Пневмоприводы. Конструкция и схема расчета и размеров.

Пневмоприводы состоят из пневмодвигателей пневматической аппаратуры и воздухопроводов.

Пневматические силовые приводы разделяются на пневматические цилиндры с поршнем и пневматические камеры с диафрагмами.

По способу компоновки с приспособлениями поршневые и диафрагменные пневмоприводы разделяют на встроенные, прикрепляемые и универсальные. Встроенные пневмоприводы размещают в корпусе приспособления и составляют с ним одно целое. Прикрепляемые пневмоприводы устанавливают на корпус приспособления и составляют с ним одно целое. Прикрепляемые пневмоприоводы устанавливают на корпусе приспособления, соединяют с зажимными устройствами, их можно отсоединять от него и применять на других приспособлениях. Универсальный пневмопривод – это специальный пневмоагрегат, применяемый для перемещения зажимных устройств в различных станочных приспособлениях.

Пневматические поршневые и диафрагменные пневмодвигатели бывают одно- и двустороннего действия. В пневмодвигателях одностороннего действия рабочий ход поршня со штоком в пневмоцилиндре или прогиб диафрагмы в пневмокамере производится сжатым воздухом, а обратный ход поршня со штоком или диафрагмы со штоком – под действие пружины, установленной на штоке. Пневмоприводы одностороннего действия применяют в тех случаях, когда при зажиме требуется сила, большая, чем при разжиме; пневмоприводы двухстороннего действия – когда при зажиме и разжиме требуется большая сила, например в приспособлениях с самотормозящимися зажимными устройствами.

Пневмоприводы по виду установки делятся на невращающиеся и вращающиеся. Невращающиеся пневмоприводы применяют в стационарных приспособлениях, установливаемых на столах сверлильных и фрезерных станков, вращающиеся пневмоприводы – для перемещения зажимных устройств вращающихся приспособлений (патроны токарных станков). Пневмоприводы применяются также для зажимных устройств приспособлений, устанавливаемых на непрерывно или периодически вращающихся столах станков.

Источником энергии, приводящей в действие пневматические приводы служит сжатый воздух.

В поршневых пневмоприводах одностороннего действия сжатый воздух подается только в полость пневоцилиндра и перемещает поршень со штоком вправо при зажиме заготовки. При разжиме детали поршень со штоком отводится влево пружиной, установленной на штоке, а воздух через золотник крана уходит в атмосферу. В поршневых пневмоприводах двухстороннего действия сжатый воздух поочередно поадется в обе полости пневмоцилиндра и перемещает поршень со штоком при зажиме и разжиме. Золотник распределительного крана при повороте рукоятки производит последовательную подачу сжатого воздуха в полости пневмоцилиндра и выпуск воздуха из полостей в атмосферу.

При расчете пневмоприводов определяют осевую силу на штоке поршня, зависящую от диаметра пневмоцилиндар и давления сжатого воздуха в его полостях. Расчет осевой силы Q на штоке поршневого привода производится по следующим формулам:

Q=(π·D²·ƞ)/4-Q₁

Для пневмоцилиндра двухстороннего действия при давлении сжатого воздуха на поршень в бесштоковой полости:

Q=(π·D²·η)/4

И штоковой полости:

Q=(π·(D²-d²)·ρ·ƞ)/4

где D- диаметр пневмоцилиндра (поршня),см; d-диаметр штока поршня, см; p- давление сжатого воздуха р=0,389 Мн/м²; η=0,85-0,9- к.п.д., учитыващий потери в пневмоцилиндре; Q₁- сила сопротивления.

Возвратная пружина на штоке приее определенном сжатии ( в конце рабочего хода поршня) должна оказывать сопротивление от 5 при больших до 20% при малых диаметрах пневмоцилиндра от силы Q на штоке пневмоцилиндра в момент зажима детали в приспособлении.

Практически применяют следующие размеры диаметров D рабочих полостей цилиндров: 75, 100,125, 200, 250, 300, 350 мм.

Основным условие работы пневмоцилиндра является его герметичность. Пневмоцилиндр гермитичен, если сжатый воздух, поступающий в его полости, не утикает в атмосферу и не просачивается из одной полости в другую. Для герметизации пневмоцилиндров применяют манжеты V- образного сечения, кольца круглого сечения, уголковые воротниковые манжеты.