Если от исполнительного механизма требуются высокое быстродействие и значительная мощность, а также возвратно-поступательное движение, то целесообразно использовать электропневматические ИМ. Они состоят из распределительного устройства, управляющего электромагнита и силового цилиндра с поршнем.
Распределительное устройство, приводимое в действие управляющим электромагнитом, направляет поток воздуха в ту или иную полость цилиндра или изменяет величину давления в полости. При этом шток, соединенный с поршнем, перемещается в соответствующем направлении, управляя положением рабочих органов.
151
В качестве распределительных устройств в пневматических механизмах используются золотники, струйная трубка и сопло-заслонка.
Устройство исполнительного механизма с золотниковым распределителем и электромагнитом соленоидного типа показано на рис. 6.21. При отсутствии тока в обмотке электромагнита сердечник, связанный с клапаном /, под действием пружины плотно закрывает золотник 3 и поток газа от пневмосети не может поступать в пневмоцилиндр (рис. 6.21, а).
|
|
При подаче управляющего сигнала в обмотку 4 электромагнита в ней появляется ток /у, под действием которого возникает электромагнитная сила, стремящаяся втянуть сердечник 5 внутрь катушки. Клапан перемещается и плотно перекрывает золотник 2, открывая золотник 3. Поток газа устремляется через открытый золотник в цилиндр, создавая давление на поршень 9. Поршень перемещается, сжимая цилиндрическую пружину 7 и передавая через шток #усилие нагрузке (рис. 6.21, б). При снятии сигнала управления сердечник под действием пружины возвращается в исходное состояние, перекрывая путь газу в цилиндр и соединяя полость цилиндра через золотник 2 с атмосферой. Поршень под действием пружины возвращается в исходное состояние.
На рис. 6.22 представлено устройство электропневматических исполнительных механизмов с распределительными устройствами типа струйная трубка и сопло-заслонка.
В первом случае (рис. 6.22, а) струйная трубка /, управляемая поворотным электромагнитом, направляет поток газа от пневмосети в левую (направление Л) или правую (П) полость цилиндра и соединяет соответственно правую или левую полость с атмос-
152
ферой. Поршень со штоком перемещается в сторону меньшего давления, передавая усилие на нагрузку.
Во втором случае (рис. 6.22, б) заслонка, управляемая аналогичным электромагнитом, перекрывает левое или правое сопло, поднимая давление в соответствующей полости цилиндра и соединяя противоположную полость с атмосферой. Поршень перемещается в сторону меньшего давления, соответственно воздействуя на нагрузку. Поток газа от пневмосети поступает в полости через дроссели, обеспечивающие необходимый перепад давления в них.
|
|
Конструкции дроссельных, струйных и золотниковых распределителей могут быть самыми разными. На рис. 6.23, 6.24 показаны некоторые конструктивные решения электропневматических ИМ. В исполнительном механизме, представленном на рис. 6.24, роль струйной трубки выполняет струйная решетка 1, через которую в ИМ поступает поток воздуха. Электромагнит 3 поворачивает эту решетку на небольшой угол влево или вправо. В результате
прошедший через решетку поток направляется или в левую группу щелей приемной решетки 2 (правая группа щелей при этом закрыта решеткой 7), или в правую группу щелей решетки 2 (левая группа закрыта решеткой /). Таким образом, поток воздуха в зависимости от управляющего сигнала, поступившего на электромагнит 3, направляется или в левую, или в правую полость ИМ, соответственно изменяя положение рабочего органа.
Основными недостатками электропневматических исполнительных механизмов являются повышенный шум при работе, поскольку отработанный воздух или газ выпускается непосредственно в атмосферу, и невысокая точность выполнения заданных управляющих воздействий из-за способности газа сжиматься. Кроме того, использование высокого давления в цилиндре создает определенную опасность: при малейших его дефектах возможны разрыв и разрушение цилиндра.