтальным. В противном случае может произойти самопроизвольное переключение ЗРЭ в нижнюю пози­цию.

Бистабильные пневмораспределители с электропневматическим управлением, по существу, представляют собой комбинацию двух пилотных электроуправляемых 3/2-пневмораспределителей 1 и базового распредели­теля 2 с двусторонним пневматическим управлением. Сжатый воздух подводится к пилотным распределите­лям, располагающимся, как правило, на торцах базового распределителя, по специальным каналам 3, выпол­ненным в корпусе последнего и соединенным с каналом питания Р (рис. 24).

Рис. 24. Бистабильный 5/2-пневмораспределитель с электропневматическим управлением

При подаче напряжения на одну из электромагнитных катушек срабатывает соответствующий пилотный распределитель, пропуская сжатый воздух к торцу ЗРЭ основного распределителя, что приводит к переключе­нию последнего.

Иногда распределители такого типа называют импульсными, поскольку для их срабатывания достаточно подать кратковременный (импульсный) управляющий сигнал.

 

Автор:admin

Пример использования пневмоавтоматики

ПРЕСС НА БАЗЕ ПНЕВМОЦИЛИНДРА E.MC LBC

МЕБЕЛЬНЫЙ ПРИЖИМ НА БАЗЕ ПНЕВМОЦИЛИНДРА E.MC VBC

ШТАМП

Автор:admin

Видеообзор завода EMC

Сегодня E.MC — это высокотехнологичная производственная компания, которая каждый год увеличивает объемы поставок оборудования по всему миру на 50-100%.

Автор:admin

Расчет пневмоцилиндра

В данной статье мы рассмотрим как правильно расчитывать комплектующие для пневмосистем.

Пример расчета:

Задача: необходимо за 10 секунд переместить деталь весом 300 кг на расстояние 2 метра.

Решение:

  1.  Стандартное давление пневмосистемы 6 бар (0,6 МПа)
  2.  Из таблицы 1 стандартных параметров пневмоцилиндров выбираем диаметр поршня при этом учитываем, что реальные показания усилия будут на 15% меньше теоретической величины указанной в Таблица 1.  
  3.  Переведем 300 кг в Ньютоны — 300 кг * 9,8 = 2940 Н. Не забываем о потерях —              2940 Н +15% = 3381 Н.  В таблице 1 выбираем колонку с давлением 6 Бар и значение большее или равное расчетному, в данном случае у нас значение равно 4618 НЭто значение усилия соотвествует поршню с диаметром 100 мм
  4. Расчитаем скорость движения пневмоцилиндра в м/с.  Исходные  данные — заготовка 1 раз за 10 секунд перемещается на 2 метра. Скорость штока будет равна 2 метра/10 с = 0,2 м/с.
  5. Расход воздуха выбираем из стандартной таблицы расхода воздуха — таблица 2.
  6. Для пневмоцилиндра с диаметром поршня 100 мм. и скоростью перемещения 0,2 м/с получаем расход равный 600 нл/мин.
  7. Для выбора соединительных пневмотрубок пользуется Таблица и выбираем пневмотрубку 6х4 мм.
  8. Для уменьшения давления в пневмоситеме с 1040 нл/мин на 600 нл/мин используем пневмодроссели E.MC  , а также подбираем соответствующие фитинги E.MC для данной системы.

Таблица 1. Стандартные параметры пневмоцилиндров E.MC

Диаметр

поршня,

мм

Давление воздуха, Бар

3 4 5 6 7 8 9 10
∅6 8 11 13,5 16,5 19 22 24,5 27,5
∅8 14,5 19,5 24,5 29,5 34 39 44 49
∅10 23 30,5 38 46 53,5 61,5 69 76,5
∅12 33 44 55 66 77 88 99 110
∅16 59 78 98 118 137 157 177 197
∅20 92 123 153 184 215 246 277 307
∅25 144 192 240 288 336 384 433 481
∅32 236 315 394 472 551 630 709 788
∅40 369 492 615 739 862 985 1108 1231
∅50 577 769 962 1154 1347 1539 1732 1924
∅63 916 1222 1527 1833 2138 2444 2749 3055
∅80 1478 1970 2463 2956 3448 3941 4434 4926
∅100 2309 3079 3849 4618 5388 6158 6928 7698
∅125 3608 4811 6014 7217 8419 9622 10825 12028
∅160 5912 7882 9853 11824 13795 15765 17736 19707
∅200 9237 12317 15396 18475 21555 24634 27713 30792
∅250 14434 19245 24056 28868 33679 38491 43302

48113

  • Значения усилий указано в Ньтонах. Практическое усилие на штоке пневмоцилиндра на 15% меньше теоретической величины.

Таблица 2.  Расчет расхода сжатого воздуха на выбранный пневмоцилиндр E.MC.

Таблица 3. Выбор параметров трубки для пневмосистемы E.MC.

Диаметр пневмотрубки, мм Внутренний диаметр трубки, мм Пропускная способность , нл/мин
4х2 2 260
6х4 4 1040
8х6 6 2340
10х8 8 4160
12х10 10 6500
14х12 12 9360

 

Теоретические усилия пневмоцилиндров Е.МС

Теоретические усилия пневмоцилиндров Е.МС

Автор:admin

Конструкция пневмоцилиндра

Пневмоцилиндр — устройство, в котором происходит преобразование потенциальной энергии сжатого воздуха в механическую энергию поршня (устройство пневмоцилиндра)

В пневмоцилиндрах одностороннего действия давление сжатого воздуха действует на поршень только в одном направлении, в другую сторону поршень со штоком перемещается под действием внешних сил или пружины.

В пневмоцилиндрах двустороннего действия перемещение поршня со штоком под действием сжатого воздуха происходит в двух противоположных направлениях.

В основе конструкции пневмоцилиндра лежат: корпус, шток и поршень а также передняя и задняя крышки. Более подробная схема конструкции пневмоцилиндра изображена на рисунку ниже.

Конструкция пневмоцилиндра

[symple_column size=»one-third» position=»first» fade_in=»false»]
  1. Гайка
  2. Шток поршня
  3. Уплотнение штока
  4. Уплотнение
  5. Передняя крышка
  6. Уплотнение демпфера
[/symple_column] [symple_column size=»one-third» position=»middle» fade_in=»false»]
  1. Уплотнение
  2. Уплотнение поршня
  3. Уплотнение поршня
  4. Магнит
  5. Кольцо скольжения
  6. Корпус цилиндра
[/symple_column] [symple_column size=»one-third» position=»last» fade_in=»false»]
  1. Поршень
  2. Уплотнение
  3. Регулятор демпфирования
  4. Задняя крышка
  5. Винт
  6. Болт
[/symple_column]

Скачать 3D модели пневмоцилиндов ЕМС

Автор:admin

Подготовка сжатого воздуха

Для надежной и длительной работы оборудования с пневмоцилиндрами очень важна качественная подготовка сжатого воздуха.

Загрязнения оказывают физическое, химическое и электролитическое воздействие на пневматические устройства, снижая их долговечность в 4-5 раз, а в некоторых случаях и до 20 раз. Поломка пневмоэлементов по этой причине составляет до 80% от общего числа отказов.

Особенно опасно попадание в пневматическую систему отработанного компрессорного масла. В результате необратимых изменений, происходящих с ним под воздействием высоких температур при сжатии воздуха и трения в подвижных парах, оно больше не является смазкой. Выделяющиеся из масла смолистые вещества забивают зазоры и тонкие отверстия пневматических элементов, приводят к выходу оборудования из строя, а твердые частицы могут способствовать повреждению сопряженных поверхностей в золотников, штоков и поршней пневмоцилиндров.

Другой проблемой является вода. При большом содержании влаги в сжатом воздухе может происходить растворение и вынос консистентной смазки, заложенной в распределителях и пневмоцилиндрах. Для осушки используют либо доохладитель, либо системы на основе силикагеля. Оба варианта не гарантируют надежной защиты от конденсата и загрязнений при большей длине трубопровода. Поэтому непосредственно на оборудовании устанавливают недорогие фильтры: влагоотделители и маслоотделители центробежного типа. Поскольку их эффективность зависит от скорости движения воздуха, то при циклических падениях расхода их способность отделять влагу и масло падает.

В этих условиях наилучшим решением является применение коалесцентных фильтров-осушителей. Коалесцентные осушители объединяют в себе достоинства фильтров тонкой очистки и систем удаления влаги. Они надежно отсеивают частицы размером от 0,01 мкм, а использование при фильтрации эффекта  коалесценции (слияния) капель позволяет практически полностью избавиться от воды в линиях даже при существенных колебаниях расхода.

Фильтр может быть оборудован несколькими видами конденсатоотводчиков, сливающих конденсат в полуавтоматическом и автоматическом режимах. Особый интерес представляет конденсатоотводное устройство, при котором слив конденсата осуществляется при малом падении давления, то есть при каждом срабатывании пневмосистемы.

Использование коалесцентных фильтров в составе блока подгтовки воздуха — один из важных факторов увеличения долговечности работы пневматических устройств.

Автор:admin

Выбор пневмоцилиндра

Для правильного выбора модели пневмоцилиндра необходимо учитывать не только усилие на штоке, но и ускорения, массы движимых элементов, радиальную нагрузку. Ответственность за соблюдение этих параметров лежит на заказчике.

Расположение и момент срабатывания датчиков положения зависит от серии и диаметра пневмоцлиндра. Для установки датчиков на некоторые модели пневмоцилиндров понадобятся дополнительные крепежные принадлежности.

При использовании на максимальных скоростях рекомендуется осуществлять плавное торможение во избежание удара поршня о крышку пневматического цилиндра. Для большинства моделей пневмоцилиндров максимальной скоростью считается 1 м/с. Вплоть до этой скорости изделия не нуждаются в смазке — заложенная при изготовлении консистентная смазка гарантирует исправную работу изделия в течение всего срока службы.

В случае, если необходимо достижение более высоких скоростей, рекомендовано использовать  масла, с вязкостью не более ISO VG32 в количествах, рекомендованных производителем.