Основы пневматической техники автоматического управления

1. Компрессоры……………………………........................…

2. Высушивание сжатого воздуха….………………….…

3. Подготовка сжатого воздуха.…………………………….

4. Сжатый воздух – Пневмоблок……………….………..…

5. Рабочие элементы (цилиндры)………………………….

6. Ходовые клапаны……………………………….…………

7. Запорные клапаны……………………………….…………

8. Напорные клапаны…………………………..…………….

9. Поточные клапаны………………………………………… 10. Двигатели сжатого воздуха………………….……………
11. Электро-пневматика………………………….…………..


Приложения:

I Обозначения DIN/ISO 1219-1 ………………………….… II физические основы пневматики……………... III Упражнения……………………………………………….… IV Вопросы………………………………………………………

3

1 3 5 13 14 27 39 57 75 85 93 101 111

141 143 144 145

1. 1.1
2 2.1 2.2 2.3
Всасывающий корпус с шумоглушителем
Всасывающий фильтр
Ступень низкого давления
Промежуточный охладитель
Ступень высокого давления
Шумоглушитель
7.

Контейнер конденсата
8. Вторичный охладитель
9. Реле давления
10. Ресивер для сжатого воздуха
11. Предохранительный клапан
12. Запорный клапан

5

сред, в том числе, воздуха, природного газа, городского и коксовального

газа, кислорода и азота, ацетилена и т.д. . В ходе этого процесса среде подается энергия, объем сжатой среды сокращается, температура и плотность повышаются.
Смазка оказывает существенное влияние на эксплуатационные свойства компрессоров. Поэтому для поддержания надежной, безотказной и экономической эксплуатации особенное значение уделяется выбору и правильному использованию подходящих смазочных материалов.

1.1 Критерии отбора

Требования и критерии отбора зависят от:
· типа компрессора,
· вида сжимаемого газа,
· степени сжатия и
· температуры в конце сжатия.

6

чаще всего. Он строится как стационарный или передвижной компрессор. Одноступенчатые

компрессоры сжимают воздух до 7 бар, а двухступенчатые компрессоры достигают степень сжатия до 16 бар.
Через экcцентер (1) и шатун (2) вращающийся приводной механизм преобразуется в линейные движения поршня (3). Поршень скользит в цилиндре (4) беспрерывно туда и обратно. Различают движения туда и обратно в такты впуска и сжатия. Важную задачу при сжатии берут на себя клапаны, которые, в нашем случае, являются обратными клапанами. При увеличении камеры сжатия (5) всасывающий клапан (6) открыт, а напорный клапан (7) закрыт - всасывается атмосферный воздух. При уменьшении камеры сжатия всасывающий клапан закрыт, а напорный клапан открыт - атмосферный воздух сжимается до сжатого воздуха. Охлаждающие ребра цилиндра несут на себе задачу отводить освобождающееся во время работы сжатия тепло.
Для стационарных поршневых компрессоров нужно предусматривать особые фундаменты, которые предотвращают перенос колебаний на окружение.
Поршневые компрессоры преимущественно используются для выработки сжатого воздуха для пневматического управления, для пневматических инструментов (сверло, молот, и т. д.) и в химической промышленности.

7

поставляемое давление

давление при впуске

рабочий объем

компрессора, особенные преимущества которых заключаются в спокойном ходе и в

плавной подаче воздуха. Одноступенчатые компрессоры сжимают воздух до 4 бар, а двухступенчатые компрессоры достигают степень сжатия до 8 бар.
В корпусе в окружении камер охлаждения в середине расположен полый цилиндр, в котором передвигается ротор (1). Ротор устанавливается в полом цилиндре эксцентрически, так что возникает серповидное пространство. По окружности ротора вмонтированы пазы (2), в которых ламели (3) радиально легко подвижны. Центробежной силой при повороте ротора ламели выдавливаются наружу и разделяют серповидное пространство на несколько разных по размеру камер. Симметрично к серповидному пространству на концах серпов в корпусе размещены отверстия. На одной половине, на которой камеры расширяются по направлению вращения, возникает пониженное давление и атмосферный воздух всасывается (4). На другой стороне камеры уменьшаются и замкнутый воздух сжимается до тех пор, пока не покидает компрессор в качестве сжатого воздуха (5). На этой половине камеры называются камерами сжатия (6). Приводится в действие ротор приводным валом, который прочно связан с двигателем.
Многосекторные компрессоры используются преимущественно в отраслях промышленности, работающими с незначительными рабочими давлениями, но, однако, с бόльшим количеством воздуха.

8

Вращающаяся заслонка

отверстие

и содержит, кроме того, водяной пар и другие различные примеси,

к примеру, пыль, дым и бактерии.
Во время выработки сжатого воздуха и его распределения некоторые из этих примесей уже удаляются, но поступают другие, к примеру, остатки смазки компрессора, частицы износа из компрессора и системы распределения трубопровода. Если примеси из сжатого воздуха не удаляются или их содержание не доводится до минимума, то могут повредиться элементы пневматики и возникнуть значительные потери мощности в системе пневматики.
Как уже упомянуто атмосферный воздух содержит водяной пар. При постоянном давлении и температуре этот пар остается в стабильном газовом состоянии. Тем не менее, в системах сжатого воздуха определенная доля после сжатия из-за охлаждающего эффекта переходит в жидкое состояние. Если эта вода не будет удалена перед распределением давления, то это может привести к серьезным последствиям: коррозия трубопровода является причиной течи и высоких издержек на ремонт; элементы пневматики, производственные установки и системы управления из-за влажности повреждаются; воздушные фильтры подвергаются перегрузке.


1.2. Условные обозначения

14

Атмосферный
воздух

Фильтр предварительной
очистки

компрессор

Воздушный
фильтр

Вторичный
охладитель

пневмоаккумулятор

влагоотделитель

Сжатый воздух для потребителя

Распределение сжатого
воздуха

Элемент по уходу
(фильтр, регулятор, масленка)

охладитель должен по возможности непосредственно соединяться с компрессором, либо как

часть компрессора, либо как отдельная единица.
Вторичный охладитель - это теплообменник, в котором воздух после сжатия охлаждается. Он работает с воздушным или водяным охлаждением (чаще). Путем охлаждения сжатого воздуха вода осаждается в каплеобразной форме и может быть отведена через водоотделитель.


2.2 Пневмоаккумулятор (напорный резервуар)
Воздух, выходящий из вторичного охладителя, собирается в резервуаре для сжатого воздуха. При этом речь идет о напорном резервуаре, выполняющем несколько важных функций в компрессорной установке:
- Хранение достаточной массы сжатого воздуха, с тем, чтобы постоянно обеспечивалась подача сжатого воздуха при колебаниях в его потребности, не вызывая чрезмерных колебаний в трубопроводе.
- Хранение сжатого воздуха для покрытия краткосрочной пиковой потребности, которая не может быть обеспечена мощностью компрессора.
- Дополнительная функция охлаждения и отделения для фильтрации влажности и примесей (Пневмоаккумулятор устанавливается в прохладном месте, где может происходить вторичное охлаждение и, тем самым, конденсация воды).
- Уменьшение частого роста и понижения давления в компрессоре при краткосрочной потребности.

15

пневмоаккумулятором речь идет о напорном резервуаре, который должен быть должным

образом застрахован и регулярно проверяться обученным персоналом.
(Предписание для напорных резервуаров).

16

бытует мнение, что сжатый воздух должен быть осушен перед хранением

в резервуаре для сжатого воздуха.
Для подготовки сжатого воздуха нужно принципиально установить, что для всех случаев использования сухого сжатого воздуха должна быть установлена стандартная сушилка подходящей конструкции. Принципиально нужно различать 3 процесса сушки.

3.1 Абсорбционная сушка
При этом речь идет о чисто химическом процессе. Сжатый воздух проходит через сушильный агент, с которым вода вступает в химическую связь в воздухе. В качестве химикалий при этом, как правило, используются либо обезвоженная известь, либо перхлорат магния, которые остаются в твердом состоянии, или хлорид лития или хлорид кальция, которые при сушке переходят в жидкое состояние. Сушильный агент нужно периодически обновлять, так как он расходуется при эксплуатации.
Основные трудности при этом процессе сушки заключаются в характеристиках участвующих химикалий, способствующих коррозии, которые в виде мелкой солевой пыли увлекаются в напорный трубопровод и вызывают там коррозию.
Однако эта сушилка имеет самые незначительные основные издержки и эксплуатационные расходы более знакомых сушилок.

17

Осушенный сжатый
воздух

Солевое заполнение
(абсорбционная сушилка)

Сито

Вход влажного
воздуха

спуск

Солевой раствор

физическом процессе. В качестве сушильного агента служит гранулят (чаще всего

силикатный гель). Гранулят всасывает влажность из проходящего над сушильным агентом сжатого воздуха, подобно промокательной бумаги. Насыщенный сушильный агент регенерируется притоком тепла. Поэтому здесь параллельно соединяются два сушильных агрегата. В первом агрегате сжатый воздух сушится, во втором под влиянием тепла из сушильного агента удаляется влажность. Оба адсорбционных агрегата потом переключаются, как только сушильный агент насыщается.
Этот вид сушки более затратоемок по причине более высоких первоначальных и эксплуатационных затрат. Но взамен этого расходы по техническому обслуживанию ниже.

18

Сушилка

Влажный воздух

Четырехлинейный распределитель

Отработанный воздух

Регенератор

Наполнение адсорбцион-
ного средства

Обратный клапан

Редуктор

Заслонка

Воздух для
чистки

точки таяния понижается до тех пор, пока содержание воды сжатого

воздуха не конденсируется. Конденсат может быть затем отделен по аналогии с другими сушилками, к примеру, через вторичный охладитель. Самая низкая температура, до которой воздух может быть охлажден без образования мороза, составляет примерно 0,6 ° C.
Этот процесс охлаждения характерен самыми низкими первоначальными и эксплуатационными затратами.
Дальнейшее отделение влажности и примесей возможно путем использования различных дополнительных фильтров. При помощи других приборов подготовки сжатого воздуха, как регулятор давления и масленка обеспечивается необходимое качество для соответствующего использования.

19

Впущенный влажный воздух

Осушенный сжатый воздух

Предварительный
охладитель/
подогреватель

Теплообмен-ник

Выпуск

Жидкий хладагент

Холодильная машина

сжатого воздуха
Ресивер, аккумулятор
Трубопроводы
22
23
24
1
2
3
21
Резервуар для
сжатого воздуха
Наклон
Забор воздуха
Наклон
От компрес-сора
Наклон
около
Блок подготовки
Отвод конденсата

должны учитываться при распределении сжатого воздуха:
Установка ресивера и аккумулятора служит

для уравновешения гидравлических ударов и, вместе с тем, для равномерного забора сжатого воздуха.
Поперечные сечения трубопроводов не должны быть слишком маленькими, так как при возрастающем заборе воздуха падение давления на потребителе не должно составлять более 5% от конечного давления.
Части трубопровода, используемые более длительное время, должны быть зафиксированы. Зафиксированные трубопроводы не требуют технического обслуживания.
Шланговые соединения и уплотнения должны проверяться в интервалах и, при необходимости, обновляться, чтобы потери от утечек не были высокими.

Объединенная энергосеть

Кольцевой
трубопровод

Межсистемная линия

22

и аккумуляторы одинаковы относительно конструкции и принципа работы: они уравновешивают

колебания давления в системе трубопроводов, отделяют из сжатого воздуха часть конденсатной жидкости и охлаждают сжатый воздух. Только различное расположение в распределяющей системе дает им различные задачи.
Ресивер соединен непосредственно после компрессора. Его задачи, как уравновешивание колебаний давления, отделение конденсатной жидкости и охлаждение сжатого воздуха своей внутренней поверхностью, используются всей установкой распределения сжатого воздуха.
В сравнении с этим размеры аккумуляторов, чаще всего, меньше и они служат для ограниченных секторов установки. Они часто размещаются перед пневматическими рабочими элементами с ударным и большим расходом воздуха, с тем, чтобы при включении рабочих элементов избежать кратковременного падения давления.
Автоклавы и ресиверы могут быть установлены в стоячем или лежащем положении. Они имеют предохранительный клапан, обратный клапан, выпуск для конденсата и определяются предписаниями производителя и условиями проведения испытаний профессиональных союзов/объединений.

23

течение продолжительного времени, прокладываются фиксировано. Стальные трубы связываются друг с

другом сваркой. Таким путем прокладываются преимущественно основные трубопроводы. Производство относительно дешевое и затрат на техническое обслуживание практически не возникает. Рекомендуется располагать главный трубопровод по возможности как кольцевой трубопровод, так как он гарантирует тогда во всех местах одинаковые условия давления/ режим давления.
От главного трубопровода ответвляются распределительные линии, которые устанавливают связи с участками установки. Для этого охотно используют тонкостенные, бесшовные трубы. Их можно легко сгибать и прокладывать. Их трубные соединения состоят из легко монтируемого штуцерного соединения с врезным кольцом.
Машинные линии часто состоят из синтетических шлангов с быстродействующей муфтой. Ее гибкость позволяет пневматическим конструктивным элементам выполнять движения, не прерывающие подачу сжатого воздуха.

24

Графическое условное обозначение Фильтр сжатого воздуха с водоотделителем Конструкция

Определение Графическое условное обозначение Принцип работы Регулирующий клапан с отверстием для отходящего воздуха Конструкция Определение Графическое условное обозначение Принцип работы
Манометр Конструкция Определение Графическое условное обозначение Принцип работы Масленка сжатого воздуха Конструкция Определение Графическое условное обозначение Принцип работы

28 28 29 30 30 30 31 32 32 32 34 35 35 35 36 37 37 37

1.1 1.2 2 2.1 2.2 2.3 2.4 3 3.1 3.2 3.3 3.4 4 4.1 4.2 4.3 4.4 5 5.1 5.2 5.3 5.4

27

элементы
- фильтр сжатого воздуха с водоотделителем - регулирующий клапан с - манометром

и - масленкой сжатого воздуха
сгруппированы в один блок под названием– Пневмоблок.

Указанная последовательность должна непременно соблюдаться при расстановке отдельных приборов. Так как если неочищенный, пропитанный грязью и частицами воды воздух сначала был бы пропитан маслом масленки для сжатого воздуха, потом отрегулирован регулятором давления и под конец очищен фильтром, то тогда неочищенный сжатый воздух загрязнил бы регулятор из-за дополнительной смазки и в конце концов воздух в фильтре сжатого воздуха был бы лишен помимо загрязнений и частиц воды также желаемого масляного тумана. Пневмоблок никогда не должен устанавливаться перед резервуарами объема, а перед конструктивными элементами.
1.2. Графическое условное обозначение
Отдельные приборы пневмоблока сводятся при изображении графических условных обозначений к одному символу и изображаются в качестве одного графического условного обозначения.

Подробное графическое условное обозначение:

Упрощенное графическое условное обозначение:

28

1 Впускное отверстие
2 Вихревая крышка
3 Вихревое помещение
4 Разделительная крышка

5

Спускной клапан
6 Патрон фильтра
7 Выпускное отверстие
8 Сборник/коллектор

29

пневмоблока, через который сначала проходит сжатый воздух. Его задача заключается

в удалении из неочищенного воздуха частиц загрязнений и выведении из сжатого воздуха воды, образующейся путем конденсата.

2.3 Графическое условное обозначение

2.4 Принцип работы
Неочищенный сжатый воздух из трубопроводной сети поступает через впускное отверстие (1) во внутреннюю часть фильтра сжатого воздуха. Желобчатая вихревая крышка (2) придает сжатому воздуху вращательное движение. Из-за центробежного воздействия более крупные частицы грязи и воды в вихревом помещении (3) «вышвыриваются» и оседают на внутренней стенке прозрачного контейнера. В коллекторе (8) конденсат и частицы загрязнений снова встречаются. При необходимости контейнер можно опорожнить через спускной клапан (5). Коллектор отгорожен разделительной крышкой (4), с тем, чтобы грязная жидкость не вспучивалась. Наполовину очищенный сжатый воздух «протискивается» через патрон фильтра (6), который отфильтровывает оставшиеся загрязнения/примеси, и покидает фильтр сжатого воздуха через выпускное отверстие (7). Патрон фильтра состоит из проволочной сетки, порошкового материала из металлического порошка или керамических материалов и имеет размер пор от 5 до 70 μm.

30

воздуха
3.1 Конструкция
1 Нерегулируемый сжатый воздух
2 Клапанная тарелка
3

Штифт
4 Мембрана
5 Нажимная пружина
6 Регулировочный винт

7 Мембранное седло
8 Компенсационное отверстие
9 Выпускное отверстие
10 Манометр
11 Регулируемый сжатый воздух

31

поступающее давление (первичное давление) до желаемого рабочего давления (вторичное давление)

и в дальнейшем сохраняет это значение неизменным.

3.4 Принцип работы
Корпус регулирующего клапана состоит из двух половинок, разделенные мембранной. На впускном отверстии (1) регулирующего клапана - нерегулируемый сжатый воздух. То есть, сжатый воздух, который подвержен продолжительным колебаниям давления. Он устремляется через зазор между маленькой клапанной тарелкой (2) и седлом клапана и заполняет верхнее пространство клапана. При помощи регулировочного винта (6) настраивается желаемое давление и сжатый воздух покидает клапан через выпускное отверстие (11) в качестве уже регулируемого сжатого воздуха. Очевидным, конечно, является то, что сжатый воздух может регулироваться на постоянное значение только до нижней границы колебаний давления.

32

в клапане. Установленная при помощи регулировочного винта (6) упругость нажимной

пружины (5) и противодействующая сила из продукта, мембранная площадь (4) на настроенное давление воздуха, держат друг другу равновесие. Как только давление со стороны нерегулируемого сжатого воздуха превышает настроенное значение, то и сила из продукта, мембранная площадь на повышенное теперь давление увеличивается и сдавливает настроенную пружину. Маленькая клапанная тарелка (2), удерживаемая на расстоянии при помощи штифта (3) может продвигаться и закрыть седло клапана. Если из-за потребления регулируемого сжатого воздуха давление на мембране незначительно понижается, то упругость автоматически превышает обе противодействующие друг другу силы. Маленькая клапанная тарелка поднимается на один зазор от седла клапана и туда может снова устремиться нерегулируемый сжатый воздух.
Продолжительное потребление регулируемого сжатого воздуха означает для регулирующего клапана постоянное открывание и закрывание или же постоянное увеличение и уменьшение отверстия седла клапана. При превышении давления в регулируемом диапазоне под влиянием чего-либо, как то скоростное давление и тому подобное, установленных значений, мембрана при закрытой подаче сжатого воздуха давит большую клапанную тарелку на нажимную пружину и открывает таким образом дорогу к вентиляционному отверстию (9). После непродолжительного выпуска сжатого воздуха желаемое давление сразу же восстанавливается в регулируемом диапазоне сжатого воздуха.

Регулирующие клапаны используются преимущественно со встроенными манометрами с тем, чтобы при регулировке можно было считывать значение желаемого давления. Без вентиляционного отверстия регулировка /установка значения давления с высокого на меньшее в ходе работы было бы абсолютно невозможным.

33

сектор

4 Зубчатое колесо
5 Стрелка
6 Шкала
34

подсоединяются к закрытым контейнерам, приборам или системам сжатого воздуха и

показывают имеющееся давление.

4.3 Графическое условное обозначение

4.4 Принцип работы
Манометр связан с регулирующим клапаном через резьбовое соединение. Давление, имеющееся в регулирующем клапане, имеется также в изогнутой трубчатой пружине (1) манометра. При повышении давления трубчатая пружина растягивается и открывается радиус изгиба. Через рычаг (2) колебания зубчатого сектора передаются на зубчатое колесо (4). Прочно связана с зубчатым колесом стрелка (5), которая может вращаться с углом поворота в 300°. На циферблате калиброваны различные величины давления, так что возникает шкала (6) и стрелка показывает соответствующее давление.

35

1 Впуск воздуха
2 Распылительная насадка
3 Пружинная воздушная заслонка
4 Впускное отверстие

5 Подъемная труба

6 Запорный винт
7 Регулировочный винт
8 Смотровое стекло
9 Верхнее смотровое стекло

36

9

9

пневмоблока задача которой состоит в добавлении проходящему очищенному сжатому воздуху

тонкого масляного тумана для обеспечения смазки скользящих частей подсоединяемых пневматических приборов.

5.3 Графическое условное обозначение

5.4 Принцип работы
Давление сжатого воздуха, возникающее на впуске воздуха (1), проникает через впускное отверстие (4) в полость прозрачного масляного бака (8) и оказывает влияние на уровень масла.
При прохождении через распылительную насадку (2) (сужение поперечного сечения) воздух испытывает более высокую скорость потока. Верхняя полость корпуса уплотнена смотровым стеклом (9) и соединена маленьким отверстием с распылительной насадкой. Скорость потока воздуха генерирует подсос и, тем самым, пониженное давление в верхней полости. Через подъемную трубу (5) всасывается масло и капает в распылительную насадку, причем количество может регулироваться регулировочным винтом (7). Масляные капли распыляются воздушным потоком и уносятся вместе с ним. Насыщенный маслом сжатый воздух выходит из выпускного отверстия и несет смазку до отдаленных приборов пневматической установки.

37

Механическая энергия используется либо для образования прямолинейных движений, как сдвиг,

поднятие или подача обрабатываемых деталей и инструментов (двигательные цилиндры) или для образования зажимных усилий или ударной силы (натяжные или выталкивающие цилиндры ).

1.1 Введение
В геометрии под цилиндром понимается тело с двумя равновеликими, параллельными друг к другу кругообразными поверхностями, соединенными друг с другом по периметру.

40

Исполнительные элементы

название из геометрии, но все же состоит собственно из полого

цилиндра, закрытого с торца (труба), в котором поршень может выполнять линейные движения (ходы). Ходы поршня передаются поршневым штоком, который закреплен на поршне с торцевой стороны и проводится в середине крышки цилиндра.

Крышку цилиндра по смыслу называют крышкой подшипника (опора поршневого штока), а закрытую с другой стороны часть полого цилиндра днищем цилиндра.
Если пространство между днищем и поршнем вентилируется, шток выпускается. Тогда говорят, что цилиндр загружается положительно (+). Если же вентилируется пространство между головкой цилиндра и поршнем, поршень втягивается и цилиндр загружается отрицательно (-).

Аналогично к этому пространство между днищем и поршнем называют «положительной камерой» а пространство между головкой и поршнем «отрицательной камерой». Условием для движения поршня является разность давления между обеими полостями цилиндра.

По функции пневматические цилиндры подразделяются на цилиндры простого действия и цилиндры двойного действия.

41

Исполнительные элементы

настройки рабочего давления и переносится поршневым штоком. Сила сжатия цилиндров

двойного действия без учета трения и противодействия рассчитывается согласно следующей формуле:

Сила сжатия цилиндров двойного действия:

Сила тяги цилиндров двойного действия:

Сила сжатия цилиндров простого действия:

42

(Теоретическая сила)

давление

тяга

поршень

Исполнительные элементы

Даже различия трения при сжимаемости воздуха могут влиять на скорость

поршня.
На скорость поршня влияют размер поперечного разреза трубы и номинальный внутренний диаметр клапанов, при помощи которых управляются рабочие цилиндры. Через маленькие номинальные внутренние диаметры проходит более маленький воздушный объем за единицу времени – соответственно скорость поршня является низкой. При помощи больших номинальных внутренних диаметров достигаются, следовательно, высокие скорости поршня.
Средняя скорость поршня стандартных цилиндров составляет примерно от 0,1 до 3 м/сек. Она устанавливается на регулируемых дроссельных клапанах или дроссельных обратных клапанах.

Влияние на скорость поршня:

- Давление - Поперечный разрез трубы - Величина клапана - Дроссели - Демпфирование крайних положений - Нагрузки - Сухое трение

43

Исполнительные элементы

мембранные цилиндры. Так как только одна сторона поршня или мембраны

загружается сжатым воздухом, они могут выполнять работу только в одном направлении и используются, к примеру, для натяжения, подвода инструмента, для выталкивания или прессования.
Если давлением загружается наземная сторона поршневого цилиндра, выпускается поршневой шток. Возврат поршня производится внешними силами или же посредством возвратной пружины. Ход определяется внешним толчком, длиной трубы цилиндра или распорными втулками. Конструктивная длина возвратной пружины ограничивает ход примерно до 100 мм.

В мембранных цилиндрах силы сжатия деформируют мембрану. Деформация в итоге дает такт поршневого штока. Возвратное движение происходит путем расслабления мембраны, через внешние силы или возвратную пружину. Длина хода составляет до 40 мм, а при закатывающей мембране примерно до 80 мм. Мембранные цилиндры почти не обслуживаются и используются, к примеру, в натяжных устройствах для тиснения или заклепывания.

44

Исполнительные элементы

попеременно загружаются сжатым воздухом. В обоих направлениях возможен рабочий ход/такт.

По сравнению с цилиндрами простого действия они предлагают несколько преимуществ:
- длина хода достигает 2 м
- на предварительный пуск поршневого штока пружина влияния не оказывает
обратный ход быстр и равномерен

Кроме того, скорости поршня могут быть установлены в обоих направлениях. Ограничение длины хода происходит в большинстве случаев через толчок поршня в цилиндре. Повреждения от жестких толчков, которые возникают при торможении больших масс с высокими скоростями, могут быть снижены, к примеру, путем нерегулируемого демпфирования/амортизации (буфер).

Регулируемая амортизация делает возможной мягкий пуск крайних положений: Незадолго до конца хода демпфирующий поршень на поршневом штоке погружается в отверстие днища цилиндра (или крышки) и предотвращает быструю утечку оставшейся воздушной массы из кольцеобразного пространства между поршнем и днищем. Эта воздушная масса сжимается поршнем и притормаживает его незадолго до конца хода. Для того, чтобы можно было достичь крайнего положения, из воздушной подушки через дроссельное отверстие и дроссельный обратный клапан медленно выпускается воздух. Для пуска в обратное направление у сжатого воздуха есть свободный проход через дроссельный обратный клапан, вследствие чего поверхность поршня сразу же загружается.

45

Исполнительные элементы

наземных сторон двух цилиндров двойного действия. При одинаковых тактах обоих

цилиндров могут быть запущены 3, а при различных тактах 4 твердые позиции.

Тандемные цилиндры
используются, если нужны большие силы при маленьком диаметре монтажа. Они состоят из 2 последовательно расположенных цилиндров, поршневые силы которых оказывают воздействие на общий поршневой шток.

1.4 Цилиндры специального исполнения

46

Исполнительные элементы

находится, к примеру, постоянный магнит, магнитное поле которого приводит в

действие концевой выключатель. Концевым выключателем является, к примеру, геркон- выключатель, который заливается в блок синтетической смолы и закрывается при приближении магнита и передает электрический сигнал переключения.

47

Выключатель цилиндра

Направление движения
поршня

Стальной диск в поршневом
направлении

Рабочий цилиндр из немагнитного
материала

Исполнительные элементы

чего сжатый воздух молниеносно оказывает влияние на всю поверхность поршня.

Достигаются высокие параметры ускорения разгона поршня и при такте 60-70 в минуту ударная энергия составляет до 50 Nm, а сила удара до 0,5 MN. Возможны скорости от 7 до 10 m/s (нормальный режим), и даже 30 m/s на ткацких станках.

В цилиндре без поршневого штока труба цилиндра по всей длине хода снабжена прорезью. Отбор мощности происходит через бугель поршня, который прочно соединен с поршнем и выходит насквозь через прорезанный корпус цилиндра. На уплотнение вдоль щели оказывает воздействие тонкая стальная лента, которая покрывает внутреннюю сторону отверстия по всей ее длине. Между уплотнениями поршня стальная лента загибается и проводится под бугелем. Проникновение грязи предотвращает вторая стальная лента, покрывающая внешнюю сторону щели. Обе стальные ленты прочно удерживаются постоянными магнитами, расположеными вдоль щели. С цилиндром достигается длина хода поршня до 5 м; бугель поршня может принять высокие изгибающие моменты изгиба и поперечные силы.

48

заменяется тяговым тросом или стяжными лентами, которые подводятся на обоих

концах цилиндра через направляющий ролик к бугелю (кабельный цилиндр). Сила снимается на бугеле.

49

вращательные движения, пользуются поворотным цилиндром.

Поворотный пневмодвигатель имеет промежуточный элемент (1)

с опорой для малой шестерни (2). Поршни состоят из крышки поршня (3) и чашечной манжеты (4). Они соединены с прочной зубчатой рейкой (5). Зубчатая рейка сцеплена с закаленной малой шестерней. Малая шестерня с волновыми концами изготовлена из одного куска и установлена с втулками в промежуточном элементе. Волновые концы выступают на обеих сторонах промежуточного элемента и имеют шпоночный паз. Волновой конец, который не используется для силовых передач, можно использовать для вращения рукой.
Если одна из камер цилиндра загружается, то поршень в цилиндровой трубе выполняет возвратно-поступательное движение. Линейное движение зубчатой рейки преобразуется малой шестерней во вращательное движение. Повороты волны находятся в определенном соотношении к длине хода зубчатой рейки (5).
Если вслед за этим будет загружена противоположная цилиндровая камера, то волна поворачивается в другом направлении. Крутящий момент зависит непосредственно от рабочего давления и может быть установлен при помощи давления.
Поворотные пневмодвигатели используются кроме всего прочего в литейном производстве для вращения опок, для вращения обрабатываемых деталей на ленточных контейнерах, для приведения в действие поворотных заслонок и т.д. При помощи поворотного пневмодвигателя выполняются вращения до 360° (стандарт). Возможны также 720° (специальное исполнение). Амортизация крайних положений имеется в продаже (6).

50

1

2

3

4

5

6

давления (первичное давление) в более высокое рабочее давление (вторичное давление).

Первичное давление может вырабатываться либо при помощи сжатого воздуха, либо жидкости, в то время как вторичное давление всегда вырабатывается при помощи жидкости, преимущественно масла.
Мультипликаторы используются там, где необходимо ограниченное количество жидкости с относительно высоким давлением. Это имеет место, к примеру, при натяжении цилиндров, при заклепке или нажатии.
Мультипликатор состоит в основном из 2 цилиндров и представляет собой комбинацию из пневматики и гидравлики.
На крышке пневматического цилиндра двойного действия прифланцован меньший цилиндр в качестве гидробака. Гидробак- это камера высокого давления из стали. Поршень пневматического цилиндра двойного действия и плунжер с меньшим поперечным сечением неподвижно соединены друг с другом поршневым штоком. Прокладка высокого давления уплотняет плунжер пневматического цилиндра двойного действия. Плунжер свободно перемещается в гидробаке.
При подаче сжатого воздуха в первичный поршень мультипликатора, плунжер проникает в наполненную жидкостью камеру высокого давления и жидкость устремляется из свободного конца камеры высокого давления наружу при повышенном давлении.
Возврат в исходное положение осуществляется при помощи возвратного давления в камере высокого давления. Если давление не является достаточным, то может быть загружена отрицательная камера в мультипликаторе. Тем не менее, нужно обращать внимание на то, чтобы движение обратного хода дросселировалось с целью предотвращения возникновения вакуума в камере высокого давления.

51

давления и площади поршня первичного давления:

Та же самая сила переносится

с меньшей поверхности поперечного сечения плунжера:

Возникает более высокое давление в камере высокого давления, стоящее в том же соотношении к рабочему давлению, как поверхность поршня первичного давления к поперечному сечению плунжера. Это соотношение обозначается как мультипликатор (U):

Отданное количество жидкости высокого давления получается из продукта поперечного сечения плунжера и длины хода высокого давления:

52

снижена, если камеры цилиндра не были бы стопроцентно уплотнены между

собой и наружу. Современная резиновая техника или техника пластмассы разработала множество элементов уплотнения, которые хорошо уплотняют цилиндр также после определенного износа.

Сюда же относятся П- образные уплотнения и манжетные уплотнения. Относительно большая площадь нажима и эластичность уплотнительного скоса обеспечивает также при незначительном давлении рабочей среды полное уплотнение, даже если имеются определенные отклонения от номинального размера в в цилиндре амортизатора или трубе цилиндра.

53

называются статическими уплотнениями.
Круглые уплотнения используются для уплотнения воздушных подсоединений

в качестве статических уплотнений и динамично функционируют в качестве поршневых уплотнений во время возвратно-поступательного движения.

Поршневой шток пневматического цилиндра при выпуске подвержен внешним влияниям как грязь и пыль. Поэтому скребок из синтетического материала находится на внешнем конце направляющих поршневых штоков и может быть заменен, чтобы не демонтировать при этом весь цилиндр. Скребок должен препятствовать проникновению в цилиндр грязи при втягивании поршневого штока.

54

управляемых подсоединения и 2 положения включения. Они имеют только 2

возможности регулирования, а именно открывать одну линию или перекрывать ее.

60

Позиция 10

Позиция 12

закрыта. Нажимная пружина определяет исходное положение.
„ Открыто нормально “ означает,

что линия открыта и только путем приведения в действие клапана линия будет закрыта.

2/2 ходовые клапаны являются ничем другим как проходными клапанами или кранами, подобно тем, которые используются для регулирования воды и газа. Они используются преимущественно там, где число необходимых включений незначительно. Например, в качестве главного вентиля в пневматических установках. Они приводятся в действие тогда только один раз в начале и в конце работы или если установка должна быть остановлена, к примеру, для ремонта.

Нормальный режим:

2

1

1

2

10

12

10

12

61

регулируемых подсоединения и 2 положения включения.
Позиция 12
62

линии к вентиляции открывается и подвод блокируется.
В другом положении

включения путь от пневмосети к рабочей линии открывается и одновременно блокируется вентиляционная линия.

По сравнению с открывающимся и закрывающимся действием 2/2-ходового клапана 3/2- ходовой клапан имеет способность в попеременной последовательности регулировать и закрывать пути приточного и отработанного воздуха. 3/2- ходовые клапаны используются в качестве исполнительных элементов цилиндров простого действия, в качестве управляющих и сигнальных элементов.

2

1

3

1

3

2

10

12

10

12

63

клапана подача сжатого воздуха заблокирована и с цилиндра простого действия

выпущен воздух через 2 на 3. Цилиндр простого действия остается внутри.

К позиции 12
После приведения в действие 3/2- ходового клапана в положение включения 12 путь для сжатого воздуха к цилиндру простого действия становится свободным и вентиляция заблокирована. Цилиндр простого действия выдвигается.

64

клапаны имеют 4 управляемых подключения и 2 положения включения. 4

подключения состоят из подключения сжатого воздуха 1, вентиляции 3 и двух независимых друг от друга рабочих линий 4 и 2.

В положении включения пути сжатого воздуха пересекаются. От подключения к сети сжатый воздух устремляется в рабочую линию 2, при одновременном выпуске воздуха из рабочей линии 4.

Во втором положении включения сжатый воздух, идущий от подключения к сети, направляется в рабочую линию 4 и одновременно отработанный воздух, возвращающийся с рабочей линии 2 может быть удален через выпуск 3.

Метод работы 4/2- ходового клапана состоит в том, что в ходе продолжительного чередования в одну рабочую линию воздух поступает и одновременно из другой рабочей линии он удаляется.
Пример: 4/2- ходовые клапаны используются как исполнительные элементы для управления цилиндрами двойного действия.

4

1

3

2

4

1

3

2

12

14

12

14

Позиция 12

Позиция 14

65

сжатого воздуха проходит от подключения к сжатому воздуху 1 через

рабочую линию 2 и заполняет сторону поршневого штока цилиндра двойного действия. Одновременно 4/2- ходовой клапан удаляет воздух через рабочую линию 4 из стороны поршня цилиндра двойного действия. Цилиндр двойного действия остается внутри.

К позиции 14
Путем приведения в действие 4/2- ходового клапана в положение включения 14 рабочие линии 4 и 2 получают другую функцию. Через рабочую линию 4 заполняется поршневая сторона цилиндра двойного действия, а через 2 линию выпускается воздух из стороны поршневого штока. Цилиндр двойного действия выдвигается.

66

подключения и 2 положения включения. Подключение к сжатому воздуху 1,

две независимые друг от друга рабочие линии 4 и 2, а также два независимых друг от друга вентиляционных выпуска 5 и 3.

Позиция 14

Позиция 12

67

сжатому воздуху 1 в рабочую линию 2. Одновременно отработанный воздух

рабочей линии 4 устремляется к вентиляционному выпуску 5 и улетучивается.

В положении включения 14 воздушный поток направляется от подключения к сжатому воздуху 1 в рабочую линию 4 и одновременно отработанный воздух рабочей линии 2 выпускается через вентиляционный выпуск 3.

5/2- ходовой клапан в своей функции соответствует 4/2 ходовому клапану. Единственное различие состоит в том, что 5/2- ходовые клапаны имеют два независимых друг от друга подлкючений к вентиляционному выпуску, хотя две рабочие линии 4/2 ходовых клапанов только один общий вентиляционный выпуск.
5/2- ходовые клапаны используются преимущественно для регулирования цилиндров двойного действия, причем из-за различного дросселирования вентиляционный выпусков 5 и 3 возникают также различия в предварительной и скорости и скорости обратного хода рабочих цилиндров. (Эксплуатация дроссельных клапанов происходит далее).

68

клапаны являются трехпозиционными клапанами, в принципе это ничто иное как

двухпозиционные клапаны с дополнительным нейтральным положением. При помощи клапана могут быть выполнены следующие функции:
вперед – держать– назад или назад– держать– вперед. „Держать“ при этом должно быть также возможным в середине хода вперед и обратного хода.

4. Многоходовые клапаны и многопозиционные клапаны
Клапаны с более 5 регулируемыми подключениями называются также многоходовыми клапанами. Клапаны с более чем тремя положениями включения являются многопозиционными клапанами, которые точно определяются.
И то и другое являются специальными конструкциями и должны рассматриваться как обычные клапаны, собранные в клапанном блоке.

72

клапана для отработанного воздуха с высокой скоростью и создает при

этом надоедливые шумы. Глушители завинчиваются в отверстие клапана для отработанного воздуха.
Эффективное снижение уровня шума при удалении сжатого воздуха не только желательно, но и предписано законодателем.

Глушитель состоит из ввертывающейся детали, пористого корпуса и имеет внутри амортизационный материал (например, агломерированная пластмасса). Амортизационный материал предлагает выходящему воздуху большую плоскость выхода и уменьшает таким образом скорость воздушную выхода (лабиринт).

73

давления Клапан аварийного растормаживания
76

77 78 80 82
1
2
2.1 2.2 2.3 2.4
75

пути потока сжатого воздуха которой блокируются в одном направлении и

открываются в противоположном направлении. При этом запорные клапаны сконструированы таким образом, что сжатый воздух дополнительно нагружает блокирующую часть и способствует таким образом закрытию.




К группе запорных клапанов относятся :

- Обратный клапан
- Переключающий клапан
- Дроссельный обратный клапан
- Клапан аварийного растормаживания
-Клапан двойного давления

76

свободно пропускает сжатый воздух только в одном направлении и самостоятельно

блокирует воздушный поток в противоположном направлении.
Уплотнительным материалом, может являться, к примеру, шар или конус, который пружина по возможности всегда пытается сжать против опорной поверхности. Упругость, которая должна держать уплотнительный материал в положении закрытия очень незначительна и сжатый воздух сам себе обеспечивает свободный проход с одной стороны и блокировку с другой стороны:

Если исходное давление больше или равняется входному давлению, то воздушный поток сжимает уплотнительный материал против опорной поверхности еще сильнее и проход этого направления заблокирован.
2. Если входное давление больше чем исходное давление и упругость вместевзятые, то воздушный поток поднимает уплотнительный материал с его места и сжатый воздух может выйти наружу.

Маркировка стрелки на обратном клапане показывает направление свободного воздушного прохода. Обратный клапан используется в особенности там, где по соображениям техники безопасности давление в пневматической системе должно держаться.
Если, к примеру, случится разрыв трубы, то давление перед обратным клапаном спадет. В этом случае клапан блокирует обратное течение сжатого воздуха.

Направление блокирования

Направление прохода

77

с двумя входами и одним выходом. Оба входа нужны для

регулирования и посылки импульсов с двух различных выборочных мест.
Если вентилируется впуск (1), то свободно движущееся уплотнительное тело (шар) автоматически уплотняет второе впускное отверстие. Сила давления может покинуть клапан через выпускное отверстие (2), поступив через первое впускное отверстие. Чередуя можно вентилировать кроме того второе впускное отверстие. Тогда самостоятельно закроется первое впускное отверстие и сжатый воздух может покинуть клапан через выпускное отверстие. Если одна впускная сторона уже находится под давлением, а вторая впускная сторона дополнительно загружается, то уплотнительное тело остается на своем месте. В этом случае оно закрывает второе впускное отверстие.
Переключающие клапаны применяются там, где ведущее звено (цилиндр) или управляющее звено (клапан) должны приводится в действие с двух или нескольких, также локально разделенных мест. Количество переключающих клапанов в такой схеме всегда на один клапан меньше количества необходимых импульсных клапанов.

1

1 или 3

1

1

1

1

78

2

2

2

входа 1, а также 1 или 3 и один выход

2. Исходный сигнал имеется только тогда, если оба входа загружены сжатым воздухом. При временной разнице входящего сжатого воздуха с равным давлением сигнал, поступающий под конец, достигает выхода. При разнице давления обоих клапанных входов более низкое давление достигает выхода. Таким образом всегда заблокирован один вход при функции клапана двойного давления.
Клапаны двойного давления используются преимущественно в качестве управляющей детали для блокировок. (Регулирование соединений).

Пример: Регулирование/управление цилиндра двойного действия через два клапана двойного давления одновременно с трех мест.

1

1 или 3

1

1

1

1

80

2

2

2

время выхода воздуха из рабочих цилиндров и повышает, таким образом,

скорость поршня.
При подаче воздуха клапан аварийного растормаживания не выполняет какие-либо функции. Поступающее от (1) давление воздуха сжимает манжету против уплотнительной поверхности продувочного отверстия (3). Сжатый воздух устремляется мимо мягких уплотнительных кромок манжеты к подключению с цилиндром. Манжета уплотняет подключение (3) до тех пор, пока рабочий цилиндр не будет реверсирован. После реверсирования с подающей линии (1) выпускается воздух, а идущий в направлении глушителя из (2) воздух сжимает уплотнительные кромки манжеты. Отверстие (1) таким образом уплотняется и идущий теперь с (2) воздух непосредственно устремляется в (3) в свободную атмосферу.
Клапаны аварийного растормаживания монтируются непосредственно на патрубках рабочих цилиндров. Тем самым, отработанному воздуху нет необходимости проделывать длинный путь через рабочие линии к непосредственному исполнительному элементу.
В качестве недостатка быстрого выпуска воздуха можно назвать разрушающее воздействие от ударов поршня и быстрое возникновение шумов. Поэтому при наличии больших скоростей поршня следует всегда выбирать рабочий цилиндр с амортизацией крайних положений, а для выпуска воздуха из клапана рекомендуется использовать глушитель.

1

3

1

3

1

3

82

2

2

2

давление пневматической установки. Они отвечают за ограничение давления, в ходе

которого они уменьшают его или при достижении определенного значения подключают остальные приборы.





К группе напорных клапанов относятся:

Редукционный клапан
Клапан, подключающий давление
3 Ходовой – регулирующий или редукционный клапан

86

предохранительного клапана в установках генерирования давления и практически отсутствует в

пневматических установках.
Линия приточного воздуха клапана соединена с системой сжатого воздуха и второе отверстие выходит в свободную атмосферу. Уплотнительное тело, которое противодействует давлению воздуха путем регулируемой пружины, закрывает или открывает путь сжатому воздуху наружу. Если давление воздуха меньше чем настроенное максимальное давление пружины, то редукционный клапан остается закрытым. При превышении допустимого максимального давления системы выход в атмосферу открыт до тех пор, пока не будет восстановлено настроенное заданное значение.
В пневматической установке редукционный клапан самостоятельно ограничивает желаемое давление и, таким образом, гарантирует безопасность для установки и персонала.
Давление пружины в редукционном клапане и в подключающем клапане соответствует максимально допустимому и соответственно желаемому давлению среды. Упругость в большинстве случаев регулируема и, таким образом, также максимальное давление - заданное значение.

Область применения: Котел (накопитель/аккумулятор)

1 (p)

3 (R)

87

функции очень схож с редукционным клапаном. Различие только в применении.
Линия

приточного воздуха клапана также соединена с системой сжатого воздуха и только выход ведет не в атмосферу, а связан с другими приборами. Вход клапана, подключающего давление, остается до тех пор заблокированным, пока не будет достигнуто выбранное давление. Только тогда клапан открывается и впускает сжатый воздух. Приборы в пределах пневматического регулирования/управления, соединенные с выходом подключающего клапана давления, работают только тогда, если гарантировано определенное минимальное давление в системе сжатого воздуха, так как включение при незначительном давлении невозможно.
Подключающий клапан давления связывает друг с другом два пневматических цикла. Потребители переключаются со второго цикла на первый только при достижении настроенной границы давления.
Область применения: Схема следящего устройства (зависит от давления).

1 (p)

2 (A)

2

88

клапан называется также регулятором давления и относится к каждой единице

пневмоблока.
Напорный клапан выполняет путем открытия, закрытия и выпуска 3 - функции. Он работает в обоих направлениях потока. Входное давление должно быть всегда больше, чем исходное давление. Входное давление на клапане (сетевое давление) называют первичным давлением, а исходное давление (рабочее давление) называют вторичным давлением.

2

1

3

3

89

пружины в одностороннем порядке. Она держит открытым седло клапана при

помощи штока. Сжатый воздух из сети может войти через вход (1) и снова покинуть клапан через выход (2).
Если выход (2) связан с закрытым пространством, к примеру, с рабочим цилиндром, то давление в этом пространстве поднимается. Повышающееся давление воздействует на мембрану и двигает ее против направления упругости. При этом поперечное сечение прохода на седле клапана непрерывно изменяется. Если давление воздуха достигает установленного значения, то тарельчатый клапан закрывается и воздушный поток прерывается.
Из-за забора воздуха в рабочей линии исходное давление снова падает и клапан открывается. Регулированием установленного исходного давления является, таким образом, постоянное открывание и закрывание седла клапана.
Независимо от расхода воздуха или от того, имеются ли в сети сжатого воздуха колебания давления, регулирующий клапан сохраняет желаемое рабочее давление на постоянном значении, которое устанавливается ранее.
Если исходное давление несмотря на закрытый вход поднимается дальше, то мембрана натягивается еще больше и выпуск (вытяжные каналы 3) избыточного давления было бы желаемым следствием.

Область применения: Пневмоблок и на каждом желаемом участке пневматической установки.

90

которые регулируют поток объема сжатого воздуха за единицу времени.


Сужение в

клапане создает сопротивление для проходящего воздушного потока. Воздуху придается более высокая скорость и одновременно сокращается количество проходящего воздуха. Поточные клапаны могут иметь постоянные или настраиваемые сужения.




К группе поточных клапанов относятся :

- Дроссельные клапаны
- Дроссельные обратные клапаны
- Клапаны с заслонкой.

94

влияет на воздушный поток относительно его количества и используются в

пневматике для установки скорости.
Поперечное сечение прибывающего воздушного потока суживается в дроссельном клапане регулируемым винтом. Вследствие этого дроссельный клапан может пропускать только маленькое количество воздуха с высокой скоростью потока. При этом говорят о дросселировании проходящего объема воздуха.
В практике используются преимущественно дроссели с регулируемым сужением поперечного сечения, где регулировка происходит вручную. Воздействие дросселя в обоих направлениях потока является одинаковой.

1 (A)

2 (B)

95

продолжительную длину, заслонка имеет остроугольное сужение поперечного сечения.
Заслонка - это

диск с коническим отверстием, маленькое поперечное сечение которого является определяющим для величины проходящего количества воздуха. Целесообразно установить величину отверстия экспериментальным путем, когда начинают с маленького отверстия и при необходимости делают отверстие постепенно больше.
Пневматические устройства часто оснащаются заслонками, чтобы предотвратить неожиданную продувку. Они представляют для пневматических установок высокую механическую нагрузку.

1

2

96

дроссельный обратный клапан оказывает дроссельное воздействие только в одном направлении

протока. В противоположном направлении сжатый воздух может свободно проходить насквозь. Дроссельный обратный клапан состоит из дросселя и обратного клапана.
Этот состав из двух различных групп клапана ведет к тому, что дроссельный обратный клапан можно сочетать с запорными и проточными клапанами.
Дроссельное воздействие вызывается уменьшением поперечного сечения трубопровода. Это влечет за собой то, что за единицу времени через сужение проходит незначительное количество сжатого воздуха. Поперечное сечение дроссельного места регулируется, чтобы можно было установить количество проходящего воздуха.
Обратная функция обеспечивает то, что воздушный поток может свободно протекать только в одном направлении, а в противоположном направлении самостоятельно блокируется.
Дроссельные обратные клапаны используются для установки скорости рабочих цилиндров или в блоках временных функций для замедления времени переключения.

97

ходовой клапан одна сторона попеременно заполняется сжатым воздухом и одновременно

с другой стороны воздух удаляется.
Скорость поршня рабочих цилиндров устанавливается дроссельными обратными клапанами, которые смонтированы между рабочим цилиндром и ходовым клапаном.
Различают приточное и отводящее дросселирование.

Приточное дросселирование
При приточном дросселировании дроссельные обратные клапаны встроены в том направлении, чтобы сжатый воздух дросселировался к цилиндру, а отработанный воздух мог выходить из цилиндра в полных поперечных сечениях труб.
Так как трение сцепления больше, чем трение скольжения, в течение рабочего хода/такта в загруженном пространстве рабочего цилиндра неоднократно происходит рост давления с последующим его резким падением. Небольшие колебания нагрузки в поршневом штоке приводят к скачкообразным движениям с разными скоростями подачи. (эффект Slip Stick).
Из-за этого недостатка приточное дресселирование для установки скорости рекомендуется только в исключительных случаях.
Скорость поршня цилиндров простого действия может определяться только приточным дросселированием.

Отводящее дросселирование
При помощи отводящего дросселирования можно лучше настраивать скорость поршня рабочих цилиндров.
Дроссельный обратный клапан между рабочим цилиндром и ходовым клапаном установлен в том направлении, чтобы сжатый воздух мог устремляться к цилиндру через полные поперечные сечения трубы, а отработанный воздух цилиндра дросселировался. Тем самым поршень цилиндра во время хода/такта постоянно проходит между двумя воздушными подушками. От величины регулируемого дроссельного отверстия зависит, как медленно или быстро может выходить отработанный воздух и, вместе с тем, как медленно или быстро двигается поршень цилиндра.
При установке скорости цилиндров двойного действия следует всегда выбирать отводящее дросселирование, так как возвратно-поступательные движения более равномерные.

99

Пластинчатый двигатель Воздушная турбина (свободная струя)
102 103 104 105 106 108
1.1 1.2
2 2.1 2.2 2.3 2.4

Символы
101

в сжатом воздухе потенциальную энергию в механическую.
Это можно достичь при

помощи прямолинейно работающих двигателей (цилиндр = линейный мотор) или работающих вращательно. Последние различаются на пневмодвигатели с ограниченным диапазоном колебаний и пневмодвигатели с неограниченным вращающимся движением.
Хотя понятие «двигатель» обозначается с машиной, которая преобразует энергию в механическую работу, в пневматике также говорят о двигателе, если производится вращающееся/ротационное движение.

Пневмодвигатели

Следующие характеристики различаются в практике в зависимости от типа пневмодвигателя.
При 6 бар рабочего давления можно достичь. . .

Вращающий момент пневмодвигателей зависит от давления. Число оборотов регулируется изменением воздухообмена за единицу времени.
Пневмодвигатели работают во всех отраслях промышленности, в частности, по соображениям безопасности они используются в огнеопасной среде.

102

для обеспечения энергией приводов, работающих на пневмодвигателях, необходимы более высокие

затраты, чем для приобретения энергии для электродвигателя, так как он может быть подключен к местной электросети.
- Пневмодвигатель не может стабильно держать число оборотов как электродвигатель.
- Отработанный воздух пневмодвигателя выходит с назойливым шумом, хотя шуму противодействуют при помощи глушителей.

Пневмодвигатели имеют следующие преимущества и недостатки по сравнению с электродвигателями:

Преимущества
- Их можно перегружать до остановки/состояния покоя без нанесения вреда.
- Их число оборотов регулируется бесступенчато/плавно .
- Пневмодвигатели могут работать в условиях пыли и влажности.
- Они невосприимчивы, также в работе при экстремальных температурах (-40°C до + 400°C) и затраты на их техобслуживание очень незначительны.

2. Типы
Классификация пневмодвигателей осуществляется по конструктивным элементам, которые создают вращающий момент двигателя:

103

более поршней (1) (нечетное число) параллельно к медиане выходного вала

(2). Они могут передвигаться в барабанное тело в аксиальном направлении, которое прочно связано с корпусом. Выходной вал имеет управляющие шпунты, которые расположены таким образом, что аксиальные поршни загружаются сжатым воздухом не одновременно, а последовательно. Посредством наклонного диска (3), которое качается, но не выполняет вращающих движений, аксиальные силы поршня разбиваются на нормальные и тангенциальные силы. Тангенциальные силы производят вращающий момент и позволяют выходному валу выполнять ротационные/вращающиеся движения.
С дальнейшим поворотом вала через управляющие шпунты также одновременно загружаются другие поршни, так что образуется неограниченно вращающееся движение выходного вала. Если входная и выходная стороны сжатого воздуха заменяются, то изменяется направление вращения пневмодвигателей.
Аксиальные поршневые двигатели имеют большой пусковой момент также при низких числах оборотов.

104

к неподвижной части радиально-поршневого двигателя. Вентиляционные каналы также прочно заделаны

в корпусе и устанавливают связь воздухораспределительного клапана с цилиндром. Через воздухораспределительный клапан, который образует одну единицу с вращающимся коленчатым валом, сжатый воздух устремляется через вентиляционные каналы к цилиндрам. Скользящие в цилиндрах поршни с подвижными шатунами загружаются и переносят касательные усилия к расположенному в центре коленчатому валу. Два других поршня по очереди находятся под полной нагрузкой. Силы поршня производят вращающий момент над кулачком, находящимся в эксцентрическом положении, и переводят коленчатый вал в неограниченно вращающееся движение. Вместе одновременно вращается воздухораспределительный клапан и настраивает следующие цилиндры. Если сжатый воздух отдал часть своей энергии, то она выходит через вентиляционные каналы наружу. Если входная и выходная стороны сжатого воздуха заменяются, то изменяется направление вращения пневмодвигателей.
Радиально-поршневые двигатели имеют не изменяющийся вращающий момент во всех диапазонах числа оборотов, так как силы отдельных поршней пересекаются при каждом обороте и производят, таким образом, желаемый спокойный ход.

105

в эксцентрическом положении (2), наружный диаметр которого существенно меньше внутреннего

диаметра корпуса. Таким образом, между ротором и корпусом возникает серповидная щель. Ротор сидит на выходном вале, который установлен в корпусе со стороны торца. Радиально введенные шлицы по периметру ротора служат для приема ламелей (4). Ламели/ пластины легко смещаются в шлицах и сжимаются пружинами или сжатым воздухом и центробежной силой узкой стороной против внутренней стенки корпуса. Серповидная щель делится тем самым на несколько маленьких камер нагнетания/сжатия. В каждом случае две ламели/пластины ограничивают камеру нагнетания, причем из-за серповидной щели одна ламель дает давлению бόльшую рабочую поверхность. Вход для сжатого воздуха (3). Выход сжатого воздуха (5).
Пластинчатые двигатели имеют от 3 до 10 ламелей и предлагаются с мощностью от 0,1 до 15 кВт. Типы - от стационарных приводных двигателей до небольших ручных пневматических инструментов с числом оборотов до 20.000 в минуту.

Схема

Течение воздуха

106

1/8" NPT
Количество пластин

5
Рабочее давление 7 бар
Направление вращения справа- / левовращающий /реверсивный
Диапазон числа оборотов 500 -- 6000 U/min
Вращающий момент (bei 5.6 bar) 0.5 -- 0.2 Nm
Мощность (при 5.6 бар) 0.22 kW
Расход воздуха (bei 5.6 bar) 8.5 -- 22 m³/h
Температура окружающей среды, нормальный режим  +1° до 80°C
Вес 0,9 кг

107

турбо- пневматическими двигателями, используют кинетическую энергию сжатого воздуха.
На вышеуказанной блок-схеме

изображена свободноструйная турбина. На вале, поддерживаемым/закрепленным с двух сторон, сидит ротор с несколькими расположенными по периметру лопастями. Выходящий из одного сопла сжатый воздух нагружает лопасти и переводит вал турбины во вращающееся движение.
Удлинение вала турбины служит приводным валом.
Движение создает не объем воздуха, а перепад давления, возникающий из-за использования скорости потока.
С воздушными турбинами можно производить очень высокие числа оборотов (до 500.000 в минуту) при незначительных вращающих моментах.
Типы/конструкции воздушных турбин отличаются тем, как лопасти нагружаются сжатым воздухом.

Лопасть

108

Стационарное сопло

DIN/ISO 1219-1

действия
Цилиндр двойного действия с
однонаправленным поршневым штоком
Цилиндр двойного действия
с

регулируемой двусторонней
амортизацией крайних положений

Цилиндр двойного действия
с регулируемой двусторонней
амортизацией и бесконтактной
подачей сигнала

Цилиндр двойного действия
со сквозным поршневым штоком
и регулируемой двусторонней
амортизацией крайних
положений

Бесконтактная подача
сигнала посредством
кольцевого магнита
в поршне

Торможение подвижных
масс незадолго до
конца хода

Рабочее тело двигает
поршень в обоих
направлениях

Пояснение

Изображение

Рабочее тело двигает
поршень только в одном
направлении
Возврат через:
а) внешнюю силу
б) возвратную пружину

пневматической
рессоры
Возврат в исходное положение
посредством пружины
Выпуск без патрубка
(не

учтенный отработанный
воздух)

Выпуск с патрубком
(учтенный отработанный воздух)

клапан
с блокировочным
исходным положением
с поточным исходным
положением
3/2
3/2

ходовой клапан

С исходным

с исходным положением
1-2 открыт
3 заблокирован

с исходным положением
1 заблокирован
2-3 открыт

4/2 ходовой
клапан

с одним вентиляционным
подключением для
4 и 2

клапан
с разделенными вентиляционными
подключениями
5 и 3
с 4 на 5
с 2

на 3

5/3 ходовой клапан

В исходном положении все
подключения
заблокированы

в исходном положении
4 через 5 или 2
через 3 удален воздух
1 заблокирован

в исходном положении
4-2-1 открыт
5 и 3 заблокирован

Мышечная сила
Общее
Кнопка, клавиша
Рычаг
Педаль
Двуручное безопасное
управление
Механическое
управление
Толкатель
Валик
Валик с холостым
обратным

ходом

Пружина

Паз

управление
Посредством подачи
давления
Посредством снижения
давления
Посредством подачи
давления с поршнями
Посредством пневматической
рессоры
Посредством подачи давления
на клапан

управления

Посредством снижения
давления на клапане управления

Электрическое
прямое
управление

Посредством электромагнита

Непрямое электрическое
управление

Посредством электромагнита и
подачи давления на главный
распределительный клапан

Посредством электромагнита и
снижения давления на главном
распределительном клапане

клапан
Поток только в одном
направлении
Переключающий клапан
(ИЛИ)
Запорный клапан с двумя
входами и

1 выходом
(на входы попеременно подается
давление)

Клапан аварийного
растормаживания

Запорный клапан, у
безвоздушной входной линии которого ведущая
к потребителю линия А выпускает наружу воздух
непосредственно через R

Клапан двойного
давления

На выходе А есть сигнал,
в то время, как на оба входа
подается давление

выключатель)
Прибор, имеющий электрические
контакты, которые замыкаются
или размыкаются посредством
давления
Регулирующий клапан
(редукционный клапан)
Клапан,

у которого вторичное
давление сохраняется постоянным
независимо от входного давления

Дроссельный клапан

Дроссельный клапан

с нерегулируемым сужением

с регулируемым сужением

Дроссельный обратный
клапан, регулируемый

Клапан с протоком в одном и
дросселированием в другом
направлении

Подключение к источнику
энергии
Рабочая линия
Рабочая энергия
Управляющая линия
Управляющая энергия
Электрическая

линия

Гибкая линия

Соединение линий

Пересечение линий

Вентиляционное место

Подключение к давлению

Подключение к давлению

Быстродействующее
соединение

f = женская часть соединения

m = мужская часть соединения

с соединительной линией

с заглушкой

Фильтр
Масленка
Пневмоблок
Фильтр, масленка, регулирующий
клапан
Манометр
Глушитель
Комбинация приборов
Тормозной

клапан,
управляемый пневматически

Вакуумный насос
Пневмодвигатель с направлением потока
Пневмодвигатель с двумя направлениями

потока

Поворотный пневмодвигатель или привод механизма поворота

Пневмодвигатель с ограниченным диапазоном поворота