Мембранные пневмодвигатели

На рис. IV.30 показан мембранный пневмодвигатель одностороннего действия для стационарных приспособлений. Он состоит из корпуса и крышки, между которыми зажата мембрана 5 тарельчатой формы из прорезиненной ткани. Сжатый воздух поступает в. камеру через штуцер 1, давит на мембрану и перемещает диск 4 со штоком 7. На резьбовой коней штока навинчивается толкатель, воздействующий на зажимной механизм приспособления. При выпуске сжатого воздуха в атмосферу шток под действием пружин 2 и 3 вместе с диском и мембраной возвращается в исходное положение.

Пневмодвигатель закрепляется на корпусе приспособления шпильками 6. Отверстие А служит для выхода воздуха из правой полости при рабочем ходе штока.

Корпус и крышка отливаются из серого чугуна или штампуются из малоуглеродистой стали. Могут быть изготовлены также из алюминиевого сплава АЛ9В, АЛ10В и из пластмассы волокнит.

Тарельчатые мембраны прессуются в пресс-формах. Материал — четырехслойная ткань бельтинг по ГОСТ 2924—67, с двух сторон покрытая маслостойкой резиной. Толщина мембраны 6...7 мм. Наряду с тарельчатыми применяются плоские мембраны, вырезаемые из листовой технической резины по ГОСТ 7338—65 по ТУМХП 233—54р с тканевой прокладкой толщиной до 3 мм. Могут они вырезаться также из транспортерной ленты по ГОСТ 20—62 и прорезиненного ремня по ГОСТ 101—54 толщиной от 4 до 6 мм.

На рис. IV.31 изображен мембранный пневмодвигатель двустороннего действия для вращающихся приспособлений, устанавливаемых на шпинделях токарных станков средних размеров. Двигатель монтируется на левом конце шпинделя с помощью промежуточного фланца.

Корпус двигателя состоит из двух тарелок 1 и 2, между которыми вместе с промежуточным диском 3 закреплены две резиновые мембраны 4, изготовленные из плоских резиновых листов; применение двух мембран исключает возможность отрыва диска штока от мембраны при ходе в обе стороны. Диск 5 соединен со штоком 6 и мембранами. Под действием сжатого воздуха мембраны 4 имеют возможность перемещаться вправо или влево вместе со штоком 6, который при помощи резьбового отверстия соединяется с тягой, связанной с зажимным устройством приспособления. Воздухоприемная муфта 7 во время работы не вращается, а перемещается в осевом направлении вместе со штоком 6 привода. Полукольца 8 удерживают муфту 7 от продольных смещений под действием сжатого воздуха. Для облегчения массы корпуса и крышки вращающихся пневмодвигателей рекомендуется отливать из алюминиевого сплава.

Воздух из сети поступает в неподвижную муфту 1, относительно которой на шарикоподшипниках вращается палец 3, прикрепленный к крышке 5. Глухая гайка 2 с прокладкой служит для крепления наружного кольца левого подшипника и одновременно исключает утечку воздуха из муфты; через масленку 4 обеспечивается смазка подшипников.

Мембрана 6 с шестнадцатью винтами закреплена между крышкой 5 и корпусом 7 и под действием сжатого воздуха перемещает связанную с ней тарелку 8. Тарелка действует на два рычага 10, установленных на осях в корпусе 7. Рычаги при повороте своим коротким плечом нажимают на планку 9 и перемещают связанную с ней тягу 11 справа налево; тяга через рычажный механизм патрона 12 перемещает кулачки к центру, и обрабатываемая деталь зажимается.

При внутреннем диаметре мембраны 150 мм и давлении воздуха 5 кГс/см² пневмодвигатель развивает силу на тарелке 5, равную примерно 600 кГс. Так как отношение плеч рычагов 1:2, то сила на тяге 11 равна 1200 кГс. При переключении распределительного крана тарелка 8 с мембраной возвращается в исходное положение под действием двух пружин 13, упирающихся в корпус 7 и в головки винтов 14, ввернутых в планку 9. Тяга 11 также возвращается в исходное положение пружиной (на чертеже не показана).

На рис. IV.33 показан универсальный приставной мембранный пневмодвигатель, а на рис. IV.34,a ... г — примеры его использования для зажима деталей в приспособлениях. В корпус 1 двигателя (рис. IV.33) вмонтированы две резиновые мембраны 3, между которыми установлен шток 4. В сквозном окне штока размещен конец рычага 2, качающегося па оси 5. Направляющий распределитель (кран) 6 смонтирован непосредственно в корпусе привода и управляется рукояткой 7. Для уменьшения трения па отростки рычага установлены ролики 8.

При указанных на чертеже размерах и давлении 4 кГс/см² двигатель развивает на рычаге усилие 3000 кГс; рабочим ход 15 мм.

В рассмотренной конструкции почти нет трущихся частей (кроме шарниров), не нужны уплотнения, исключена утечка воздуха. Поэтому, если не требуется большой линейный ход, приставные мембранные пневмодвигатели следует предпочитать приставным пневмоцилиндрам.

В настоящее время большое распространение получают пневмодвигатели, встраиваемые в корпус переналаживаемых и универсальных приспособлений (пневмоподставки, тиски, скальчатые кондукторы и т. п.). В условиях крупносерийного производства экономически целесообразно пневмодвигатели встраивать в корпуса специальных приспособлений.

Выполнение пневмодвигателей в корпусе приспособления увеличивает компактность, уменьшается число деталей. При расположении рабочей полости со стороны, противоположной штоку, мембрана закрывается стальной крышкой (рис. IV.35, а). При расположений рабочей полости со стороны штока мембрана снаружи не закрывается, а крепится стальным кольцом (рис. IV.35, б). В случае необходимости защиты от повреждений или по условиям техники безопасности мембрана закрывается стальной крышкой с отверстиями для выхода атмосферного воздуха (рис. IV.35, в).

В сравнения с поршневыми приводами мембранные пневмодвигатели имеют ряд преимуществ:

1) у двигателей одностороннего действия отсутствуют и исключаются утечки воздуха, а у двигателей двустороннего действия требуются уплотнения только штока; 2) компактность и небольшой вес; технологичность в изготовлении; 3) мембраны долговечны (выдерживают до 600000 включений), тогда как манжеты цилиндров выходят из строя примерно через 10000 включений.

Основные недостатки мембранных пневмодвигателей — небольшой ход штока и непостоянство развиваемых усилий.

Во всех случаях, когда не требуется больших перемещений и сил на штоке, следует отдавать предпочтение мембранным пневмодвигателям.