Пневматический цилиндр – одна из составляющих пневмопривода, предназначенная для перемещения рабочего органа разных станков и механизмов.
Конструкция пневмоцилиндра
Конструкция пневмоцилиндра, в отличие от поворотных исполнительных устройств, значительно проще и состоит из полой гильзы, внутри которой под давлением сжатого воздуха передвигается шток, создающий втягивающее и толкающее воздействие на механизм.
Демпферы используются для понижения ударной нагрузки в конце хода штока. Если энергия удара небольшая, то данная роль отводится резиновым кольцам. В цилиндрах большого размера используется система удаления части воздуха с его дальнейшим выводом через дроссель.
Разновидности цилиндров по принципу работы
Пневматический цилиндр в зависимости от принципа работы может быть нескольких видов:
Конструкция одностороннего цилиндра подразумевает наличие только одного впускного отверстия, соответственно, рабочий ход механизм совершает только в одном направлении, в отличие от двустороннего цилиндра. Впускные отверстия в двустороннем цилиндре располагаются с обеих сторон, благодаря чему рабочий ход совершается в двух направлениях.
Разновидности цилиндров по числу положений поршня
Пневматический цилиндр делится на несколько видов в зависимости от конечного положения поршня:
Конструкционные особенности цилиндров
Пневматические цилиндры в зависимости от назначения могут различаться по конструкции и исполнению отдельных ее элементов.
К примеру, исполнительные устройства с двусторонним штоком используются в механизмах, требующих высокой устойчивости к боковым нагрузкам. Обеспечивается это креплением штока к двум опорам, располагающимся на большом расстоянии друг от друга.
Пневматический цилиндр с защищенным от проворачивания штоком используется в тех случаях, когда к нему крепится инструмент. Специальные плоские фаски, цепляясь за направляющий элемент, ограничивают максимально допустимый крутящий момент.
Плоские конструкции, оснащенные сплющенными гильзами, применяются с целью экономии монтажного пространства и защиты корпуса цилиндра от проворачивания.
Тандем-цилиндр используется для увеличения усилия при сохранении диаметра гильзы. Конструкция таких цилиндров состоит из двух совмещенных в продольной плоскости цилиндров, имеющих общий шток. В полость деталей одновременно подается давление, что позволяет увеличить усилие на штоке в два раза.
Текущая позиция цилиндра определяется при помощи специальных магнитных колец. Электромагнитные датчики фиксируют их положение и, соответственно, факт нахождения штока в определенном месте.
Принцип работы пневмоцилиндра
Работа пневматического цилиндра основывается на воздействии сжатого воздуха на поршень пневмоцилиндра. Воздействие может быть как односторонним, так и двусторонним. В зависимости от этого пневматические цилиндры бывают двух видов – одностороннего и двустороннего действия.
При одностороннем воздействии воздействие потока воздуха осуществляется только в одной из рабочих полостей механизма, соответственно, двигается поршень под воздействием сжатого воздуха только в одном направлении. В обратном направлении поршень двигается посредством пружины, которая устанавливается внутри второй рабочей поверхности на шток цилиндра.
Односторонние пневматические цилиндры подразделяются на несколько категорий: с нормально выдвинутым и нормально втянутым штоком.
Перемещение штока в пневмоцилиндрах двустороннего действия осуществляется в двух направлениях посредством воздействия сжатого воздуха, который подается в одну из рабочих областей. Воздух распределяется между полостями при помощи пневмораспределителя.
Особенности строения пневмоцилиндров
Пневматический тормозной цилиндр состоит из гильзы, поршня штока, самого штока и флянцев. Для каждого из перечисленных элементов характерны свои конструктивные особенности, от которых зависит то, как будет функционировать цилиндр пневматический. Деталирование таких деталей осуществляется после уточнения всех особенностей конструкции.
Пневмоцилиндры изготавливаются из гладких труб или профилированных труб, в состав которых входят алюминиевые сплавы. Основным отличием между двумя такими деталями является наличие специальных пазов в профилированной трубе, которые предназначаются для монтажа герконовых датчиков.
Поршни пневматических цилиндров оснащаются магнитными кольцами, которые взаимодействуют с герконовыми датчиками.
Основной конструктивной особенностью флянцев пневмоцилиндров является регулируемый демпфер.
Поверхность флянца защищается от возможных ударов поршня при помощи тормозного механизма, расположенного в конце рабочего хода. Этот механизм и является, собственно, демпфером. Скорость торможения регулируется дросселем, встроенным во флянцы цилиндра.
Пневматические цилиндры, приводы в большинстве случаев выбираются при помощи расчетного метода. Кроме того, для этой цели нередко используют специальные компьютерные программы.
Расчетный метод базируется на усилии, которое развивается в штоке детали. Оно зависит напрямую от диаметра поршня, сил трения и рабочего давления. При определении теоретического усилия рассматривается только осевое усилие на неподвижном штоке без учета сил трения. Усилие на штоке различается для цилиндров двустороннего действия при выдвижении и втягивании штока и для одностороннего действия с пружинным возвратом.
Пневматические усилители тормозов
Пневматические усилители используются с целью преобразования энергии сжатого воздуха в необходимое давление жидкости в гидравлическом приводе тормозов.
Для повышения надежности тормозной системы на многих автомобилях усилитель пневматический главным тормозным цилиндром устанавливается в двух экземплярах. Передний приводит в действие тормоза переднего моста, задний, соответственно, заднего моста.
Пневмоусилители снимаются с автомобиля и разбираются только для проведения технического обслуживания либо устранения неисправностей.
