Бондаренко В.Н., Архипова Н.А. Пневмогидравлические системы управления технологическими машинами - файл n1.doc

приобрести
Бондаренко В.Н., Архипова Н.А. Пневмогидравлические системы управления технологическими машинами
скачать (25216 kb.)
Доступные файлы (1):

n1.doc

25216kb.

13.09.2012 16:26

скачать

n1.doc

1 2 3 4 5

Федеральное агенство по образованию

Белгородский государственный технологический университет имюВ.Г.Шухова

В.Н.Бондаренко, Н.А.Архипова

ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ МАШИНАМИ

Белгород 2005

Федеральное агенство по образованию

Белгородский государственный технологический университет имюВ.Г.Шухова

Кафедра технологии машиностроения
В.Н.Бондаренко, Н.А.Архипова

ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ МАШИНАМИ

Утверждено методическим советом университета

в качестве учебного пособия

Белгород 2005

УДК 62 – 525(084.2)
В.Н.БОНДАРЕНКО, Н.А.АРХИПОВА . Пневматические системы управления технологическими машинами: Учебное пособие. – Белгород, Изд. – во БГТУ им. В.Г.Шухова, 2005. – 267с.

© Белгородский государственный технологический университет им. В.Г.Шухова, 2005

ВСТУПЛЕНИЕ

Пособие составлено на базе альбома схем «Пневматические системы управления станками, прессами и другими машинами», разработанным «ВНИИГидроприввод», и предназначен для освоения дисциплины «Гидропривод и гидропневмоавтоматика станочного оборудования» по специальности: 15.10.01 – Технология машиностроения

ТИПОВЫЕ СХЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫМИ МЕХАНИЗМАМИ пневмодвигателями
СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ОДНИМ пневмоЦИЛИНДРОМ
УПРАВЛЕНИЕ С КОНТРОЛЕМ ПО КОНЕЧНОМУ ПОЛОЖЕНИЮ
У
правление путем подачи давления. Управление путем подачи давления на переключение главного распределителя является наиболее надежным способом и обеспечивает срабатывание распределителя при трубопроводах любой длины.
Рис. 10. Схема полуавтоматического управления цилиндром путем подачи давления
На рис. 10 показана схема полуавтоматического управления цилиндром путём подачи давления в полости управления главного распределителя 2. При кратковременном включении кнопки / переключается главный распределитель 2, обеспечивая подачу давления в бесштоковую полость цилиндра. Шток выдвигается и в конце хода включает конечный выключатель трехлинейный распределитель 3, который подает сигнал на управление распределителем 2 в результате чего шток цилиндра возвращается в исходное положение. При повтор ном включении кнопки / распределителя 2 цикл повторяется.

Для получения системы, обеспечивающей автоматическое управление цилиндром, в схему вводится еще один конечный выключатель (рис. 11). Переключение главного распределителя 2 здесь осуществляется путем подачи давления в полости управления распределителя от конечных выключателей 3(1) и 3(2). Цикл работы цилиндра будет-5 повторяться до тех пор, пока включен тумблер 1.

Рис. 11. Схема автоматического управления цилиндром путем подачи давления

Рис. 12. Схема полуавтоматического управления цилиндром путем сброса давления
Управление путем сброса давления. Для управления главными распределителями применяется . также способ образования сигнала методом сброса давления

На рис. 12 изображена схема полуавтоматического управления цилиндром путем сброса давления из полостей управления распределителя 4.

В качестве вспомогательных распределителей использованы надежные и простые двухлинейные распределители. Преимуществом управления путем сброса давления является минимальное количество соединительных трубопроводов, поскольку к конечному выключателю 3, кнопке 5 и педали 1 не требуется подводить питание. Этот способ управления можно применять только при коротких трубопроводах линии управления.

Рис. 13. Схема автоматического управления цилиндром путем сброса давления
При управлении путем сброса давления из полостей управления главного распределителя последние должны все время находиться под давлением, для чего полости управления распределителей через дроссели 2 соединяются с линией подвода давления. При кратковременном включении пускового распределителя с ножным управлением 1 или кнопки 5 из правой полости управления распределителя давление сбрасывается, и распределитель 4 под действием давления, имеющегося в левой полости, переключается и соединяет бесштоковую полость цилиндра с питанием. Шток цилиндра выдвигается и в конце хода нажимает конечный выключатель 3, сбрасывающий давление из левой полости управления распределителя 4. Последний переключается, и шток цилиндра возвращается в исходное положение

Автоматическое управление цилиндром путем сброса давления из полостей управления главного распределителя 3 (рис. 13) осуществляется так же, как и в схемах с управлением подачей давления, с помощью конечных выключателей 4(1) и 4(2). Пуск системы производится включением тумблера .

Недостатком систем с управлением путем сброса давления является возможность произвольного срабатывания распределителя 3 при наличии утечек в каналах после дросселей 2(1) я 2(2).
УПРАВЛЕНИЕ С КОНТРОЛЕМ ПО ДАВЛЕНИЮ
В тех случаях, когда нельзя установить конечные выключатели или необходимо проконтролировать цикл по усилию, развиваемому поршнем в конце хода, применяют схемы управления по давлению (рис. 14). В этих схемах используются клапаны последовательности 2(1) и 2(2), выдающие сигнал на переключение распределителя 3 при включенном пусковом тумблере 1, только при достижении в наполняемой полости цилиндра величины давления, достаточной для переключения клапана последовательности.

Рис. 14. Схема автоматического управления цилиндром при помощи клапанов последовательности
Особенностью этих схем является применение клапанов последовательности с дифференциальным управлением. Полости управления клапана подключены к обеим полостям цилиндра, и поэтому повышение давления в момент трогания поршня не вызывает появления ложного сигнала.

Для надежного выполнения цикла клапан последовательности рекомендуется настраивать на величину, равную сумме максимального давления, необходимого для трогания поршня с места, и удвоенной величины чувствительности реле. В то же время настроенное давление должно быть ниже : минимально возможного давления в сети на величину удвоенной чувствительности реле.

На рис. 15 показана схема полуавтоматической " работы цилиндра, основанная на снижении давления в нерабочей полости цилиндра. Функции реле давления в этой схеме выполняют трехлинейный двухпозиционный распределитель с малым усилием переключения.

Рис. 15. Схема полуавтоматического управления

цилиндром при помощи распределителя с малым

усилием переключения

При кратковременном включении пусковой кнопки 3 главный распределитель 2 переключается влево, обеспечивая движение поршня цилиндра вправо. Штоковая полость цилиндра связана с управляющей полостью распределителя /, имеющего малое усилие переключения.

Рис. 16. Схема автоматического управления цилиндром на низком и высоком давлениях

Распределитель / включен до тех пор, пока давление в штоковой полости не снизится до величины, при которой возможно переключение распределителя 1 под действием его пружины. Это происходит при завершении поршнем хода вправо. Распределитель /, переключаясь под действием пружины, подает сигнал в управляющую полость распределителя 2, что обеспечивает возврат поршня в исходное положение

Схема, обеспечивающая работу цилиндра пресса сначала с низким, а затем с высоким давлением, изображена на рис. 16. При включении крана 1 в бесштоковую полость цилиндра- подается сжатый воздух под низким давлением, настраиваемым редукционным клапаном 5(1). Одновременно через дроссель с обратным клапаном 2 воздух поступает в емкость 3 и к верхней полости управления распределителя 4. Как только давление в емкости преодолеет усилие пружины распределителя 4, последний срабатывает и сообщает бесштоковую полость цилиндра с высоким давлением, настраиваемым редукционным клапаном 5(2).

УПРАВЛЕНИЕ С КОНТРОЛЕМ ПО ВРЕМЕНИ
Схемы с управлением по времени характеризуются тем, что сигналы на переключение распределительных устройств подаются через определенные интервалы времени.

Различаются схемы с выдержкой времени в исходном положении цилиндра и с выдержкой времени в конце хода.

В схеме, изображенной на рис. 17, задержка осуществляется с помощью цилиндра 3, скорость перемещения которого регулируется дросселем с обратным клапаном 2, и конечного выключателя'5. Когда шток цилиндра 3 включает конечный выключатель 5, поступает сигнал в левую полость управления распределителя 6, который, переключаясь, сообщает с давлением бесштоковую полость цилиндра 7.

Рис. 17. Схема полуавтоматического управления, цилиндром с выдержкой времени в исходном положении
Эта схема позволяет устанавливать время выдержки с высокой точностью в диапазоне 2—300 сек. Сила сопротивления давлению воздуха, поступающего в бесштоковую полость цилиндра 3, создается противодавлением, регулируемым редукционным клапаном 4. Кнопка 1 должна быть нажата в течение времени выдержки. Рис. 18. Схема полуавтоматического управления цилиндром с выдержкой времени в исходном положении при кратковременном включении пускового распределителя

В схеме, показанной на рис. 18, полный рабочий цикл совершается при кратковременном включении кнопки 1 с помощью дополнительного трехлинейного распределителя 2, управляемого кнопкой 1 и конечным выключателем 5. Распределитель 2, переключившись, подает сжатый воздух через дроссель с обратным клапаном 3 в цилиндр 4. В конце хода вправо шток цилиндра 4 включает конечный выключатель 5, подающий сигнал на переключение главного распределителя 6 и распределителя 2, который, переключаясь, соединяет бесштоковую полость цилиндра 4 с атмосферой. Поршень цилиндра 4 возвращается в исходное положение под действием противодавления, создаваемого регулятором давления 7.

Рис. 18. Схема полуавтоматического управления цилиндром с выдержкой времени в исходном положении при кратковременном включении пускового распределителя

На рис. 19 показана схема автоматического управления с выдержкой времени в исходном положении.Сигнал на включение выдержки времени подается от конечного выключателя 5 при включении тумблера 3. При этом золотник распределителя 2 перемещается вправо и снимает давление с левой полости управления распределителя 6, одновременно подавая команду на конечный выключатель 4, который переключается и снимает давление с правой полости управления распределителя 6.Шток цилиндра не начинает движения влево, пока не переключится влево распределитель 2. Время выдержки устанавливается настройкой дросселя 1. Распределитель 2 подает команду на переключение распределителя 6. Шток цилиндра выдвигается, H'^s конце хода нажимает на кулачок конечного выключателя 4, подающего сигнал на переключение распределителя 6, затем возвращается в исходное положение и включает конечный выключатель 5. Цикл повторяется снова, если тумблер 3 переключен.

Рис. 19. Схема автоматического управления цилиндром с выдержкой времени в исходном положении
Схема полуавтоматического управления цилиндром одностороннего действия с пружинным возвратом, обеспечивающая выдержку времени в конце рабочего хода показана на рис.20.

При кратковременном включении кнопки 1 переключается распределитель 4, и шток цилиндра выдвигается. Одновременно воздух через дроссель с обратным клапаном 3 поступает в полость управления двухлинейного клапана 2. Когда клапан 2 переключится, полость управления распределителя 4 сообщается с атмосферой. Распределитель 4 усилием пружины переключается в левое положение и соединяет с атмосферой бесштоковую полость цилиндра. Поршень под действием пружины возвращается в исходное положение. Задержка во времени не зависит от быстроты срабатывания кнопки 1.

Рис. 20. Схема полуавтоматического управления цилиндром одностороннего действия с пружинным возвратом, обеспечивающая выдержку времени в конце рабочего хода
Схема полуавтоматического цикла работы цилиндра с выдержкой в конце хода вправо изображена на рис. 21. В качестве реле времени используется вспомогательный цилиндр 1.

Рис. 21. Схема полуавтоматического управления цилиндром с выдержкой времени в конце хода вправо
Кратковременное включение кнопки 4 переключает главный распределитель 5 влево и открывает доступ сжатому воздуху в бесштоковую полость цилиндра 2. В конце хода поршня кулачок на его штоке переключает конечный выключатель 3(1). Сжатый воздух через дроссель с обратным клапаном 7 поступает к цилиндру 1. Поршень цилиндра движется вправо. Время его движения определяет величину выдержки пневмоцилиндра 2 в выдвинутом положении. Редукционный клапан 6 создает сопротивление перемещению поршня. В конце хода шток цилиндра 1 нажимает на толкатель конечного выключателя 3(2), который переключает распределитель 5 вправо. Поршень цилиндра 2 возвращается в исходное положение. Время выдержки можно устанавливать в широком диапазоне.

Схема автоматического управления цилиндром с выдержкой времени при выдвинутом штоке показана на рис. 22.

Рис. 22. Схема автоматического управления цилиндром с выдержкой времени при выдвинутом штоке
При включении тумблера 1 сжатый воздух через распределитель 2 поступает в.правую полость управления главного распределителя 3, который переключается, и шток цилиндра перемещается влево. Одновременно правая полость управления распределителя 2 через дроссель соединяется с атмосферой. Через определенное время, зависящее от настройки дросселя, давление в полости управления падает настолько, что пружина переключает распределитель 2 и соединяет правую полость управления распределителя 5 с атмосферой. Главный распределитель под действием пружины переключается и шток цилиндра возвращается в исходное положение Цикл повторяется до тех пор, пока включен тумблер 1.Схема управления по времени с помощью генератора импульсов изображена на рис. 23. Генератор импульсов состоит из трехмембранного реле 7 типа П1Р.1 (УСЭППА), емкости 6 и регулируемого дросселя 5. При включении тумблера / сжатый воздух из сети через редукционный клапан 2 и реле 7 поступает в полость управления распределителя 3, переключая его вправо. Поршень цилиндра 4 перемещается вправо. Одновременно через дроссель 5 заполняется емкость 6. При достижении в полости А давления, равного подпору в камере В, реле 7 переключается, сообщая полость управления распределителя 3 с атмосферой. Распределитель 3, переключаясь, вызывает возврат

Рис. 23. Схема автоматического управления цилиндром с помощью -генератора импульсов
поршня цилиндра в исходное положение. Величина выдержки времени в конце хода вправо зависит от емкости и проходного сечения дросселя. При включенном тумблере 1 цикл повторяется.
РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПОРШНЯ

Скорость перемещения поршня цилиндра зависит от количества воздуха, поступающего в полость цилиндра за единицу времени, от давления сжатого воздуха и нагрузки на штоке.

Регулирование скорости пневмоцилиндров на всей длине хода поршня осуществляется путем установки дросселей на выхлопе или подводящем трубопроводе. Дросселирование на входе, как правило, не обеспечивает плавного перемещения поршня и применяется только для грубой регулировки скорости. Наиболее эффективным методом регулирования скорости пневмоцилиндра является установка дросселей на выхлопе. В схеме управления скоростью перемещения ^;цилиндра одностороннего действия с пружинным возвратом (рис. 24) дроссель устанавливается на входе и осуществляет регулирование скорости поршня при его перемещении вправо. Быстрый обратный ход обеспечивается установкой обратного клапана.

Рис. 24. Схема ручного управления цилиндром одностороннего действия с пружинным возвратом, обеспечивающая регулирование скорости при по_:мощи дросселя с обратным клапаном

Рис. 25. Схемы ручного управления с регулированием скорости при помощи дросселей с обратными клапанами:

а — цилиндром одностороннего действия безпружинного возврата; б — цилиндром двустороннего действия
В схеме управления пневмоцилиндром одностороннего действия без пружинного возврата (рис. 25, а) ход поршня цилиндра вниз происходит за счет веса груза. Здесь установлены два дросселя с обратными клапанами. Скорость подъема регулируется дросселем 1(1), а опускания— дросселем 1(2). При регулировании скорости перемещения цилиндра двустороннего действия (рис. 25, б) дроссели с обратными клапанами устанавливаются на выходах из цилиндра. При переключении крана / воздух через обратный клапан дросселя с обратным клапаном 2(2) свободно поступает в бесшто-ковую полость цилиндра, а из штоковой вытесняется через регулируемый дроссель с обратным клапаном 2(1).

Рис. 26. Схема ручного управления цилиндром при помощи пятилинейного распределителя и регулирования скорости дросселями
Для регулирования скорости пневмоцилиндра с помощью пятилинейного распределителя с раздельным выхлопом (рис. 26) к выхлопным отверстиям подсоединяются два регулируемых дросселя. Преимуществом данного способа является исключение из схемы обратных клапанов, упрощение монтажа и сокращение количества трубопроводов.

На рис. 27 показана схема автоматического управления цилиндром с регулированием скорости и использованием в качестве главных распределителей трехлинейных распределителей 3(1) я 3(2) с односторонним пневматическим.управлением.

По этой схеме так же, как и по предыдущей, дроссели 2(1) и 2(2) устанавливаются на линии выхлопа, но ее преимуществом является использование более простых аппаратов — трехлинейных распределителей 3(1) я 3(2). При включении тумблера / сжатый воздух через включенный конечный выключатель 4(1) поступает в полости управления распределителей 3(1) и 3(2).

Рис. 27. Схема автоматического управления цилиндром с регулированием скорости при помощи дросселей
Распределитель 3(2) соединяет штоковую полость цилиндра через дроссель 2(1) с атмосферой, а распределитель 3(1) подает давление в бес-штоковую полость цилиндра. Шток цилиндра выдвигается и в конце хода включает конечный выключатель 4(2), который подает сигнал на переключение конечного выключателя 4(1). Полости управления главных распределителей соединяются с атмосферой, и распределители под действием пружин переключаются в исходное положение. Шток цилиндра оттягивается и нажимает толкатель конечного выключателя 4(1). Цикл повторяется при включенном тумблере 1.

Рис. 28. Схема автоматического управления цилиндром с двумя скоростями перемещения поршня
На рис. 28 показана схема, позволяющая получить две скорости перемещения поршня цилиндра: сначала быстрый ход, а затем регулируемую скорость. Когда кран 1 находится в положении, показанном на схеме, поршень цилиндра совершает движение влево со скоростью, определяемой настройкой дросселя с обратным клапаном 2(2), и на некотором расстоянии от конца хода включает конечный выключатель 3. При переключении крана 1 воздух поступает в бесштоковую полость цилиндра

и одновременно в полость управления распределителя 4, который открывается и соединяет штоковую полость цилиндра с атмосферой. Поршень цилиндра быстро идет вправо до тех пор, пока конечный выключатель 3 не закроет выход в атмосферу. Остальную часть хода поршень будет перемещаться со скоростью, регулируемой настройкой дросселя с обратным клапаном 2(2). Величина быстрого хода определяется положением конечного выключателя 3 и кулачка на штоке.

Описанные выше способы регулирования скорости из-за сжимаемости воздуха не обеспечивают плавности хода поршня при изменяющейся нагрузке. И поэтому там, где требуется высокая плавность перемещения, применяются пневмогидравли-ческие схемы управления.

Наряду с регулированием скорости на всем пути перемещения поршня в пневматических приводах часто применяют торможение штока в конце хода, что повышает производительность машины. Средства торможения могут быть установлены как в самом цилиндре, так и вне его. Недостатком встроенных тормозных устройств является невозможность регулирования длины тормозного пути.

В схеме, изображенной на рис. 29, торможение цилиндра осуществляется с помощью тормозного золотника.

Пуск системы осуществляется включением тумблера 2, при этом переключается главный распределитель 4 и выдвигается шток цилиндра. Во время хода поршня вправо воздух выходит из што-ковой полости через тормозной золотник 3 и распределитель 4. В момент начала торможения, определяемый расположением тормозного золотника 3, его свободный проход под действием кулачка на штоке перекрывается и выход воздуха из штоковой полости цилиндра осуществляется только через дроссель малого сечения. В цилиндре создается «воздушная подушка», обеспечивающая безударную остановку поршня. Величина тормозного пути определяется длиной кулачка на штоке. Автоматическая работа системы осуществляется с помощью конечных выключателей 1(1) и 1(2).

Когда нельзя установить тормозные золотники, а в конце хода необходимо торможение, то можно применять схему, показанную на рис. 30. Здесь воздух из опоражниваемой полости цилиндра выходит в атмосферу через распределитель 3, на

Рис. 29. Схема автоматического управления цилиндром с тормозным золотником для торможения штока цилиндра
выхлопной линии которого установлены емкость 2 и дроссель 1. По мере перемещения поршня давление в емкости возрастает и тормозящее воздействие на шток увеличивается. Подбирая размер емкости 2 и настраивая дроссель 1, можно добиться безударной остановки поршня.

Рис. 30. Схема автоматического управления с торможением цилиндра путем установки емкости и дросселя

Для торможения цилиндров с большой длиной хода (до 10 м) может быть использована схема (рис. 31) с подачей противодавления. Путем включения распределителя /(/) с электромагнитным управлением происходят подача воздуха в бесштоковую полость цилиндра и движение штока вправо. Через некоторое время распределитель1(1) переключается, соединяя бесштоковую полость с атмосферой, а распределитель 1(2) при включении сообщает штоковую полость с давлением. Поршень продолжает двигаться вправо до тех пор, пока его не остановит противодавление.

Рис. 31. Электропневматическая схема торможения длинноходового цилиндра

путем подачи противодавления
Управление включением и выключением распределителей 1(1) и 1(2) осуществляется от отдельного автоматического устройства в зависимости от положения и скорости штока, а также давления в полостях цилиндра.

В схеме, показанной на рис. 32, торможение цилиндра осуществляется обратными клапанами при помощи трехлинейных распределителей. При включенном электромагните одного из распрёделителей 1(1) или 1(2) воздух из соответствующей; полости свободно выходит в атмосферу. Когда ^:электромагнит обесточивается, обратные клапаны ; 2(1) и 2(2) препятствуют выхлопу, и происходит торможение поршня до полной его остановки

Рис. 32. Электропневматическая схема торможения цилиндра при помощи обратных
клапанов и трехлинейных распределителей с электроуправлением

Управление включением электромагнитов по этой схеме производится так же, как и по предыдущей, .-от отдельного автоматического устройства.
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ОСТАНОВА ПОРШНЯ

Для останова поршня в одном из промежуточных положений необходимо равновесие усилий в штоковой и бесштоковой полостях, что достигается
различными способами. На рис. 33 показана схема, по которой для подпора использован обратный клапан. Когда нормально открытый распределитель 1(2) включен, шток цилиндра перемещается вправо. Если соленоид распределителя 1(2) обесточить, поршень остановится, так как обратный
клапан обеспечит более высокое давление в правой полости. Перемещение поршня цилиндра влево обеспечивается включением соленоида распределителя /(/)

Рис. 33. Электропневматическая схема управ- ,

ления цилиндром, обеспечивающая останов

поршня с помощью обратного клапана

В схеме, показанной на рис. 34, равновесие усилий обеспечивается регулятором давления 2. При включении кнопки 1(1) шток выдвигается, так как штоковая полость цилиндра 4 при переключении распределителя 3(2) соединяется с атмосферой. При включении кнопки 1(2) распределитель 3(1) переключается и шток втягивается. Если распределители 3(1) и 3(2) выключены, шток стоит, так как настройка регулятора давления 2 обеспечивает равенство усилий в штоковой и бесштоковой полостях цилиндра.

Рис. 34. Схема ручного управления цилиндром, обеспечивающая останов поршня с помощью регулятора давления

Применение двух регуляторов давления со сбросом воздуха (рис. 35), настраиваемых на различное давление, позволяет уравновесить действие сил давления в штоковой и бесштоковой полостях. Недостатком систем, использующих для уравновешивания усилий регуляторы давления, осо бенно при значительных колебаниях нагрузки, является повышенный расход воздуха в результате сброса в атмосферу давления свыше установленного.

Рис. 35. Электропневматическая схема управления цилиндром, обеспечивающая , останов поршня с помощью двух регуляторов давления

На рис. 36 изображена схема, позволяющая остановить поршень цилиндра близко к требуемому положению. Управление цилиндром производится четырехлинейным трехпозиционным переключателем /.

При переключении трехпозиционного переключателя в крайнее правое положение включаются двухлинейные нормально закрытые распределители 2(1) и 2(3), и шток цилиндра выдвигается. Переключением трехпозиционного переключателя влево включаются распределители 2(2) и 2(4), ч шток возвращается в исходное положение. При среднем положении рабочего органа переключателя обе полости цилиндра изолированы от давления и от атмосферы. При постоянной нагрузке на шток цилиндра его поршень останавливается в любом промежуточном положении

Схемы, описанные выше, не позволяют останавливать поршень в точно заданном положении из-за сжимаемости воздуха. При необходимости точного останова применяют многопозиционные цилиндры.

Рис. 36. Схема ручного управления цилиндром с остановом поршня близко к требуемому положению
УПРАВЛЕНИЕ МНОГОПОЗИЦИОННЫМИ ЦИЛИНДРАМИ

Существует два типа многопозиционных цилиндров:

подвижной многоступенчатый цилиндр с рабочим штоком с одной стороны и с закрепленным штоком с другой;

цилиндр, поршень которого устанавливается против отверстия в стенке цилиндра при сообщении его с атмосферой.

На рис. 37 показана схема управления трехпозиционным цилиндром первого типй. Шток цилиндра 2 неподвижно закреплен, шток цилиндра / является исполнительным. В зависимости от сочетания нажатых и ненажатых конечных выключателей 4(1), 4(2) и 4(3) шток занимает одно из трех положений.

При включении конечного выключателя 4(1) исполнительный шток занимает / положение, при этом конечные выключатели 4(2) и 4(3) должны быть отпущены. Включением конечного выключателя 4 (2) при отпущенных конечных выключателях 4(1) и 4(3) подается сжатый воздух от распределителя 3(1) в бесштоковую полость цилиндра /, и исполнительный шток занимает положение //. Если теперь нажать конечный выключатель 4(3), то переключится распределитель 3(2) и давление поступит в бесштоковую полость цилиндра 2. Исполнительный шток цилиндра / занимает /// положение. Включение конечного выключателя 4(3) при отпущенных конечных выключателях 4(1) и 4(2) всегда обеспечивает крайнее левое положение.

Рис. 37. Схема автоматического управления трехпозиционньщ цилиндром

На рис. 38 изображен пятипозиционный цилиндр, состоящий из четырех секций, которые поочередно или одновременно сообщаются с давлением в зависимости от того, какой из управляющих распределителей нажат

Рис. 38. Схема ручного управления пятипозиционным цилиндром

При включении кнопки /(5), кнопки /(/), 1(2),1(3), / (4) и распределитель 3 устанавливаются в . исходное положение, и.шток цилиндра занимает1 положение. При включении кнопок 1(4), 1{3),1(2). и /(/) шток соответственно занимает //, ///, 1V или V положения. Например, при включении кнопки 1(4) сжатый воздух через клапан ИЛИ 2(2)- поступает в левую полость управления распределителя 3, который, переключаясь, соединяет _штоковые полости многопозиционного цилиндра с атмосферой, а через клапан ИЛИ 2(1) поступает в бесштоковою полость первой секции цилиндра. Шток цилиндра занимает // положение.

Недостатком этой схемы является невозможность получения промежуточных положений штока при обратном ходе, так как только вернув шток цилиндра включением кнопки 1(5) в исходное положение, можно установить его в соответствующее положение последующим включением одной из кнопок 1(1)—1(4)

Для устранения указанного недостатка применяются многопозиционные цилиндры, состоящие из цилиндра с определенным количеством поршней, каждый из которых может перемещаться в обоих направлениях вдоль оси независимо или совместно с другими, определяя положение исполнительного штока, связанного с последним поршнем. Длины поршней выбираются так, чтобы ход каждого последующего поршня вдвое превышал ход предыдущего

Цилиндры этого типа могут найти применение
в устройствах программного управления и других,
где требуется осуществлять перемещения в виде заданных шагов.

На рис. 39 показана схема управления многопозиционным цилиндром с четырьмя поршнями. Для изменения положения штока воздух подается в одно или несколько входных отверстий, а остальные входы соединяются с атмосферой. Штоковая полость последнего поршня постоянно соединена с низким давлением, настраиваемым редукционным V клапаном 2. Таким образом, как только соответствующий вход соединяется с атмосферой, поршень возвращается в исходное положение. Для управления используются трехлинейные распределители с электромагнитным управлением. Например, при включении левого электромагнита распределителя 1(1) шток цилиндра перемещается вправо на один шаг, при включении распределителей 1 (1) и / (2) — на три шага и т. д.

Максимальный ход исполнительного штока равен восьми шагам.

На рис. 40 показана схема управления цилиндром второго типа, не ограничивающая количества промежуточных позиций, определяемого числом отверстий в стенке цилиндра и количеством установленных двухходовых распределителей.

При включении кнопки 3(1) сигнал через клапан ИЛИ 4 переключает распределитель 5 и шток цилиндра выдвигается. Одновременно сжатый воздух от распределителя 5 поступает в полость управления кнопки 3(1), выключая ее, и через клапан ИЛИ 4 в полость управления распределителя 5, поддерживая его во включенном состоянии.

Рис. 39. Электропневматическая схема управления многопозиционным цилиндром

Рис. 40. Электропневматическая схема управления многопозиционным цилиндром
В зависимости от позиции, в которой должен остановиться поршень, включается клапан 1 или 2, соединяя соответствующее отверстие в цилиндре с атмосферой. Как только поршень цилиндра пройдет это отверстие, давление в бесштоковой полости цилиндра упадет. Распределитель 5 под действием пружины возвращается в исходное положение, закрывая доступ воздуха в цилиндр, и поршень цилиндра останавливается. Аналогичное действие будет и при включении кнопки 3(2).

На рис. 41 изображена схема остановки поршня цилиндра в промежуточном положении. При включении тумблера / воздух подается сразу в обе полости цилиндра. Усилия, действующие на поршень, равны, и он неподвижен. При включении электромагнита распределителя 2(1) левая полость цилиндра соединяется с атмосферой и поршень перемещается влево до тех пор, пока не перекроет отверстие в цилиндре, и тогда цилиндр опять остановится. Аналогично система работав при включении электромагнита распределителя 2(2). Недостатком системы является повышенный расход воздуха. Установка дросселей 3 позволяет несколько уменьшить расход воздуха, до в этом случае уменьшается быстродействие работы цилиндра.

рис. 41 схема остановки поршня цилиндра в промежуточном положении
СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ С БЛОКИРОВКАМИ И ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫМИ УСТРОЙСТВАМИ

В пневматических системах необходимо предусматривать предохранительные и блокирующие устройства для обеспечения безопасности работы на прессах в случае падения давления в линии, ведущей к данной системе, или в случае повышения давления выше допустимого.

На рис. 42 показана схема, обеспечивающая защиту рук оператора во время работы пресса. Здесь с помощью кнопок 1(1) и 1(2), соединенных последовательно в функции И, осуществляют блокировку, заключающуюся в том, что цилиндр перемещается влево только в том случае, если обе руки оператора находятся на кнопках управляющих распределителей. При удалении руки с одной из кнопок цилиндр возвращается в исходное положение.

На рис. 43 изображена схема управления цилиндром, по которой главный распределитель 1 не переключится при включении крана 2 до тех пор, пока поршень не займет крайнее правое положение. Это достигается применением клапана 3, реализующего логическую функцию И.

На рис. 44 изображена схема, осуществляющая защиту оператора и машины при падении давления в сети ниже допустимого. При нормальном рабочем давлении воздух через распределитель 3 поступает на вход кнопки 1(2). При кратковременном включении кнопки /(2) воздух поступает в правую полость управления главного распределителя 2, переключает его, и шток цилиндра выдвигается. По окончании хода оператор нажимает кнопку 1(1),

соединяет с давлением левую полость управления распределителя 2, и шток цилиндра возвращается в исходное положение. Если при ходе поршня вперед, давление в сети падает ниже допустимого значения определяемого регулированием усилия возвратной пружины распределителя 3, последний переключается и подает сигнал через клапан ИЛИ. 4 на переключение главного распределителя 2. Шток цилиндра возвращается в исходное положение

Рис. 42. Схема управления цилиндром, обеспечивающая защиту рук оператора

Рис. 43. Схема автоматического управления цилиндром с блокировкой в исходном положении

рис . 44. Схема ручного управления с возвратом цилиндра в исходное положение при падении давления в сети
Схема, показанная на рис. 45, предназначена лля устранения перегрузки, которая может произойти в результате заедания поршня или по недосмотру оператора.

При кратковременном включении кнопки 1 сбрасывается давление из левой полости управления главного распределителя 2, который переключается и подает давление в бесштоковую полость цилиндра. Шток выдвигается. В конце хода кулачок на штоке включает конечный выключатель 3

Рис. 45. Схема полуавтоматического управления цилиндром с предохранением системы от перегрузок

соединяющий правую полость управления распределителя 2 с атмосферой. Шток цилиндра возвращается в исходное положение. Если при ходе штока вперед произойдет заедание или перегрузка, то давление в бесштоковой

полости поднимется и откроется клапан последовательности 5, который

подаст команду на включение распределителя 4. Последний соединит

правую полость управления распределителя 2 с атмосферой,

и шток цилиндра возвратится в исходное положение. Пружина клапана последовательности отрегулирована на давление несколько большее, чем требуется для работы в нормальных условиях.

Рис 46 . Схема ручного управления цилиндром с помощью двух линейных распределителей, включенных по схеме И
Для противоаварийной защиты от двух команд используются два пятилинейных распределителя, соединенных по схеме И (рис. 46). Если включен распределитель 1(1) или 1(2), то поршень цилиндра не изменяет своего положения, так как он удер живается давлением, запертым в штоковой полости цилиндра. Чтобы поршень цилиндра начал движение, необходимо включить оба распределителя, и тогда в бесштоковую полость цилиндра поступит давление, а из штоковой полости воздух сбросится в атмосферу.

На рис. 47 показана предохранительная схема с тремя командами. Цилиндр совершит ход вверх, если будут нажаты кнопки /(/), 1(2) и 1(3). Обратные клапаны предохраняют от сброса давления из штоковой полости цилиндра, когда включены кнопки 1(1) и 1(2) или только кнопка 1(2).

Рис. 47. Схема ручного управления цилиндром тремя одновременно включенными пусковыми распределителями

Схема, изображенная на рис. 48 , позволяет остановить поршень во время рабочего хода путем соединения обеих полостей цилиндра с атмосферой.

Рис. 48. Схема полуавтоматического управления цилиндром, позволяющая остановить поршень во время рабочего хода
Пуск системы осуществляется включением крана 3 и кнопки 4. При этом воздух поступает в бесштоковую полость цилиндра, и шток цилиндра выдвигается. В конце хода включается конечный выключатель /, переключающий главный распределитель 2, и шток цилиндра возвращается, в исходное положение. Если нужно остановить цилиндр, то-
кран 3 переключается в исходное положение, и воздух сбрасывается из обеих полостей цилиндра в атмосферу.

Схема, обеспечивающая автоматическое и ручное управление работой цилиндра, показана на рис. 49. При кратковременном включении кнопки 1(2) воздух сбрасывается из левой полости управления главного распределителя 2, и шток цилиндра перемещается влево. Воздух из бесштоковой полости вытесняется через дроссель 3. В конце хода кулачок на штоке нажимает конечный выключатель 4(1), и воздух сбрасывается из правой полости управления главного распределителя 2. Штоковая полость цилиндра соединяется с атмосферой, под действием груза шток перемещается в крайнее правое положение и включает конечный выключатель 4(2), который сбрасывает давление из левой полости управления распределителя 2.

Рис. 49. Схема автоматического и ручного управления

цилиндром с наладочным режимом и защитой системы

при падении давления в магистрали

Цикл повторяется до тех пор, пока тумблер б находится в положении ВКЛЮЧЕНО, как показано на схеме. Кнопки /(/) и 1(2) позволяют вручную переводить шток цилиндра в любое из крайних положений. Обратный клапан 5 установлен так, что при внезапном падении давления в магистрали поршень цилиндра, если он находится в левом крайнем положении, не изменит своего положения под действием груза, так как обратный клапан перекроет выход воздуха из системы.

УПРАВЛЕНИЕ ЦИЛИНДРАМИ УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ
Цилиндры ударного действия используются для прошивки отверстий, гибки, ковки, штамповки и других действий, требующих кратковременного приложения значительных усилий.

На рис. 50 показана схема ручного управления цилиндром ударного действия. При включении пускового распределителя сжатый воздух подается в дополнительную емкость цилиндра (ресивер), и как

только давление возрастет до величины, способной оторвать поршень от седла, происходит быстрое заполнение основной полости и перемещение поршня вперед.

По схемам, показанным на рис. 51 и 52, осуществляются полуавтоматическое и автоматическое управления работой цилиндров ударного действия. Пуск цилиндра (см. рис. 51) производится включе нием кнопки /, реверс происходит при переключении распределителя 2 с малым усилием переключения. По схеме, показанной на рис. 52, цилиндр будет работать до тех пор, пока включен тумблер /.

Дроссели 3, устанавливаемые на выхлопе из штоковой полости цилиндра, позволяют регулировать работу цилиндра. Чем больше открыт дроссель, тем сильнее удары при меньшей частоте. При закрытом дросселе — большая частота ударов с меньшим усилием.

Рис. 50. Схема ручного управления цилиндром ударного действия

Рис. 51. Схема полуавтоматического управления цилиндром ударного действия

Рис. 52. Схема автоматического управления цилиндром ударного действия

УПРАВЛЕНИЕ С КОМБИНИРОВАННЫМ КОНТРОЛЕМ ЦИКЛА
По схеме, показанной на рис. 53, можно остановить шток цилиндра в конце хода вперед, в кон--е хода назад или в промежуточном положении, а также осуществить непрерывное возвратно-поступательное движение штока между двумя крайними положениями или между крайним выдвинутым положением и средним.

Характер цикла определяется порядком включения пневмотумблеров 3(1), 3(2), 3(3) и 3(4). Для осуществления автоматического цикла между двумя крайними положениями включают тумблеры 3(1), 3(2) и 3(5). Сжатый воздух от тумблера 3(1) через нажатый конечный выключатель 1(1) поступает в левую полость управления распределителя 2(1) и через тумблер 3(2) в правую полость управления распределителя 2(2). Шток цилиндра выдвигается до тех пор, пока кулачок на штоке не нажмет на толкатель конечного выключателя 1(3). Конечный выключатель 1(3) переключает распределители 2(1) и 2(2) в исходное положение и шток цилиндра возвращается в левое крайнее положение, после чего цикл повторяется.

Для осуществления возвратно-поступательного движения поршня между крайним правым и средним положениями включают тумблеры 3(1), 3(2), 3(3) и 3(4). При нажатии кулачка штока на толкатель конечного выключателя / (2) сжатый воздух

Рис. 53. Схема автоматического и ручного управления цилиндром, позволяющая остановить поршень в крайних или в промежуточном положениях

поступает в левую полость управления распределителя 2(1) ив правую полость управления распределителя 2(2) через тумблер 3(2). При нажатии на толкатель конечного выключателя 1(3) сжатый воздух поступает в правую полость управления распределителя 2(1) ив левую полость управления распределителя 2(2). Для останова штока в среднем положении надо выключить тумблер 3(2). Тогда при нажатии на толкатель конечного выключателя 1(2) поступит сигнал на переключение распределителя 2(1), который соединит бесштоковую полость цилиндра с давлением. Когда усилия на поршне уравняются, он остановится. Для останова поршня в крайнем выдвинутом положении выключают тумблер 3(3), который отключает питание от конечного выключателя 1 (3).

Чтобы вернуть шток в крайнее левое положение [при его возвратно-поступательном движении между конечными выключателями 1(2) и 1(3)] тумблер 3(4) выключается. Сопротивление на выходе конечного выключателя / (2) в атмосферу предотвращает падение давления при переключении конечного выключателя /(/). Однако сопротивление не должно препятствовать переключению распределителей 2(1) и 2(2) при воздействии на конечный выключатель / (3).

Схема автоматического управления работой цилиндра с воздушным подпором изображена на рис. 54. Включением крана 1, который подает давление в систему, начинается цикл работы цилиндра. Давление, пониженное с помощью редукционного клапана 2, поступает в штоковую полость цилиндра и осуществляет воздушный подпор, выполняя функции пружины.

Воздух питания проходит от крана 1 через нормально открытый распределитель 3 и дроссель с обратным клапаном 4(2) к верхней полости управления распределителя 5, который, переключаясь, соединяет с давлением бесштоковую полость цилиндра. Шток цилиндра выдвигается, сжатый воз дух из штоковой полости через клапан сброса редукционного клапана 2 выходит в атмосферу. Через дроссель с обратным клапаном 4(1) давление по дается в верхнюю полость управления распредели теля 3. Когда давление преодолеет усилие пружины, распределитель 3 переключится и соединит

Рис. 54. Схема автоматического управления цилиндром с воздушным подпором

атмосферой верхнюю полость управления распределителя 5. Последний под действием пружины переключается, сбрасывает давление из бесштоко-вой полости цилиндра, и шток цилиндра под действием воздушного подпора возвращается в исход-I, )е положение.

На рис. 55 показана схема, по которой осуществляется реверсивный цикл при повторном включении пусковой кнопки 1.

Рис. 55. Схема полуавтоматического управления цилиндром, осуществляющая реверсивный цикл при повторном включении пускового распределителя

При кратковременном включении кнопки 1 воздух питания через распределитель 3 проходит к распределителям 2(1) и 4. Распределитель 2(1) сбрасывает воздух из верхней полости управления распределителя 3, а распределитель 4 подает давление в бесштоковую полость цилиндра. Так как при этом штоковая полость цилиндра соединяется атмосферой, шток движется вниз. Когда кнопку 1 отпускают, распределитель 2(1) под действием пружины переключается, а верхняя полость распределителя 4 сообщается с атмосферой. При этом распределитель 4 остается в прежнем положении, так как в нижней полости управления давления нет. Одновременно сжатый воздух от распределителя 4 через распределитель 2(1) поступает в верхнюю полость управления распределителя 3 и переключает его

Рис. 56. Схема полуавтоматического управления цилиндром, осуществляющая реверсивный цикл при повторном включении пускового распределителя

Если снова нажать кнопку /, то распределитель 2(2) сбросит воздух из нижней полости управления распределителя 3, а распределитель 4 переключится в положение, показанное на схеме, и подаст давление в штоковую полость цилиндра. Поршень цилиндра возвратится в исходное положение.

Схема, показанная на рис. 56, аналогична по своему действию предыдущей, но в ней вместо трехлинейных распределителей применены более простые и надежные аппараты — клапаны ИЛИ 3(1) и 3(2). При включении кнопки / давление поступает через четырехлинейный распределитель с пневмоуправлением 2 в левую полость управления главного распределителя 4, так как в начальный момент давление, поступающее из штоковой полости цилиндра через клапан ИЛИ 3(1), удерживает распределитель в положении, показанном на схеме.

После переключения главного распределителя 4 бесштоковая полость цилиндра соединяется с давлением, и шток выдвигается. Одновременно через клапан ИЛИ 3(2) давление поступает к правой полости управления распределителя 2, который не изменяет своего положения до тех пор, пока не отпущена кнопка /, удерживающая его через клапаны ИЛИ 3(1) и 3(2) в исходном положении. При повторном включении кнопки 1 давление управления поступит в правую полость управления главного распределителя 4, и цилиндр возвратится в исходное положение.

Схема, обеспечивающая двойной цикл работы цилиндра, показана на рис. 57. При переключении тумблера / воздух через распределитель 3(1) и клапан ИЛИ 4(1) поступает в бесштоковую полость цилиндра, и он совершает ход вперед. Через определенное время, устанавливаемое дросселем с обратным клапаном 2(1), распределитель 3(1) переключается, воздух через распределитель 3(2) и клапан ИЛИ 4(2) направляется в штоковую полость и отводит шток цилиндра.

Через отрезок времени, определяемый настройкой дросселя с обратным клапаном 2(2), распределитель 3(2) переключается, и сжатый воздух через распределитель 3(3) и клапан ИЛИ 4(1) направляется в бесштоковую полость цилиндра для 'повторного выдвижения штока. Сигнал от распределителя 3(2), задерживаемый на определенное время дросселем с обратным клапаном 2(3), переключает распределитель 3(3). Последний соединяет штоковую полость с давлением, а бесштоковую с атмосферой; цилиндр возвращается в исходное положение. Двойной цикл завершен. Четырехлинейный распределитель с односторонним пневмоуправлением, управляющий сигнал к которому подается через дроссель с обратным клапаном, выполняет функцию ограниченной памяти.

Рис. 57. Схема полуавтоматического управления, обеспечивающая двойной цикл работы цилиндра
УПРАВЛЕНИЕ С ПОМОЩЬЮ КОМАНДОАППАРАТОВ
Для осуществления автоматической работы цилиндра, работающего по определенному циклу с выдержками времени, часто применяют командные устройства (командоаппараты).

По способу перемещения программоносителя командоаппараты бывают шагового и непрерывного действия; по принципу контроля рабочего цикла — с контролем по времени, с путевым контролем и смешанного типа; по исполнению программоносителя— с ротором-распределителем, с кулачковым ротором и распределителями, с перфолентой и считывающим устройством и др На рис. 58 изображена схема управления работой цилиндра с помощью командоаппарата непрерывного действия с ротором-распределителем. Программа работы цилиндра наносится на ротор /. Непрерывное вращение ротора осуществляется пневмодвигателем или электродвигателем 2 через редуктор 5.

На рис. 59 показана схема управления работой цилиндра с помощью шагового командоаппарата, состоящего из кулачкового ротора 3, конечных выключателей 2(1), 2(2) я 2(3) и механизма поворота вала /. Кулачки на роторе расположены в определенной последовательности, выражающей цикл работы цилиндра. Когда кулачки нажимают толкатели конечных выключателей, то подаются сигналы на перемещение поршня. Автоматическое управление механизмом поворота вала ротора осуществляет реле времени. Командоаппараты в основном применяют для
управления работой нескольких исполнительных механизмов, совершающих сложный рабочий цикл по времени, и позволяют упростить пневматические системы управления.

Рис. 58. Схема управления цилиндром при помощи командоаппарата непрерывного действия с ротором-распределителем

Рис. 59. Схема управления цилиндром при помощи шагового командоаппарата

ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

Пневмогидравлические системы управления сочетают в себе преимущества пневмопривода — простоту, быстродействие, надежность и высокие эксплуатационные свойства гидравлических систем. Источником энергии для перемещения поршня в пневмогидросистемах является сжатый воздух, а регулирование скорости перемещения обеспечивается с помощью гидравлических устройств.

На рис. 60 показана схема управления цилиндром с регулированием скорости в одном направлении. В качестве привода использован сдвоенный ; пневмогидравлический цилиндр 3. При включении , крана 4 поршень сдвоенного цилиндра 3 перемещается вправо. При этом масло перетекает через регулируемый дроссель с обратным клапаном 5 из одной полости цилиндра в другую, обеспечивая

Рис. 60. Схема управления цилиндром с регулированием скорости в одном направлении перемещения поршня

Рис. 61. Схема управления цилиндром с регулированием скорости в обоих направлениях перемещения поршня

плавное перемещение поршня. Для пополнения утечек масла из системы устанавливается подпиточный бачок 1, соединенный с линией через обратный клапан 2. Схема, показанная на рис. 61, позволяет избежать установки сдвоенного цилиндра и тем самым сократить габаритные размеры исполнительного механизма. При переключении распределителя 1 воздух поступает в левый сосуд 2 и, передавая усилие на масло, заставляет перемещаться поршень вправо При этом масло из штоковой полости вытесняется через дроссель с обратным клапаном в правый сосуд. Регулирование скорости перемещение поршня осуществляется настройкой дросселей 3(1) и 3(2)

По схеме, изображенной на рис. 62, осуществляется полуавтоматическое управление работой цилиндра с регулированием скорости рабочего хода

Рис 62. Схема полуавтоматического управления цилиндром с регулированием скорости рабочего хода
При кратковременном включении кнопки воздух сбрасывается из левой полости управления распределителя 5, который переключается и подает воздух в резервуар 3. Давление воздуха вытесняет масло в бесштоковую полость цилиндра. Поршень цилиндра перемещается вправо и при завершении хода кулачок на штоке цилиндра включает конечый выключатель 4. Последний сбрасывает воздух из правой полости управления распределителя 5, который переключается и подает давление воздуха штоковую полость цилиндра. Масло из бесштоковой полости вытесняется в резервуар через регулируемый дроссель с обратным клапаном 2, а воздух вытесняемый из резервуара 3, сбрасывается через распределитель 5 в атмосферу.

На рис. 63 показана схема пневмогидравлического привода возвратно-поступательного движения

Автоматическая работа системы осуществляется с помощью , конечных выключателей 3(1) и 3(2) при включенном тумблере 4. Регулирование скорости перемещения поршня осуществляется дросселями с обратным клапаном 2(1) и 2(2).

На рис. 64 изображена схема, обеспечивающая смещение штока вперед и назад при различных

положениях. Пройдя через редукционный клапан ЦЪ. сжатый воздух при давлении, определяемом настройкой клапана, заполняет резервуар 3 и полость над поверхностью масла в резервуаре 4. Масло под давлением поступает в бесштоковую полость цилиндра через дроссель 5, если конечный

Рис. 63. Схема автоматического управления цилиндром с регулированием скорости

выключатель 6 не включен, или минуя дроссель при включенном конечном выключателе. Включение конечного выключателя 6 производится кулачком. При включении электромагнита распределителя / сжатый воздух поступает в штоковую полость цилиндра. Шток вернется в исходное положение, так как редукционный клапан 2(1) настроен на большее давление, чем клапан 2(2). Редукционный клапан 2(2) должен иметь сброс в атмосферу.

Для получения больших зажимных усилий ни штоке применяются схемы с пневмогидравлическими усилителями (рис. 65).

При переключении крана / сжатый воздух поступает в полость усилителя 2, масло из гидравлической полости которого вытесняется в бесштоковую полость цилиндра 3. Кран /, переключенный в исходное положение, подает сжатый воздух в бесштоковую полость усилителя 4, поршень перемещается вправо и вытесняет масло из гидроусилителя в штоковую полость гидроцилиндра 3. Коэффициент усиления равен отношению площадей поршней усилителя.

Рис. 64. Электропневмогидравлическая схема управления цилиндром, обеспечивающая движение штока при различных давлениях

Рис. 65. Схема ручного управления цилиндром с пневмогидравлическими усилителями
В тех случаях, когда значительное усилие требуется только в конце хода поршня цилиндра, можно использовать схему, показанную на рис. 66, которая позволяет уменьшить габаритные размеры усилителя. При включении крана 1 воздух поступает в сосуд 5, вытесняет из него масло через усилитель 6 в бесштоковую полость цилиндра 7, перемещая его шток. Через промежуток времени, определяемый настройкой дросселя 3, переключается двухлинейный распределитель 4, и воздух поступает в усилитель 6. Поршень усилителя, двигаясь вниз, отсекает масло из резервуара 5 и подает его в цилиндр 7 под давлением, превышающим давление воздуха. При переключении крана 1 в исходное положение воздух подается в сосуд 2 я в штоковую полость усилителя 6, возвращая его поршень и поршень цилиндра 7 в исходное положение.

Рис. 66. Схема ручного управления цилиндром с пневмогидравлическим усилителем
Схема, изображенная на рис. 67, позволяет получить несколько различных скоростей перемещения поршня цилиндра с помощью гидравлического тормозного устройства. Выбор скорости осуществляется включением конечных выключателей 4(1), 4(2) или 4(3), которые соответственно соединены с полостями управления гидравлических перепускных клапанов 3(1), 3(2) и 3(3). Клапан 3(4) служит для обеспечения быстрого хода цилиндра на выбранном участке пути, который определяется включением и выключением кулачкового конечного выключателя /. Конечные выключатели 4(1), 4(2) и 4(3) , имеют пневмовозврат и полости управления их соединены через клапаны ИЛИ так, что при включении одного из распределителей остальные автоматически выключаются. Настройка скоростей осуществляется при помощи дросселей 2(1), 2(2) и 2(3)

Пневмогидравлическая система, обеспечивающая плавную остановку груза, показана на рис. 68. Когда груз опускается вниз, выдвигается поршень сдвоенного пневмогидроцилиндра, и масло выталкивается из штоковой полости гидроцилиндра в бесштоковую через конечный выключатель 1. При перемещении вниз кулачок на штоке, воздействуя на толкатель конечного выключателя 1 перекрывает проходное сечение, дросселируя поток масла до полного перекрытия, что обеспечивает торможение и остановку груза.

Интенсивность торможения зависит от угла наклона кулачка,

Рис. 67. Схема управления цилиндром, обеспечивающая
различные скорости перемещения поршня

Рис. 68. Электропневмогидравличсская схема управления сдвоенным пневмогидроцилиндром с плавной остановкой штока
Для охлаждения масла при дросселирований устанавливается теплообменник 2 с водяным охлаждением. Пополнение утечек масла производится из резервуара 3, где масло находится под давлением, благодаря чему предотвращается всасывание воздуха в гидроцилиндр через прокладку при ходе штока вверх.

Рис. 69. Схема ручного и автоматического управления цилиндром, позволяющая остановить поршень в любом промежуточном положении
На рис. 69 показана схема ручного и автоматического управления возвратно-поступательным движением гидроцилиндра, а также ручного останова поршня в любом промежуточном положении. При включении кнопки 1(4) сигнал проходит через клапан ИЛИ 3(1) в верхнюю полость управления распределителя 4(1) и переключает его. Сжатый воз-пух от распределителя 4(1) через клапан ИЛИ 3(3) поступает на переключение гидравлического трехпозиционного распределителя 5 с пневмоуправлением. Поршень цилиндра перемещается вправо и кулачок . на штоке нажимает толкатель конечного выключателя 2(2), сигнал от которого идет через клапан ПЛИ 3(6), переключая распределитель 4(2), и через клапан ИЛИ 3(2), возвращая в исходное положение распределитель 4(1). Сжатый воздух от распределителя 4(2) через клапан ИЛИ 3(4) поступает в правую полость управления распределителя 5. Поршень цилиндра перемещается влево, включается конечный выключатель 2(1), пропуская воздух к верхней полости управления распределителя 4(1). Цикл работы цилиндра повторяется.

Пуск системы может быть также осуществлен включением кнопки /(5). При этом шток цилиндра совершает ход влево. Непосредственное управление гидравлическим распределителем осуществляется кнопками 1(1) и 1(2). При включении кнопки 1(2) поршень перемещается вправо, при включении кнопки 1(1) — влево.

Для останова поршня нужно включить кнопку 1(3). В этом случае сжатый воздух от кнопки 1 (3) через клапаны ИЛИ 3(2) и -3(5) подается в нижние полости управления распределителей 4(1) я 4(2) которые, переключаясь, сбрасывают давление из обеих полостей управления гидравлического распределителя. Последний под действием установочных пружин занимает среднее положение и соединяет обе полости цилиндра со сливом. Цилиндр останавливается. На рис. 70 показана схема пневматического управления гидравлическим подъемником. Когда со стола снимается верхняя заготовка, срабатывает конечный выключатель 1, определяющий крайнее верхнее положение заготовки, подавая сигнал через клапан ИЛИ 2(1) на переключение распределителя 3, управляющего подачей давления в масляные резервуары 4, и через клапаны ИЛИ 2(2) и 2(3) на включение распределителей 5(1) и 5(2). Масло из резервуара 4 вытесняется в гидроцилиндр, и подъемник перемещается вверх, пока следующая заготовка не включит конечный выключатель 1, который соединит с атмосферой левые полости управления распределителей 5(1) и 5(2). Последние переключатся и запрут систему. Кнопки 6(1) и 6(2) включены в схему для осуществления управления подъемником вне зависимости от конечного выключателя 1. На рис. 71 показана схема, позволяющая осуществить остановку поршня цилиндра в любом поло жении. При переключений трехпозйциойного переключателя / воздух через клапан ИЛИ 3 подается в полости управления двухлинейных распределителей

5(1) и 5(2), которые открывают доступ маслу, вытекающему под действием воздуха из сосуда 2 или 4

Рис. 70. Схема пневматического управления гидравлическим подъемником

Рис. 71. Схема ручного управления, позволяющая остановить поршень цилиндра в любом промежуточном положении
в цилиндр. Установка распределительного элемент переключателя 1 в среднее положение ведет к переключению распределителей 5(1) и 5(2) в исходное положение и запиранию масла в полостях цилиндра.

На рис. 72 изображена пневмоэлектрогидравлическая схема управления многопозиционным цилиндром. При различном сочетании включенных распределителей из цилиндра вытесняются определенные объемы масла и шток цилиндра занимает соответствующую позицию. Управляющие цилиндры 3, 4, 5 и 6 отрегулированы с помощью регулировочных муфт 7 на заданную величину хода. При подаче давления в бесштоковую полость управляющих цилиндров шток многопозиционного цилиндра перемещается на заданную величину. Например, при включении электромагнитов распределителей /(/), 2(1) и 1(5) происходит перемещение штока исполнительного цилиндра на величину хода, определяемую объемом масла,

вытесненного из цилиндра 6. Для перемещения штока исполнительного цилиндра из крайнего выдвинутого положения в исходное включаются электромагниты всех распределителей, кроме электромагнита распределителя 2(1). В этом случае сжатый воздух из магистрали через распределители 2(1) и /(/) поступает в штоковую полость исполнительного цилиндра Масло из бесштоковой полости вытесняется через распределители 1(2), 1(3), 1(4) и 1(5) в управляющие цилиндры. Воздух из бесштоковых полостей управляющих цилиндров сбрасывается в атмосферу через распределители 2(2), 2(3), 2(4) и 2(5)

.

Рис. 72. Пневмоэлектрогидравлическая схема управления многопозиционным цилиндром

1 2 3 4 5

Бондаренко В.Н., Архипова Н.А. Пневмогидравлические системы управления технологическими машинами - файл n1.doc

n1.doc

Оглавление