Плавающие пневмоцилиндры применяются как механизированные приводы в специальных станочных приспособлениях.

На рис. V.9, а показано стационарное приспособление с плавающим пневмоцилиндром. В серьге, установленной на верхнем конце штока 6, и в серьге нижней крышки 9 цилиндра 8 закреплены на осях шарнирно-рычажные механизмы. Во время поступления сжатого воздуха в бесштоковую полость А цилиндра 8 поршень 7 со штоком 6 перемещается вверх, а цилиндр §~вниз. Рычаги 4, установленные на осях 5 и 5, поворачивают около осей 2 прихваты /, которые зажимают обрабатываемую деталь 10. При впуске сжа-

Рис. V.9. П.чавающий пневмоаплиндр с двухрычажным усилителем

одностороннего действия

того воздуха в верхнюю штоковую полость Б цилиндра 8 поршень 7 со штоком 6 опускается, а цилиндр 8 поднимается. Рычаги 4 поворачивают на осях 3 прихваты / в положение, показанное пунктиром, - деталь разжимается. Пневмопривод имеет вверху и внизу двухрычажные шарнирные механизмы-усилнте.ти од11остороннего действия.

Сила Q на штоке плавающего пневмоцилиндра и сила W зажима детали (рис. V.9, б)

Q = (/2 j)ig(a + ?)(l;ri);

где i = W{12111){\1ц); p = arcsinfo-дополнительный угол к углу а, учитывающий потери от трения па осях; /о - коэффициент трения.

Пневмоцилиндры с рычагом-усилителем. Такие пневмоцилиндры развивают на штоке осевую силу, в несколько раз большую, чем пневмоцилиндры с таким же внутренним диаметром, но без рычага-усилителя. Пневмоцилиндры с рычагом-усилителем применяют в стационарных приспособлениях, где требуется большая сила зажима обрабатываемой детали при небольшом диаметре цилиндра.

На рис. V.10 показан нормализованный пневмоцилиндр с рычагом-усилителем, приводящим в действие зажимные устройства приспособлений при зажиме и разжиме обрабатываемых деталей.

Рис. V.10. Пневмопривод с рычагом-усилителем

В пневмоцилиндре / установлен поршень 2 со штоком 3. На нижнем конце штока 3 имеется паз, в который входит длинное плечо рычага-усилителя 6, установленного на оси 7. Короткое плечо рычага 6 входит в паз ползуна 8. В верхний конец ползуна ввинчена серьга 9, которая соединяется с зажимным устройством приспособления. При соответствующем повороте рукоятки 5 распределительного крана 4 сжатый воздух через штуцера последовательно поступает в бесштоковую или штоковую полость пневмоцилиндра / и перемещает поршень 2 со штоком 3 вниз или вверх. Поршень 2 через шток 3, рычаг-усилитель 6, плунжер 8 и серьгу 9 перемещает зажимные устройства, которые производят зажим и разжим детали в приспособлении.

Осевая сила [И] на штоке поршня цилиндра для универсальных и специальных пневмоцилиндров (см.рис. V.iO)

д = (л 4) D-pm,

где D -диаметр пневмоцилиндра, см; р = 0,4 - давление сжатого

воздуха, МПа (обычно р = 4 кгс/см); г =/i - передаточное отношение плеч рычага-усилителя; h и 4 - длины большего и меньшего плеч рычага-усилителя, см; ri = 0,85-0,9 - КПД, учитывающий потери на трение в цилиндре.

Уплотнения п н е в м о ц и л и н д р о в. Основным условием нормальной работы пневмоцилиндра является его полная герметичность. Пневмоцилиндр герметичен, если сжатый воздух, поступающий в его полости, не утекает в атмосферу и не просачивается из одной полости в другую. Для герметизации пневмоцйлйндров применяют уплотнения кольцевых зазоров в сопряжениях поршней с цилиндрами, штоков с отверстиями.

В пневмоцилиндрах применяются два типа уплотнений:

1) манжеты V-образного сечения из маслостойкой резины по ГОСТ 6969-54 для уплотнения поршней и штоков пневмоцйлйндров;

2) кольца круглого сечения из маслостойкой резины по ГОСТ 9833-73 для уплотнения поршней и штоков пневмоцйлйндров.

К пневматическим цилиндрам предъявляют определенные технические требования. Они должны быть: герметичны и не допускать утечки сжатого воздуха при давлении 0,6 МПа (6 кгс/см); проверены на прочность при давлении сжатого воздуха 0,9 МПа (9 кгс/см); проверены на работоспособность; перемещение поршня со штоком из одного крайнего положения в другое в диапазоне рабочих давлений 0,2-0,6 МПа (2-6 кгс/см) должно происходить плавно, без рывков, а также обеспечивать: осевую силу, развиваемую поршнем со штоком цилиндра при его перемещении с давлением сжатого воздуха 0,6 МПа (6 кгс/см), не менее 85% от расчетной силы Q.

При применении V-образных манжет сопряжение поршня с цилиндром производится с посадкой А4/Х4, шероховатость рабочей

поверхности цилиндра 0,5, i,s,

В случае использования колец круглого сечения применяют

посадку А/Х с шероховатостью поверхности цилиндра / .

На основные размеры стандартных пневмоцйлйндров двустороннего действия имеется ГОСТ 15608-70.

Цилиндры всех типов и диаметров имеют унифицированные детали (гильзы, штоки) и отличаются только крышками.

Поршни изготовляют сборными и цельными нз чугуна или алюминиевого сплава.

Штоки стальные на одном конце имеют шейку, на которую устанавливают поршень и закрепляют гайкой, а на втором конце - наружную или внутреннюю резьбу для соединения штока через тягу и промежуточные звенья с зажимным устройством приспособления.

Диафрагмеиные пневмоприводы (пневмокамеры). Пневмокамеры с упругими диафрагмами бывают одно- и двустороннего действия.

В зависимости от способа компоновки с приспособлениями пневмокамеры подразделяют на универсальные, встраиваемые и прикрепляемые.

На рнс. V.11, а показана пневмокамера одностороннего действия с тарельчатой (выпуклой) диафрагмой, слулощая для перемещения зажимных устройств при закреплении деталей в стационарных

Рис. V.11. Типы пневмокамер одностороннего действия с тарельчатой диафрагмой (а) и двустороннего действия (б)

приспособлениях. Пневмокамера состоит из корпуса 5 и крышки; между ними винтами зажата тарельчатая,резинотканевая диафрагма 6, жестко прикрепленная к стальному диску 4, установленному на штоке 8. От распределительного крана сжатый воздух через штуцер / поступает в бесштоковую полость пневмокамеры и перемещает диафрагму 6 с диском и штоком вправо. При этом шток через тягу и промежуточные звенья перемещает залимные устройства приспособления и деталь зал<имается. Во время перемещения диафрагмы вправо воздух из штоковой полости через отверстие а уходит в атмосферу. После обработки детали слсатый воздух из бесштоковой полости через отверстие штуцера / и распределительный кран выпускается в атмосферу. Пружины 2 и 3 отводят диафрагму с диском и штоком влево, залсимные устройства расходятся, и деталь разлсимается. Пневмокамера крепится к корпусу приспособления шпильками 7.

На рпс. V.11, б приведена нормализованная пневмокамера двустороннего действия, применяемая для пере.мещения зажимных элементов приспособления при зажиме и разжиме деталей в стацио-

парных приспособлениях. Корпус пневмокамеры состоит из двух крышек 2, между которыми винтами зажата тарельчатая резинотканевая диафрагма 3, жестко, закрепленная кольцом с заклепками на стальном диске 4, который сидит на шейке штока и закреплен корончатой гайкой. Сжатый воздух через штуцер в отверстии I подается в бесштоковую полость пневмокамеры и перемещает диафрагму 3 с диском 4 и штоком 5 вправо. При этом шток через промежуточные звенья перемещает зажимные устройства приспособления и деталь зажимается. После обработки детали сжатый воздух через штуцер в отверстии 7 поступает в штоковую полость пневмокамеры и перемещает диафрагму 3 со штоком 5 влево в исходное положение. При этом шток через промежуточные звенья раздвигает зажимные элементы приспособления и деталь разжимается. В это время воздух из бесштоковой полости через штуцер в отверстии 1 поступает в распределительный кран и уходит в атмосферу. Пневмокамера крепится к корпусу приспособления шпильками 6.

Корпус и крышку камеры одностороннего действия изготовляют из серого чугуна, алюминиевого сплава АЛ9В или штампуют из стали.

Тарельчатые диафрагмы изготовляют в пресс-формах из четы-рехслойной ткани бельтинг (ГОСТ 2924-67), с обеих сторон покрытой маслостойкой резиной. Кроме тарельчатых применяют плоские диафрагмы, вырезанные из листовой технической резины (ГОСТ 7338-65) с тканевой прокладкой толщиной до 3 мм; они могут также изготовляться из транспортерной ленты (ГОСТ 20-62).

В пневмокамерах применяются расчетные диаметры D (ГОСТ 9887-70): 75, 125, 160, 200, 250, 320, 400, 500 мм. Толщину диафрагмы h выбирают в зависимости от ее диаметра D(/i = 48 мм). Диаметр d опорных дисков принимают для резинотканевых диафрагм d=0,7D; для резиновых t? = D-2/г-(24) мм.

Расчет диафрагменных пневмоприводов. Основными величинами, определяющими работу пневмокамеры, являются сила Q на штоке и длина рабочего хода штока.

В пневмокамерах усилие па штоке менеятся при перемещении штока от исходного положения в конечное. Оптимальная длина хода штока пневмокамеры, при котором сила Q изменяется незначительно, зависит от расчетного диаметра D диафрагмы, ее толщины h, материала, формы и от диаметра d опорного диска диафрагмы.

Если перемещать шток пневмокамеры на всю длину рабочего хода, то в конце хода штока вся энергия сжатого воздуха будет расходоваться на упругую деформацию диафрагмы, и полезное усилие на штоке снизится до нуля. Поэтому используют не всю длину рабочего хода штока диафрагмы, а только часть ее, чтобы сила на штоке в конце хода составляла 80-85% силы при исходном положении штока.

На рис. V.12, а, б, в представлены рациональные длины ходов штока от исходного до конечного положений.

Приближенно сила Q на штоке пневмокамер одностороннего действия для тарельчатых (выпуклых) п плоских диафрагм из прорезиненной ткани определяется по формулам:

в исходрюм положении штока

Q={ni\6){D-[-drp-Qu

после перемещения штока на длину 0,3D для тарельчатых и 0,07£) для плоских диафрагм

Q==0,75n/16) {D-\-dfp-Qi.

{0,18-0,22)В {0,12-0.15)1}

Зажим

JL.-

{0.35-ЗЛ51Л

{ОЛ-0.72)11

Зажим

Рис. V.12. Оптимальные длины ходов штока от исходного до конечного положения- зажим:

а- для тарельчатой резинотканевой диафрагмы из ткани бельтинг; б ~ плоской резинотканевой диафрагмы; в - плоской резиновой диафрагмы

Сила Q на штоке пневмокамеры для плоских резиновых диафрагм при подаче сжатого воздуха в бесштоковую полость: в начальном положении штока

Q = (я/4)2; Q.

в положении штока после перемещения на длину 0,22D Q = (0,9.<4)cf2/;-Qi.

Оптимальная длина хода штока пневмокамеры одностороннего действия от исходного до конечного положения штока [см]: для тарельчатой резинотканевой диафрагмы

1 = (0,25-0,35) D;

для плоской резинотканевой диафрагмы 1 = (0,18-ь0,22) D.

Приближенно сила Q на штоке диафрагменной пневмокамеры двустороннего действия для тарельчатых (выпуклых) и плоских