Принцип работы пневмоцилиндра

В промышленном оборудовании, строительной спецтехнике и других агрегатах получили широкое распространение пневмоцилиндры. Это механизмы, с помощью которых энергия сжатого воздуха преобразуется в кинетическую энергию перемещения поршня для движения исполнительного механизма с выполнением требуемого действия. С помощью пневмоцилиндров можно перемещать различные инструменты, контролировать движение жидких и газовых сред в трубопроводах, а также решать многие другие задачи.

Как устроен пневмоцилиндр? Конструкция и принцип работы

Пневмоцилиндр представляет собой резервуар, в который закачивается сжатый воздух под высоким давлением. В резервуаре установлен поршень, который под действием сжатого воздуха начинает перемещаться в пределах размера цилиндра. Движение поршня запускает перемещение рабочего механизма для выполнения поставленной задачи.

Чтобы вернуть поршень в стартовое положение, может использоваться несколько способов:

• Подача воздуха в полость, где находится шток. В результате давление выравнивается до атмосферного, поршень возвращается в исходное положение.
• Возврат после снижения давления за счет возвратной пружины. Когда давление ослабевает, она выпрямляется, механическое усилие перемещает поршень.
• Возврат за счет действия гравитационных сил. Такой принцип работает в механизмах, в которых поршень установлен в вертикальном положении.

Принцип действия пневмоцилиндра напоминает гидравлические системы, однако вместо жидкости здесь используется сжатый воздух. Такие системы обладают высокой надежностью и производительностью, при этом механизмы с пневмоцилиндрами стоят недорого. Поскольку во время работы непосредственно в механизме не используется электроэнергия, нет искры и, следовательно, нет риска возгорания. Пневмоцилиндры можно использовать для работы оборудования во взрывоопасных зонах.

Разновидности механизмов с пневмоцилиндром

В зависимости от назначения механизма и способа использования в нем пневмоцилиндра выделяют несколько разновидностей конструкции:

• Фиксирующие. В эту группу входят различные клапаны, задвижки, стопорные механизмы. Они могут использоваться в трубопроводных системах для контроля движения жидких и газообразных сред.
• Транспортерные. В эту группу включены механизмы перемещения, они обладают большой длиной хода. С их помощью можно перемещать тяжелые предметы на значительные расстояния.
• Ударные. Это механизмы с относительно малой длиной перемещения, но значительным ударным воздействием. С помощью поршня и пневмоцилиндра работают штамповочные станки, отбойные молотки, различные механизмы для пробивания отверстий в материале и постановки печатей.
• Поворотные. С помощью поршня формируется механическое усилие, которое обеспечивает перемещение деталей узла. В составе механизма может использоваться эксцентрик, с помощью которого можно изменить направление усилия.

В зависимости от направления передаваемого усилия механизмы с пневмоцилиндрами могут быть односторонними или двусторонними. В первом случае механическое усилие передается только в одну сторону по задаваемому вектору. Во втором случае поршень может перемещаться в обоих направлениях благодаря повышению и понижению давления.

Пневмоцилиндры могут работать с различной точностью позиционирования поршня. В наиболее простых механизмах он может занимать только крайние положения, то есть выдвигаться на полную длину. В более сложных устройствах он может занимать промежуточное положение – это обеспечивает более высокую точность управления. Такой принцип работы часто используется в механизмах с дистанционным управлением.

Конструктивные элементы механизмов с пневмоцилиндром

В механизмах с использованием пневмоцилиндров могут использоваться различные дополнительные элементы, с помощью которых расширяются функциональные возможности. Более сложные технические решения повышают надежность оборудования, продлевают срок его эксплуатации. Базовая конструкция может быть дополнена следующими вспомогательными элементами:

• Проходной шток. С его помощью можно повысить устойчивость цилиндра к воздействию боковых нагрузок. Шток фиксируется с двух сторон поэтому он сохраняет стабильное положение даже при интенсивном боковом воздействии.
• Фаски. Они дополняют цилиндр, чтобы защитить его от проворачивания. Они играют роль ограничителей, которые предотвращают смещение цилиндра под воздействием внешних нагрузок.
• Дополнительная гильза овальной формы. Ее использование не позволяет цилиндру проворачиваться, его можно будет устанавливать в стесненных условиях.
• Тандем-цилиндр. В этом случае используется не один, а два цилиндра, соединенных друг с другом проходным штоком. Это позволяет в два раза получить итоговое усилие, при этом можно передавать его без значительного увеличения диаметра цилиндра.
• Магнитные кольца, с помощью которых шток фиксируется в требуемом положении. Это позволяет повысить точность работы механизма, а также изменить позицию штока при необходимости.

Разнообразие конфигураций позволило значительно расширить сферу применения механизмов с пневмоцилиндрами. Они активно применяются при сборке различного промышленного оборудования, используются для производства станков, конвейеров, подъемников, инструментов ударного действия.

С помощью пневмоцилиндров работают не только большие машины, такие как отбойные молотки и дробилки для горных пород, но и сложные механизмы компактного размера, требующие высокой точности исполнения. Например, такая технология нашла широкое применение в робототехнике. С ее помощью обеспечивается движение исполнительных механизмов промышленных роботов, используемых для работы конвейерных линий.

По каталогу компании «Мир Привода» можно подобрать различные компоненты для сборки механизмов с пневмоцилиндрами. Получите подробные консультации специалистов по выбору.