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.doc25216kb.13.09.2012 16:26скачать

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

Оглавление


Типовые схемы автоматического управления исполнительными механизмами

Схемы управления одним цилиндром

Оглавление 4



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


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации