Расчет пневмокамер

Усилие на штоке W зависит от D, t, давления воздуха, хода штока L, материала диафрагмы, формы диафрагмы, d, и способа соединения с опорной шайбой.

В конце хода штока пневмокамеры энергия сжатого воздуха расходуется на упругую деформацию диафрагмы и полезное усилие W = 0.

D₁ > D₂

Рис. 6 – Зависимость усилия на штоке W от длины хода штока

Оптимальная длина хода L выбирается чтобы W составляло 80-85% от W в исходном положении.

а) б)

в)

Рис. 7 – Оптимальные длины ходов штоков L

Оптимальные длины ходов штоков L для мембран (рис.7):

(рис.7а) – тарельчатые из ткани бельтинг;

(рис.7б) – плоская резинотканевая (прорезанная ткань);

(рис.7в) – плоская резиновая (с тканевой прокладкой).

Наибольшее значение W в исходном положении мембраны, но при расчетах приспособлений с диафрагменными двигателями W рассчитывают на конце оптимального хода мембраны L.

Усилие на штоке W определяется по формулам:

1. Для пневмокамер одностороннего действия с мембраной из прорезиненной ткани (резинотканевые), рис. 7 (а) и (б):

После перемещения на длину L = 0,3 D (тарельчатые мембраны) (рис. а) и

L = 0,07 D (плоские мембраны) (рис. б), подача воздуха в бесштоковую область:

где Р_пр – усилие пружины;

р – давление сжатого воздуха;

D – диаметр мембраны «в свету»;

d – диаметр опорной шайбы.

d = 0,7 D

2. Для пневмокамер одностороннего действия с резиновой мембраной, (рис.7б):

После перемещения на L = 0,22 D, подача воздуха в бесштоковую область:

d ≈ D – 2 t – 2…4 мм.

3. Для пневмокамер двустороннего действия при подаче воздуха в бесштоковую полость Р_пр = 0, см. формулы (1) и (2).

4. При подаче воздуха в штоковую полость, тарельчатые и резинотканевые мембраны.

При перемещении на длину 0/3 D для тарельчатых и 0,07 D для плоских резинотканевых мембран:

где D – диаметр мембраны (диафрагмы) «в свету» (внутри пневмокамеры);

d – диаметр опорного диска (шайбы);

р – давление воздуха (0,4МПа);

Р_пр – усилие возвратной пружины при конечном рабочем положении штока;

d_шт – диаметр штока.

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД

1. Гидроцилиндр; 2. Насос; 3. Золотник управления; 4. Предохранительный клапан; 5. Ручка управления золотником

Рис. 8 – Схема гидропривода

Гидропривод включает гидростанцию, трубопровод, управляющую аппаратуру, силовой агрегат (двигатель) поршневого типа (гидроцилиндр) или лопастного типа.

Диаметры гидроцилиндров D = 10…800 мм.

Длина рабочего хода поршня L_хода = 4 – 9500 мм.

Конструкция гидроцилиндров аналогична конструкции пневмоцилиндров. Рабочая среда – масло индустриальное И-20 или веретенное.

Достоинство гидропривода:

– малые габаритные размеры силовых двигателей т.к. давление масла до 16 МПа (среднее 5МПа) (гидроцилиндры для давления масла 2,5 - 63 МПа, Ансеров, С. 326). D = 20…60 мм;

– большие развиваемые усилия, что позволяет обходиться без усиливающих механизмов, упрощается конструкция приспособлений;

– более плавная работа и бесшумность;

– рабочая жидкость выполняет функции смазочного масла.

Недостатки:

– высока первоначальная стоимость из-за сложной гидростанции и расходов на эксплуатацию:

а) утечка масла;

б) квалифицированное обслуживание;

– зависимость от температуры окружающей среды.

Гидроцилиндры бывают двустороннего и одностороннего действия, стационарные, вращающиеся, специальные.

Уплотнения в гидроцилиндрах круглого сечения или V-образные.

Давление масла можно создавать механо-гидравлическим питателем (как в домкратах).

На станке, обслуживаемом гидроприводом, устанавливается гидропанель и распределительный кран.

Гидропанель включает: запорный кран, обратный масляный клапан, гидроаккумулятор, воздушный обратный клапан для гидроаккумулятора и манометр.

Цилиндры изготавливают из стали 40Х, HRC 42…45.

В гильзе делают фаски для захода уплотнительных колец при сборке с поршнем. Шток и поршень могут быть цельные при малых D (до 100 мм).

Соосность гильзы и поршня должна быть в пределах 0,01 мм.

Дата добавления: 2014-01-07