Пневматические приводы.

Наибольшее распространение в машиностроении получили пневматические приводы, которые используются в серийном и массовом производстве. Этому способствуют их следующие достоинства:

1. Значительное, по сравнению с ручным зажимом, сокращение времени зажима и разжима обрабатываемых деталей (в 4-8 раз) вследствие быстроты действия (0,5-1,2 сек.) пневмопривода.

2. Постоянство силы зажима заготовки в приспособлении.

3. Возможность регулирования силы зажима заготовки.

4. Простота управления зажимными устройствами приспособлений.

5. Независимость работоспособности от колебаний температуры окружающей среды.

6. Относительно небольшая себестоимость получения сжатого воздуха, простота коммуникаций для подвода воздуха к станку.

Недостатки пневматического привода:

1. Недостаточная плавность перемещения рабочих элементов;

2. Небольшое давление сжатого воздуха в полостях пневмоцилиндра и пневмокамеры 0,4...0,6 МПа.

3. Относительно большие размеры пневмоприводов для получения значительных сил на штоке пневмопривода;

4. Шум от впуска воздуха.

Пневматические двигатели выполняют в виде поршневых пневмоцилиндров и диафрагменных пневмокамер.

По способу компоновки с приспособлениями поршневые и диафрагменные пневмоприводы разделяют на встроенные и прикрепляемые. Встроенные пневмоприводы размещают в корпусе приспособления и составляют с ним одно целое, этим достигается компактность. Прикрепленные приводы устанавливают на корпусе приспособления и соединяют с зажимным устройством, их можно отсоединять от него и применять на других приспособлениях.

Пневмоцилиндры и пневмокамеры бывают одно - и двустороннего действия (рис.7.1 и 7.2). В пневмодвигателях одностороннего действия рабочий ход поршня со штоком или прогиб диафрагмы производится сжатым воздухом. Обратный ход поршня со штоком или диафрагмы со штоком - под действием пружины, установленной на штоке.

Рис.7.1 Схемы пневмоцилиндров: а - одностороннего действия, б - двустороннего действия

Силу на штоке пневмоцилиндра W находят по формуле:

где: D - диаметр цилиндра, мм;

p - давление сжатого воздуха (при расчетах принимают р = 0,4 МПа)

𝜂- КПД, учитывающий потери в цилиндре (КПД = 0,85…0,95);

При пуске сжатого воздуха со стороны штока диаметром, мм.

Для цилиндров одностороннего действия сила на штоке уменьшается в конце рабочего хода на величину силы сжатия пружины q.

.

Пневмокамера состоит из двух штампованных чашек 2 и 4 (см. рис.7.2), между которыми зажата диафрагма 3. Ее изготавливают из специальной резины или из резинового материала, это многослойная ткань бельтинг, пропитанная и покрытая с обеих сторон маслостойкой резиной. Толщина диафрагмы 4-10 мм. По форме диафрагмы различают плоские и тарельчатые. При впуске сжатого воздуха давление действует на шайбу 1 штока 5 и перемещает его. Конструкция пневмокамер проще, чем у поршневых пневмоцилиндров. Степень загрязненности и влажности воздуха существенно не влияет на их работоспособность. Недостатком является уменьшение силы закрепления по мере увеличения хода штока. Поэтому пневмокамеры рекомендуется применять при небольших ходах.

Рис.7.2 Схемы пневмокамер: а - одностороннего действия, б - двустороннего действия

Силу W на штоке пневмокамеры находят по формуле:

- для резинотканевой диафрагмы (тарельчатой при ходе 0,3 и плоской

при ходе 0,07 D) W=0.147(D-d²)p

- для плоской резиновой диафрагмы (при ходе 0,22D) W=0.706d²p-q.

При расчете силы на шток пневмокамеры одностороннего действия необходимо учитывать потери от возвратной пружины 6.

; _.

Рис.7.3 Схема к расчету пневмокамер:

а - с плоской резиновой диафрагмой; б - с резинотканевой диафрагмой