Силовые узлы и устройства станочных приспособлений. Пневматические силовые узлы. Виды пневмодвигателей- встроенные, прикрепляемые, приставные. Виды приспособлений, которые оснащаются пневмоприводом

Вид материала

Документы

Содержание Поршневые пневмоцилиндры Мембранные пневмоцилиндры Компоновка пневмоприводов с приспособлениями

Подобный материал:

• «основы тестирования и методики развития силовых и скоростных способностей учащихся», 235.77kb.
• Тема: «Устройства памяти компьютера», 87.94kb.
• Морфофункциональные преадаптации и смена функций, 102.77kb.
• Материалы по теме «циррозы печени» Автор: ассистент Т. Е. Елизарова, 227.77kb.
• Изобразить силовые линии магнитного поля проводника с током, 107.16kb.
• План лекции структура и содержание предмета «легкая атлетика» Содержание Классификация, 104.46kb.
• Задачи и методы исследования 18 Организация исследования 19 Глава Обработка результатов, 508.72kb.
• Щит сигнализации ксаб-1С-0, 26.23kb.
• Твои тренировочные программы взяты из популярных журналов по бодибилдингу? Ты сыт, 698.98kb.
• Утверждаю, 67.1kb.

Силовые узлы и устройства станочных приспособлений. Пневматические силовые узлы. Виды пневмодвигателей- встроенные, прикрепляемые, приставные. Виды приспособлений, которые оснащаются пневмоприводом. Расчет силы пневмоцилиндра. Диафрагменные пневмоприводы. Расчет диафрагменных пневмокамер.


Механизированные приводы

В качестве средств механизации закрепления заготовок в при­способлениях используются пневматические, гидравлические, электромеханические, электромагнитные, магнитные, вакуумные, электростатические и пружинные приводы. Выбор привода ста­ночного приспособления определяется конструкцией станка, раз­мерами партии обрабатываемых деталей, их конструкцией и дру­гими факторами. Применение пневматических и гидравлических приводов обеспечивает возможность повышения производитель­ности обработки также за счет автоматизации подвода-отвода или поворота прихватов, что особенно эффективно при наличии боль­шого числа последних.

Пневматические приводы используют сжатый воздух давлени­ем 0,4...0,5 МПа от цеховых сетей. Такие приводы не нуждаются в специальных источниках энергии, не требуют возвратных трубо­проводов, так как отработанный воздух выпускается в окружающую среду; отсутствует необходимость смены рабочей среды, что происходит, например, в гидроприводах в результате загрязнения масла.

Основным недостатком пневматических приводов является низкое давление рабочей среды – воздуха, что ограничивает область их использования.

Для непосредственного закрепления заготовок штоком порш­ня или посредством простых рычажных механизмов пневмопри­воды применяют лишь в тех случаях, когда требуется ограничен­ная сила зажима, т.е. при небольших силах резания при обработке заготовок с малым припуском или заготовок из мягких материа­лов. При больших силах зажима для уменьшения диаметра цилин­дров используют механизмы-усилители (рычажные, шарнирно-рычажиые, клиновые, клинорычажные и др.), что увеличивает ход поршня пневмоцидиндра, усложняет конструкцию, увеличи­вает габаритные размеры, массу и стоимость приспособлений, а также площадь, необходимую для их хранения. Поэтому пневма­тические приводы целесообразно применять лишь при отсутствии пространственных ограничений, и случаях неснимаемости при­способлений со станка, т.е. в специальных приспособлениях для крупносерийного и массового производства или в универсально-наладочных приспособлениях для мелкосерийного производства.

В качестве объемных пневмоприводов зажимных механизмов приспособлений используют поршневые и мембранные пневмо­цилиндры.

^ Поршневые пневмоцилиндры подразделяют на стационарные (линейного действия) и вращающиеся. Поршневые пневмоци­линдры бывают одностороннего (1, а) и двустороннего (1, б) действия.

В цилиндрах одностороннего действия обратный ход поршня 3 осуществляется с помощью возвратной пружины 4, а двухсторон­него действия – сжатым воздухом. Преимущества цилиндров од­ностороннего действия – вдвое меньший расход воздуха, эконо­мия в стоимости трубопроводов, недостаток – ограниченный ход поршня, так как при больших ходах из-за наличия возвратных пружин длина цилиндра значительно увеличивается. Цилиндры двухстороннего действия – наиболее распространенный тип пневмоцилиндров, широко используемый для механизации и автома­тизации приспособлений.

При расчете поршневых пневмоцилиндров определяют осевую силу Р на штоке поршня, зависящую от диаметра пневмоцилиндра и давления сжатого воздуха в его полостях. По заданной силе на штоке поршня и давлению сжатого воздуха можно определить диаметр пневмоцилиндра. В приспособлениях с поршневым пневмоцилиндром следует рассчитывать время его срабатывания. Осе­вая сила Q для пневмоцилиндров двухстороннего действия (1, а) при давлении сжатого воздуха на поршень в бесштоковой полости

,

а в штоковой полости

,

где D – диаметр поршня пневмоцилиндра, мм;

d – диаметр што­ка поршня, мм;

р – давление сжатого воздуха, МПа;

– КПД, учитывающий потери в пневмоцилиндре ( = 0,85...0,9).

Диаметры рабочих полостей цилиндров стандартизованы.



Рис. 1. Поршневые пневмоцилиндры:

а – одностороннего действия, б – двухстороннего действия;

1 – кран; 2 – корпус; 3 – поршень; 4 – пружина; 5 – шток.


Определим диаметр пневмоцилиндра двухстороннего действия по заданной силе Q и давлению сжатого воздуха р. В первой из приведенных формул для упрощения расчета опустим КПД, но для надежности зажима найденную силу Q увеличим в 1,5 раза:

,

следовательно




Принимая р = 0,4 МПа, получим . Найденный диаметр пневмоцилиндра округлим до ближайшего большего стан­дартного значения и по принятому диаметру определим действи­тельную силу Q.

Основным условием работы пневмоцилиндра является его пол­ная герметичность. Пневмоцилиндр герметичен, если сжатый воз­дух, поступающий в его полости, не утекает в атмосферу и не просачивается из одной полости в другую. Для герметизации пневмоцилиндров применяют уплотнения кольцевых зазоров в со­пряжениях поршней с внутренними поверхностями корпуса и штоков с отверстиями. В качестве уплотнений используют ман­жеты V-образного сечения и кольца круглого сечения из маслостойкой резины (для поршней и штоков), а также уголковые воротниковые манжеты из маслостойкой резины соответствую­щих размеров.


^ Мембранные пневмоцилиндры (рис. 2) могут быть одно­стороннего и двухстороннего действия, а в зависимости от чис­ла рабочих полостей — одинарные, сдвоенные или встроенные. Конструкция таких цилиндров более простая, чем поршневых цилиндров. Качество сжатого воздуха не оказывает существенно­го влияния на их работоспособность. Недостатком является не­постоянство силы зажима, уменьшающаяся по мере увеличения хода штока в результате прогиба мембраны, сопротивление ко­торой будет тем больше, чем больше ход штока. Поэтому мемб­ранные цилиндры рекомендуется применять лишь при неболь­ших ходах штока.



Рис. 2. Мембранные пневмоцилиндры:

а – одностороннего действия, б – двухстороннего действия.


Основными параметрами, определяющими работу мембранных пневмоцилиндров, является сила Q на штоке и длина его рабоче­го хода.

Сила Q меняется при перемещении штока из исходного поло­жения в конечное. Оптимальная длина хода штока, при котором сила Q изменяется незначительно, зависит от расчетного диамет­ра мембраны, ее толщины, материала, формы и диаметра опор­ного диска мембраны.

Приближенно силу Q на штоке мембранного пневмопривода двухстороннего действия для тарельчатых (выпуклых) мембран

при подаче сжатого воздуха в бесштоковую полость можно опре­делить по приведенным ниже формулам: в исходном положении штока

;

после перемещения штока на длину 0,3/)

,

где D – диаметр мембраны; d – диаметр опорного диска.

Оптимальная длина хода штока мембранного пневмоцилиндра одностороннего действия с тарельчатой резинотканевой мембра­ной равна (0,25...0,35)D с плоской резинотканевой мембраной (0,18...0,22)D


^ Компоновка пневмоприводов с приспособлениями

По методу компоновки с приспособлением пневмоцилиндры и пневмокамеры можно разделить на три группы.

К первой группе относятся так называемые встроенные кон­струкции, в которых поршень или диафрагма помещаются в по­лости, созданной непосредственно в корпусе приспособления для обрабатываемой детали. Этим достигается наибольшая компакт­ность конструкции при наименьшем числе деталей, но исключается возможность ее использования в других приспособлениях.



Рис. 3. Пример встроен­ного пневмопривода


На рис. 3 показана схема одной из конструкций встроенного (стационарного) пневмоцилиндра. В этой конструкции сила Р от штока 3 поршня 4 передается на обрабатываемую деталь через промежуточный прихват 2. Конструкция весьма удобна для случая, когда установка и снятие обрабатываемой детали тре­буют откидывания прихвата на значительный угол, для чего в при­хвате предусмотрен овальный паз.

На рис. 4 показана конструкция встроенной (также стационар­ной) пневмокамеры. Сила Р от толкателя диафрагмы 21 передается на обрабатываемые детали 8 – 10 не непосредственно, а через рычаги 1 – 17, которые, поворачиваясь относительно осей 2 – 16, поднимают стержни 3 – 15, действующие на регулируемые винты 5 – 13 прихватов 7 – 11. Последние, поворачиваясь около осей 6 – 12, закрепляют обрабатываемые детали, прижимая их одновременно к вертикальной и горизонтальной опорным поверх­ностям установочной детали 9.



Рис. 4. Пример встроенной пневмокамеры

При удалении воздуха из полости 18 траверса 20 опускается под действием подпружиненного плунжера 19 и возвращает рычаги 1 – 17 в исходное положение, а прихваты под действием пружин 4 – 14 расходятся, освобождая обработанную деталь.

Ко второй группе относятся так называемые прикрепляемые конструкции, выполненные в виде отдельных пневмоцилиндров или пневмокамер, которые присоединяют к корпусу приспособле­ния или вблизи приспособления к станине станка. По способу крепления эти пневмоприводы можно разделить на приводы с фланцевым креплением (рис. 5, а и б), приводы с креплением при помощи специальных лап (рис. 5, в и г) и с шарнирным креплением, позволяющим цилиндру поворачиваться на некоторый угол относительно оси О, для которой на задней крышке цилиндра предусмотрены специальные приливы П (рис. 5, д).



Рис. 48. Типы прикрепляемых поршне­вых приводов


Корпусы таких цилиндров обычно выполняются в виде чугун­ной втулки с двумя чугунными крышками, стя­нутыми шпильками. Иногда втулку цилиндров выполняют из стальных труб и тогда крышки на них навинчиваются. В практике используются нормализованные цилиндры диаметрами 20, 38, 50, 75, 100, 150, 200, 250 и 300 мм. Для получения необходимой герметичности применяют уплотнения на поршне, на штоке и под крышками цилиндра.

К третьей группе относятся агрегатированные конструкции, которые выполняются в виде самостоятельных агрегатов, уста­навливаемых вне приспособления, и могут быть использованы для обслуживания нескольких приспособлений одновременно. Такие устройства находят широкое применение в цехах серийного про­изводства.

Одна из конструкций агрегатированной диафрагменной пневмокамеры и ее габаритные размеры показаны на рис. 6. Сила Р, создаваемая давлением воздуха на диафрагму 5, передается ры­чагу 2, который выталкивает палец 7, приводящий в действие тот или другой исполнительный зажимной механизм непосред­ственно или с помощью какого-либо промежуточного механизма.



Рис. 6. Агрегатированная пневмокамера.


Достоинства пневмокамер перед пневмоцилиндрами:

• рабочая камера не обрабатывается и гораздо дешевле пневмоцилиндров;
  
• герметичны;
  
• долговечны.
  

Недостатки:

• малый ход поршня;
  
• падения усилия по длине хода штока;
  
• диаметральные размеры больше осевых.
  

1. Преимущества и недостатки поршневых пневмоцилиндров.
   
2. Преимущества и недостатки мембранных пневмокамер.
   
3. Рассчитать усилие, создаваемое при подаче сжатого воздуха давлением 0,5 МПа в штоковую полость пневмоцилиндра.
   

Вариант	1	2	3	4	5	6
D	30	50	80	100	120	150
d	10	16	20	25	30	40