Циліндри однобічної дії

Уведення

У циліндрах однобічної дії стиснене повітря подається тільки в одну' порожнину - поршневу. Штокова порожнина повідомлена з атмосферою. Такі циліндри можуть виконувати корисну роботу тільки в одному напрямку.

Зворотний хід поршня забезпечується убудованою поворотною пружиною або зовнішнім зусиллям. Стиснене повітря переміщає поршень тільки в одному напрямку. Пружина вибирається таким чином, щоб забезпечити швидке повернення поршня у вихідне положення при відсутності навантаження.

Існує кілька конструкцій циліндрів однобічної дії:

■ стандартні (поршневі);

■ мембранні;

»■ панчішні (з панчішною мембраною).

Примітка!

Хід циліндрів однобічної дії з убудованою пружиною обмежений довжиною пружини. Тому хід штока таких циліндрів не перевищує 100 мм. Компактність, простота конструкції і принцип роботи циліндрів однобічної дії визначає їхнє застосування там, де потрібні невеликі переміщення:

«затиск заготівель;

■ обрізка;

• витяг деталей;

■ пресування;

• подача і підйом.

Див. частина В, п.5.1 підручника ТР101.

Циліндри двосторонньої дії

Циліндри двосторонньої дії використовуються там, де потрібно робити корисну роботу в обох напрямках руху поршня.

Принцип конструкції той же, що й у циліндра однобічної дії, але відсутня поворотна пружина.

Перед направляючою втулкою штока циліндра розташована грязесъемная манжета, що захищає шток від зовнішніх забруднень і не допускає проникнення бруду усередину циліндра. У передній кришці розташоване ущільнення штока. Направляючі втулки штока виготовляються з бронзи або металу з пластиковим покриттям.

Циліндр із демпфіруванням

Для запобігання ударів поршня об кришки циліндра при переміщеннях важких вантажів використовується демпфірування в кінцевих положеннях.

На деякій відстані від кінця ходу поршня встановлена на штоку втулка, що демпфірує, входить в ущільнення, що демпфірує, і перекриває прямий вихід повітря з порожнини циліндра. Повітря починає виходити через невеликий отвір, звичайно з регульованою площею прохідного перетину. Таким чином, на останній ділянці шляху швидкість поршня значно зменшується, що знижує ударні навантаження на циліндр.

Див. частина В, п.5.2 підручника ТР1ПРО1.

Ущільнення циліндрів

Уведення

Нижче представлені різні варіанти ущільнень циліндрів.

Двосторонні манжети виготовляються з: ш пербунана - для температур від -20 до +80 градусів, м витона - для температур від -20 до +190 градусів,: тефлону - для температур від -80 до +200 градусів.

Про-образні кільця використовуються звичайно для ущільнення нерухомих з'єднань.

Див. частина В, п.5.2 підручника ТР 101.

                                                    Споживання повітря         

                                              Для того, щоб правильно вибрати систему підготовки стиснутого возду-

ха і визначити вартість одержання енергії, важливо знати витрата повітря, споживаного пневмосистемой. Величина відносної витрати визначається через об'ємну витрату (л/хв), приведений, приведений до атмосферних умов. Споживання стиснутого повітря визначається за обраним значенням робочого тиску, діаметра поршня, ходу поршня і числа його ходів у хвилину по формулі:

Споживання повітря =

Ступінь стиску повітря. Площа поршня - Хід.Числаходов у хвилину,

де

Р.„ + Р„
  Ступінь стиску повітря =--------------

Р.~

Для розрахунку витрати споживаного повітря можна також скористатися діаграмою, приведеної на мал. 3.20, разом з формулами:

для циліндра однобічної дії -

qn = s-n.qx, для циліндра двосторонньої дії -

qn =2.s.n.qx,

де

qn - споживана витрата (л/хв), s - хід (див),

п - число ходів у хвилину (хв),

qx - витрата повітря на одиницю ходу (л/см).

У цих формулах не приймається в увагу розходження витрат повітря, споживаного циліндрами двосторонньої дії при прямому і зворотному ході штока. Також не враховується витрата повітря через його стискальність в обсягах трубопроводів і в розподільників.

Крім того, на загальну витрату повітря впливає процес наповнення шкідливого обсягу циліндра, що може скласти до 20% витрати повітря, споживаного виконавчим пристроєм. Шкідливим обсягом циліндра є частина обсягу циліндра в кінцевому положенні поршня і частина обсягу трубопроводу, що підводить, що знаходиться усередині циліндра.

Діаметр поршня,  Шкідливий обсяг            Шкідливий обсяг

мм             штокової порожнини,     поршневої порожнини,

див³                                           див³

12                          1                            0,5

_____ 16__________________ 1___________________ 1£_________

_____ 25__________________ 5____________________ б__________

_____ 35                         10_________ "            13

_____ 50__________         16___________________ 19

_____ 70______________ 27________________ 31________

_____ 100_______________         80____________                      88"

14(3                                      128                                           150

200                                      425                                           448

250                 ~             2005                                         2337

Таблиця 3.1. Шкідливий обсяг циліндра

Розрахунок споживання стиснутого повітря з урахуванням шкідливого обсягу пневмоцишндра й обсягу трубопроводів між пневмоцилиндром і розподільником:

Q = р • W • п,

де р - ступінь стиску повітря; п - число робочих ходів у хвилину; W = W, + W₂ + W₃;

Wi - робітник обсяг порожнини (порожнин) пневмоцилиндра; W₂ = S • L - обсяг трубопроводу (S, L - площа і довжина трубопроводу);

W₃ - шкідливий обсяг поршневої (поршневий+штокової) порожнини пневмоцилиндра, обумовлений по табл. 3.1.

S = тс d²^, /4 (drp - діаметр трубопроводу) -

Для циліндра однобічної дії Wi =s • 7t D^2/4

Для циліндра двосторонньої дії Wi =s • тс (2 D² - d²) /4

s. D і d - робітник хід, діаметр поршня і діаметр штока циліндра

Рівень тиску                  Як правило, пневматичні пристрої промислового призначення

стиснутого повітря             проектуються на максимальний робочий тиск 800...1000 кпа

(8...10 бар). Однак досвід експлуатації показав, що з економічних розумінь доцільніше використовувати тиск близько 600 кпа (6 бар). Опір плинові газу в окремих елементах (наприклад, дроселі) і в трубопроводах розраховується таким чином, щоб сумарні втрати тиску в них складали 1О...5Окпа(ПРО,1...ПРО,5 бар). Тому для того, щоб нормальний робочий тиск у пневмоси-стеме був не нижче 600 кПа (6 бар), тиск компресорної установки повинний бути в межах 650...700 кПа (6,5...7 бар).

2.2. Компресори                    Вибір типу компресора залежить від робочого тиску і необхідно-

го споживачеві витрати повітря. Розрізняють наступні типи компресорів.

^¥                            I----------------- ^^^1--------------- "1

Типи компресорів I

Т2ЕГ | "~™ЕП  — I

дії

Поршневі                 Мембранні                Радіальні                   Аксіальні I

компресори               компресори |  : _{коыпрессО}р_Ы   |       компресори |

Шиберні      Двухвальные              Роторні

ротаційні                     гвинтові                 компресори I

компресори 1      компресори ■                               '

Рис. 2.1. Типи компресорів

поршневі                           Об'ємний поршневий компресор зворотно-поступального дейст-

компресори                       вия стискає повітря, що надходить у його робочий обсяг через всасы-

зозвратно-                         вающий клапан. Через напірний клапан повітря подається в пневмосеть.

-юступательного

цействия                     _- Компресори зворотно-поступальної дії знаходять широке

застосування, тому що вони забезпечують одержання стиснутого повітря в широкому діапазоні тиску і витрати. Для одержання великого тиску використовують багатоступінчасті компресори, у яких повітря прохолоджується між окремими ступінями компресора.

Виробництво і розподіл стиснутого повітря

Оптимальний діапазон тисків для таких компресорів:

до        400 кПа    (4 бар)    одноступінчатий стиск

до'      1500 кПа  (15 бар)   двоступінчастий стиск

понад   1500 кПа  (15 бар)   або багатоступінчасте

Стиск

Можливі, але не завжди економічні діапазони тисків:

до        1200кПа  (12 бар)   одноступінчатий стиск,

до        3000 кПа  (30 бар)   двоступінчастий стиск,

понад   3000 кПа  (30 бар)   трьох- або багатоступінчасте

стиск

Мембранні компресори належать до групи об'ємних компрес-                   Мембранні

соров зворотно-поступальної дії, у яких робочий обсяг                             компресори

відділений від поршня мембраною. Достоїнство цього типу компресорів полягає в тім, що компресорна олія не може потрапити в потік стисливого повітря. Це особливо важливо там, де неприпустиме влучення олії в повітря, наприклад у харчовій, парфумерній або хімічній промисловості.

У радіально-поршневих компресорах стиск повітря здійснюється              Радіально-поршневі

в обертових циліндрах. Під час процесу стиску повітря рабо-                   компресори

чий обсяг компресора поступово зменшується.

У таких компресорах два вали з профілем гвинтової форми обертають-     Гвинтові

ся друг щодо друга. При цьому профілі, що входять один у дру-               компресори

гой, зменшують робочий обсяг, з якого стисливе повітря витісняється в мережу.

Для більшості застосовуваних лопатевих компресорів характерна             Лопатеві

велика продуктивність. Виготовляються лопатеві компрессо-                    компресори

ры з аксіальним і радіальним розташуванням лопат. У них повітря приводиться в рух за допомогою одного або декількох турбінних коліс. У лопатевих компресорах кінетична енергія руху повітря перетвориться в потенційну енергію тиску. В осьових компресорах повітря переміщається лопатами в осьовому (аксіальному) напрямку плину потоку.

Для того, щоб продуктивність компресора відповідала                         Регулювання

споживаній витраті повітря, необхідно здійснювати регулиро-                    компресорів

вание компресора. Продуктивність компресора регулюється між максимальним і мінімальним рівнями значення тиску. Маються різні способи регулювання компресора.

Кріплення циліндрів

Спосіб кріплення циліндра залежить від його розташування в установці.

Циліндр може бути спроектований з постійним кріпленням, яке не можна змінити в разі потреби. Як альтернативу циліндр може мати універсальну конструкцію, що дозволяє використовувати кілька способів кріплення - у залежності від вимог конкретної установки.

Див. частина В, п.5.2 підручника ТР1ПРО1.

Назва