Как работает воздушный цилиндр

Пневмоцилиндр — пневматический двигатель, позволяющий преобразовать энергию сжатого воздуха в поступательное движение выходного звена.

Принципиальная схема пневматического цилиндра показана на рисунке.

При описании работы пнемоцилиндра наиболее часто используются следующие термины.

Поршневая полость — камера между поршнем и задней крышкой.

Штоковая полость — пространство между поршнем и передней крышкой.

Прямой ход — движение поршня, при подаче давления в поршневую полость.

Обратный ход — движение поршня при опорожнении поршневой полости.

Активная камера — камера под давлением.

Мертвый объем — пространство, остающееся между передней и задней крышками и в крайних положениях поршня.

Эффективная площадь — площадь поршня, на которую воздействует давление сжатого воздуха.

Видео:Как работает пневмоцилиндр?Скачать

Принцип действия

Сжатый воздух от компрессора или другого источника подается в поршневую полость пневмоцилиндра, штоковая полость в этот момент с помощью распределителя соединяется с атмосферой, давление сжатого воздуха воздействует на поршень, заставляя его перемещаться, до тех пор, пока он не упрется в переднюю крышку.

Пневмоцилиндр совершает прямой ход, его шток выдвигается.

Усилие, развиваемое пневмоцилиндром во время прямого хода можно вычислить, используя зависимость:

• где р — давление сжатого воздуха
• D — диаметр поршня

Для осуществления обратного хода необходимо подать сжатый воздух в штоковую полость, а поршневую — соединить с атмосферой.

По действием давления сжатого воздуха поршень станет перемещаться, шток будет задвигаться.

Усилие, развиваемое пневмоцилиндром во время обратного хода, можно вычислить, используя формулу:

• где р — давление сжатого воздуха
• D — диаметр поршня
• d — диаметр штока

Направление потоков сжатого воздуха в поршневую и штоковую полости, а также соединение их с атмосферой или линией сброса осуществляется с помощью специальных устройств — пневматических распределителей.

Иллюстрация работы пневмоцилиндра

Пневмоцилиндр с двухсторонним штоком

Размеры эффективных площадей и объемы полостей при прямом и обратном ходах пневматического цилиндра различны. Это означает, что при прочих равных условия, пневмоцилиндр будет двигаться с разными скоростями, и создавать разные усилия при прямом и обратном ходах. Это не всегда желательное явление.

Если пневмоцидиндр должен действовать одинаково как при прямом, так и при обратном ходе, то используют пневмоцилиндр с двухсторонним штоком.

В пневмоприводах применяются конструкции с закрепленной гильзой или с закрепленным штоком. Во втором случае сжатый воздух подводится в рабочие полости через шток.

Телескопический пневмоцилиндр двухстороннего действия

Телескопическая конструкция, при которой, каждый последующий шток установлен внутри предыдущего, позволяет значительно уменьшить габариты пневмоцилиндра. Это актуально для тех цилиндров, у которых ход превышает диаметр поршня в 10 раз. В телескопических пневматических цилиндрах двухстороннего действия сжатый воздух в рабочие полости поступает через отверстия, выполненные в штоке.

Видео:Обзор И Сборка Пневмооборудования Для Станков.Скачать

Пневмоцилиндры одностороннего действия

В пневмоцилиндрах одностороннего действия сжатый воздух подается только в одну полость, обратный ход осуществляется за счет пружины, или под действием внешнего воздействия.

Читайте также: Волга 3110 нумерация цилиндров

Пневмоцилиндр с пружинным возвратом

На рисунке показан пневматический цилиндр одностороннего действия с пружинным возвратом. Прямой ход осуществляется за счет энергии сжатого воздуха, подводимого в полость цилиндра. Для осуществления обратного хода может использоваться пружина сжатия или растяжения. Пружина может устанавливать как в штоковой, так и в поршневой полости.

Плунжерный пневматический цилиндр

В пневоцилиндрах этого типа сжатый воздух воздействует на плунжер, заставляя его выдвигаться, преодолевая внешнее воздействие. Усилие, развиваемое плунжерным пневмоцилиндром при прямом можно вычислить, используя формулу:

• где р — давление сжатого воздуха
• D — диаметр плунжера

Обратный ход осуществляется под воздействием внешних сил. Плунжер может изготавливаться с внешним упором (как показано на рисунке) или без него.

Телескопический пневматический цилиндр одностороннего действия

В телескопическом цилиндре одностороннего действия сжатый воздух подводится через заднюю крышку, секции выдвигаются последовательно.

Видео:Пневмоцилиндр. Конструкция и принцип работы пневматического цилиндраСкачать

Пневматические цилиндры

Видео:главный тормозной цилиндрСкачать

Типы пневмоцилиндров

По конструкции можно выделить следующие типы пневматических цилиндров.

• Двухстороннего действия
  • С односторонним штоком
  • С двухсторонним штоком
  • Телескопический двухсторонний
  • С пружинным возвратом
  • Плунжерный пневмоцилиндр
  • Телескопический односторонний

  Видео:Регулировка скорости движения пневмоцилиндра. Пневмотиски смыкания пресс-формы ТПАСкачать

  

  Пневмоцилиндры двухстороннего действия

  В пневмоцилиндрах двухстороннего действия сжатый воздух подается как в поршневую полость, так и в штоковую.

  

  Пневмоцилиндр с односторонним штоком

  Пневмоцилиндры двухстороннего действия с односторонним штоком получили наиболее широкое распространение, благодаря простоте конструкции, универсальности, возможности регулирования скорости прямого и обратного хода, компактности.

  Конструкция пневмоцилинра

  В представленной конструкции крышки и гильза стягиваются анкерами 14 (шпильками) с гайками 15.

  Основные понятия

  Принципиальная схема пневматического цилиндра показана на рисунке.

  

  При описании работы пнемоцилиндра наиболее часто используются следующие термины.

  Поршневая полость — камера между поршнем и задней крышкой.

  Штоковая полость — пространство между поршнем и передней крышкой.

  Прямой ход — движение поршня, при подаче давления в поршневую полость.

  Обратный ход — движение поршня при опорожнении поршневой полости.

  Активная камера — камера под давлением.

  Мертвый объем — пространство, остающееся между передней и задней крышками и в крайних положениях поршня.

  Эффективная площадь — площадь поршня, на которую воздействует давление сжатого воздуха.

  Принцип действия

  Сжатый воздух от компрессора или другого источника подается в поршневую полость пневмоцилиндра, штоковая полость в этот момент с помощью распределителя соединяется с атмосферой, давление сжатого воздуха воздействует на поршень, заставляя его перемещаться, до тех пор, пока он не упрется в переднюю крышку. Пневмоцилиндр совершает прямой ход, его шток выдвигается. Усилие, развиваемое пневмоцилиндром во время прямого хода можно вычислить, используя зависимость:

  

  • где р — давление сжатого воздуха
  • D — диаметр поршня

  Для осуществления обратного хода необходимо подать сжатый воздух в штоковую полость, а поршневую — соединить с атмосферой. По действием давления сжатого воздуха поршень станет перемещаться, шток будет задвигаться. Усилие развиваемое пневмоцилиндром во время обратного хода можно вычислить, используя формулу:

  

  • где р — давление сжатого воздуха
  • D — диаметр поршня
  • d — диаметр штока

  Направление потоков сжатого воздуха в поршневую и штоковую полости, а также соединение их с атмосферой или линией сброса осуществляется с помощью специальных устройств — пневматических распределителей.

  Иллюстрация работы пневмоцилиндра

  Пневмоцилиндр с двухсторонним штоком

  Размеры эффективных площадей и объемы полостей при прямом и обратном ходах пневматического цилиндра различны. Это означает, что при прочих равных условия, пневмоцилиндр будет двигаться с разными скоростями, и создавать разные усилия при прямом и обратном ходах. Это не всегда желательное явление.

  Читайте также: Расточка цилиндров мотоциклов иж в ижевске

  

  Если пневмоцидиндр должен действовать одинаково как при прямом, так и при обратном ходе, то используют пневмоцилиндр с двухсторонним штоком.

  В пневмоприводах применяются конструкции с закрепленной гильзой или с закрепленным штоком. Во втором случае сжатый воздух подводится в рабочие полости через шток.

  Телескопический пневмоцилиндр двухстороннего действия

  

  Телескопическая конструкция, при которой, каждый последующий шток установлен внутри предыдущего, позволяет значительно уменьшить габариты пневмоцилиндра. Это актуально для тех цилиндров, у которых ход превышает диаметр поршня в 10 раз. В телескопических пневматических цилиндрах двухстороннего действия сжатый воздух в рабочие полости поступает через отверстия, выполненные в штоке.

  Видео:Пневмораспределитель - устройство и принцип работы.Скачать

  

  Пневмоцилиндры одностороннего действия

  В пневмоцилиндрах одностороннего действия сжатый воздух подается только в одну полость, обратный ход осуществляется за счет пружины, или под действием внешнего воздействия.

  Пневмоцилиндр с пружинным возвратом

  

  На рисунке показан пневматический цилиндр одностороннего действия с пружинным возвратом. Прямой ход осуществляется за счет энергии сжатого воздуха, подводимого в полость цилиндра. Для осуществления обратного хода может использоваться пружина сжатия или растяжения. Пружина может устанавливать как в штоковой, так и в поршневой полости.

  Плунжерный пневматический цилиндр

  

  В пневоцилиндрах этого типа сжатый воздух воздействует на плунжер, заставляя его выдвигаться, преодолевая внешнее воздействие. Усилие, развиваемое плунжерным пневмоцилиндром при прямом можно вычислить, используя формулу:

  

  • где р — давление сжатого воздуха
  • D — диаметр плунжера

  Обратный ход осуществляется под воздействием внешних сил. Плунжер может изготавливаться с внешним упором (как показано на рисунке) или без него.

  Телескопический пневматический цилиндр одностороннего действия

  

  В телескопическом цилиндре одностороннего действия сжатый воздух подводится через заднюю крышку, секции выдвигаются последовательно. Обратный ход штоков осуществляется под действием внешних сил.

  Видео:Пневмоцилиндр: сборка рабочей пневмосистемы! (функция "И")Скачать

  

  Пневматический цилиндр: технические характеристики

  Пневматический цилиндр – одна из составляющих пневмопривода, предназначенная для перемещения рабочего органа разных станков и механизмов.

  Видео:Гидроцилиндр - устройство и принцип работыСкачать

  

  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.

  Видео:Как работает газовая пружина. Подробно.Скачать

  

  Разновидности цилиндров по принципу работы

  Пневматический цилиндр в зависимости от принципа работы может быть нескольких видов:

  

  

  1. Выше представлен цилиндр одностороннего действия.
  2. Цилиндр двустороннего действия вы можете видеть на фото ниже.

  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.

  Видео:диагностика и ремонт пневмораспределителя шиномонтажного стандаСкачать

  

  Разновидности цилиндров по числу положений поршня

  1. Двухпозиционный, имеющий две фиксированные крайние позиции.
  2. Многопозиционные, в которых рабочий механизм может фиксироваться в разных положениях между двумя крайними позициями.

  Видео:Пневмоцилиндры Camozzi. Как это устроено.Скачать

  

  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.

  Видео:Пневмораспределитель и пневмоцилиндр, подключили и испыталиСкачать

  

  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.

  Видео:Пневматические цилиндры с автоторможениемСкачать

  

  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.

  Видео:Наддув ДВС. Как работает турбонаддув?Скачать

  

  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.

  🌟 Видео

  Пневмоцилиндр | Как это устроено | DiscoveryСкачать

  

  Смотреть видеообзор пневмоцилиндров Camozzi. Серия 63Скачать

  

  Принцип работы вакуумного усилителя тормозовСкачать

  

  Удаление воздуха из цилиндров подъёма стрелы и выдвиженияСкачать

  

  Испытание гидроцилиндра воздухом.Скачать

  

  Как работает распределитель? Устройство гидрораспределителяСкачать