Главная  Промышленность 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 [ 13 ] 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33

Виды управления пневмораспределителя ми

От оператора

- Кнопкой

Механическое

Рычагом

- с толкателем

Педалью

С ломающим-

ся рычагом

Электромагнитное

- С роликом

Пневматическое

без ручного дублирования

С ручным дублированием

Электро-п невм а ти че с кое

Повышением давления

Понижением давления

Повышением давления

J3a

Понижением давления

Рис. 4.3. Основные виды управления пнев-мораспределителями


i : t

Рис. 4.4. Распределители с механическим управлением


Рис. 4.5. Трехлинейный клапаи-иый распределитель без «короткого замыкания»

Рис. 4.G. Трехлинейный клапанный распределитель с коротким замыканием»


Как видно из рис. 4.5, трехлинейный клапанный пневмораспределитель образуется комбинацией двух пар клапан-седло. Для двухлинейного распределителя достаточно одной пары, а для четырех- или пятилинейного необходимы четыре пары; обычно четырехлинейные клапанные распределители образуются из двух (нормально открытого и нормально закрытого) трехлинейных распределителей, размещенных в общем корпусе параллельно или соосно.

В распределителях клапанных с «коротким замыканием» (рис. 4.6) в момент переключения (перемещения клапанного узла из одного крайнего положения в другое) все каналы (питания, выхода и атмосферный) соединены между собой. Такие распределители несколько проще, но при их переключении возникает колебание давления, возможно появление ложных сигналов в системе управления, увеличивается расход воздуха. Кроме того, такая схема не применима при ручном и механическом управлении, когда перемещение клапанчого узла может быть медленным.

Распределители с цилиндрическим золотником наряду с клапанными щироко применяют в промышленности вследствие простой и технологичной конструкции, широким функциональным возможностям н удобной компоновке.

Распределители этого типа в качестве распределительного элемента имеют цилиндрический золотник, перемещающийся вдоль оси в корпусе или во втулках, помещенных в корпусе. Проточки (пояски) золотника в разных фиксированных положениях сообщают или запирают разные проточки (отверстия) корпуса (втулок). Основная проблема при конструировании - уплотнение золотника - решается путем использования эластичных уплотнений или малого зазора. Эластичные уплотнения работают в тяжелых условиях, так как при каждом ходе золотника проходят кромки прогочек или отверстий, и тем пе менее они должны удовлетворять требованиям герметичности в течение длительного срока службы, измеряеьгаго миллионами и даже десятками миллионов циклов. Поэтому в распределителях с эластичными уплотнениями применяют уплотнения повышенной точности или особой конструкции, используя при этом специальные способы их установки. Распределители с малым зазором требуют изготовления прецизионной пары.

Эластичные уплотнения можно устанавливать в корпусе или на золотнике. Обычно применяют такие конструкции, в которых зазор между корпусом и золотником уплотняется за счет не столько предварительного натяга уплотнитель-ного кольца, сколько его прижатия к уплотнительным поверхностям под действием давления воздуха. Поэтому при проходе кольцевой канавки на уплотняемой цилиндрической поверхности возможно выдавливание уплотнительного кольца из своего гнезда. Чтобы избежать этого, в конструкциях распределителей с кольцевыми проточками применяют уплотнительные кольца и посадочные места такой геометрической формы, которая исключает выдавливание кольца. Вместо кольцевой проточки, например, во втулке, по.мещенной в корпус, по окружности делают ряд отверстий небольшого диаметра или ряд продольных пазов на торцах втулок или на золотнике, суммарное сеченне которых обеспечивает необходимый проход, а взаимное расположение позволяет сохранить по окружности часть цилиндрической поверхности, которая обеспечивает нормальное перемещение уплотнительных колец.

Примеры конструкций уплотнительных устройств приведены на рис. 4.7.

На рис. 4.8 показана конструкция пятилинейного пневмораспределителя с цилиндрическим золотником и пневматическим управлением. Золотник уплотнен специальными Т-образными уплотнениями, которые монтируют с помощью набора втулок. Две крайние втулки являются направляющими и имеют дроссели в виде отверстий малого диа.метра для создания воздушной подушки в целях демпфирования ударов в конце хода золотника. Обозначение присоединительных отверстий: I - питание; 2 и 4 - выходы (к пневмоцилиндрам); Зи 5 - выходы в атмосферу. Обозначение управляющего отверстия содержит две цифры, указывающие сообщаемые при подаче управляющего сигнала присоединительные отверстия. На основе цилиндрического золотника легко получить распределители с различными функциональными схемами и модификациями по способу монтажа. Так, трехпозиционные пятилинейные распределители с закры-ты.м центром (в нейтральной позиции все пневмолинии закрыты) получаются наи-






Рис. 4.7. Примеры конструкций уплотнительных узлов

более просто; для реализации этой же схемы с клапанным распределением требуются два трехлинейных и два двухлинейных распределителя. Трехлинейный распределитель с цилиндрическим золотником без каких-либо изменений в конструкции может быть нормально открытым или нормально закрытым; для изменения схемы достаточно поменять местами трубопроводы питания и выхлопа. Пяти-лииейные распределители с цилиндрическим золотником обеспечивают раздельный выхлоп каждой полости пневмоцилиндра, что позволяет применять весьма простые дроссельные устройства. Для получения четырехлинейного распределителя из пятилинейного достаточно объединить выхлопные линии.

В распределителях с плоским золотником (рис. 4.9) потоки сжатого воздуха распределяются парой плоский золотник-плита, причем отверстия для прохода воздуха выведены на плоскую,тщательно обработанную поверхность плиты, по которой перемещается золотник с канавкой, попарно сообщающей между собой упомянутые отверстия. Золотник перемещается относительно плоскости с отвер-cтия;и с помощью привода, наиболее часто - пневматического, хотя для распределителей малых размеров используют ручное, механическое и другие виды управления. При пневматическом приводе давление управления действует на порщне-вое или плунжерное устройство. Обозначение распределите.тьных отверстий то же, что и на рис. 4.8.

Среди крановых распределительных элементов наибольшее распространение получил плоский поворотный золотник (рис. 4.10). Обычно крановые распределители имеют ручное управление.

Клапагшые и золотниковые распределители применяют с различным управлением: ручным, механическим, пневматическим, электромагнитным или элек-тропневыатическим. Причем обычно различные виды управления достигают установкой разных видов приводов иа базовую модель распределителей при максимальной возможной унификации деталей.

Выбор и расчет пиевмораспределителей. Наибольшую сложность прп проектировании пневматических систем представляет выбор распределителей с требуемыми расходными характеристиками и быстродействием.


Рис. 4.8. Пятилинейный расиределнтель с цилиндрическим золотником и эластичными уплотнениями


2 5 4?

W Рис. 4.9. Четырехлинейный распределитель с плоским золотником

Рис. 4.10. Четырехлинейнып крановый распределитель

Определение требуемой расходной характеристики распределителя - сложная задача, так как необходимо учесть (применительно к пневмоприводу возвратно-поступательного действия) размер цилиндра, внешнюю нагрузку, перемещаемую массу, закон изменения скорости перемещения и его время, а также сопротивление подводящей и выхлопной пневмолиний, в которые входит распределитель. Эту задачу решают методами динамического анализа и синтеза, которые достаточно полно изложены в справочном пособии [1].

Для приближенного выбора требуемой пропускной способности распределителя, управляющего работой пневмоцилиндра при постоянном коэффициепте нагрузки на штоке и минимальном сопротивлении потоку в трубопроводах и их соединениях, можно воспользоваться формулой

К I27FSP

где Kv- пропускная способность распределителя, мч; F- площадь поршня, м-; S- ход поршня, м; - заданное время перемещения поршня, с; р - абсолютное рабочее давление, МПа; Ар - перепад давления на распределителе, МПа. Предполагается, что площадь поршня выбрана из условия

X = PlpF = 0,5,

где X - безразмерная нагрузка на штоке; Р - постоянная сила сопротивления перемещению поршня.

Значение Др для определения Kv рекомендуется выбирать из следующих соображений: в большинстве случаев следует принимать Ар = 0,03 МПа; если уменьигсние размера и массы имеет первостепенное значение, можно увеличить Лр до 0,08 МПа, а когда Kv выбирают с запасом - уменьшить до 0,015 МПа. Обычно пропускную способность распределителя выбирают с некоторым запасом, особенно прп высоких средних скоростях перемещения поршня, когда требуется его торможение а конце хода, и при длинных трубопроводах.

Расходные характеристики распределителей отечественных конструкций приведены в табл. 4.3, где кроме пропускной способности Кь " эффективной



Таблица 4.3

Расходная характеристика пневмораспределителей

Распределитель

«.. £ о

Проп\ скная способность.

Эффективная плошадь проходного сечения

f. ММ2

Длина эквивалентного трубопровода (при tf = Dy)

Питание-

выход

Выход-атмосфера

Питание- выход

Выход-атмосфера

Питание-выход

Вы>од- атмосфера

П-РОЗП

0,11

0,12

2,28

2,56

0,46

0,33

П-Р515Г1

0,12

0,11

2,40

2,20

0,39

0,48

В63-11

0,20

0,21

4,00

4,20

2,10

1,90

В76-21

0,33

0,18

6,60

3,60

0,50

2,10

п-эпк

0,19

0,19

3,80

3,80

2,40

2,40

В63-13

12,0

1.30

1,30

26,00

26,00

10,30

10,30

В63-23М

12,0

1,30

1,20

26,20

24,00

10,30

12,40

В63-ИМ

16,0

2,24

2,00

44,80

41,00

15,00

18,00

В63-24

16,0

2,15

2,11

43,00

42,00

16,50

16,50

БВ64-14М

16,0

2,54

2,39

50,80

48,00

11,50

12,40

В64-24М

16,0

2,36

2,15

47.20

43,00

13.80

16.50

В63-15М

20,0

4,90

4,70

98,40

95,00

9 10

9,70

В63-25

20,0

4,30

5,41

86.20

108,00

12,10

7.30

415255 0080

1,22

1,27

24,0

25,0

415255 0081

415255 0082

1,23

1,28

25,0

24,0

415255 0083

415255 0100

2,65

2,60

53,0

,51,8

415255 0101

3,20

3,20

63,0

64,6

415255 0102

3,50

3.80

70,2

76,8

25,3

15,5

415255 0103

415255 0120

11,70

11,50

233,0

230,0

415255 0121

13,60

13,00

271,0

259,0

11,7

13,7

415255 0122

14,30

13,40

285,0

269,0 •

34,4

41,3

415255 0123

площади f указана длина эквивалентных трубопроводов Lj, удобная для определения общей расходной характеристики цепи последовательно соединенных эле.ментов [1]. Расходные характеристики, приведенные в табл. 4.3, получены во ВНИИГидроприводе экспериментально путем проливки водой и продувки сжатым воздухом.

Задача определения вре.мени срабатывания на практике возникает чаще всего применительно к распределителям с пневматическим, электромагнитным и электропневматическим управлением; при ручном, ножном и механическом управлении время срабатывания зависит ог скорости воздействия на механизм управления.

Наибольщий интерес представляет определение времени срабатывания распределителей с пневматическим управление.м, так как они могут приводиться в действие пневматическими сигналами от распределителей малого проходного сечения (называемых в этом разделе управляющими устройствами) с ручным, ножным, механическим, пневматическим н электромагнитным управлением, причем распределители с электропневматическим управлением удобно рассматривать как распределители с пневматическим управлением и встроенны.м управляющим устройством, имеющим электромагнитное управление.

Расчет времени срабатывания пневмораспределителей приведен в гл. 11.

Экспериментальные данные ВНИИГидропривода о времени срабатывания для некоторых типов пневмораспределителей приведены в табл. 4.4 и 4.5.

Г<1блг1ца 4.4

Время срабатывания распределителей с электрическим и электропневматическим управлением

Время, МС

Время, МС

Распреде-

включения

выключения

Распределитель

включения

выключения

литель

Давление пихания.

Давление питания.

0,63

0.63

0,63

0,63

П-эпк

415255 0090

БВ64-13М БВ64-14М

415255 0110 415255 0130

50 125

40 ПО

БВ64-15М

415255 0091 415255 0111 415255 0131

45 80 240

40 75 210

60 100 340

63 110

В64-23М В64-24М

Таблица 4.5

Время срабатывания распределителей с пневматическим управлением

Распределитель

и S а»

Время, мс

Распределитель

и S те н

«

Вгемя, МС

включения

выключения

включения

выключения

ление питания, МПа

Давление питания, МПа

0,63

0.63

0,63

0,63

МВ76-21

В63-24М

В63-25М

В63-13М

В63-14М

415255 0100

В63-15М

415255 0101

В63-23М

Примечание. Время измеряли при следующих условиях: 1) давление питания управляющего устройства равно давлению питания распределителя; 2) внутренний диаметр трубопровода в линии управления rf., - 4 мм; 3) в качестве управляющего устройства для МВ76-21 использован П-ЭПК, для остальных - МВ76-21, управляемый от П-ЭПК.

4.2. ПНЕВМОКЛАПАНЫ ОБРАТНЫЕ

Обратные пневмоклапаны предназначены для пропускания сжатого воздуха только в одно.м направлении. По исполнению запорного элемента пнев.моклапаны выпускают с конусным, плоским и сферическим элементами (рис. 4.11, а, б, в).

Обратные пневмоклапаны с конусным и сферическим запорными элементами обеспечивают меньшее гидравлическое сопротивление потоку сжатого воздуха, но более трудоемки в изготовлении по сравнению с пневмоклапанами с плоским



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 [ 13 ] 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33