Механизированные приводы приспособлений.

Механизированные приводы бывают:
Пневматические.
Гидравлические (в т.ч. механо-гидравлические и пневмо-гидравлические).
Вакуумные.
Электромагнитные.
Центробежно-инерционные.
Электрические.
Приводы от сил резания
Пружинные и т.д.

Пневматические приводы.
Состав пневмопривода:
Состоят пневмоприводы из пневмодвигателя, пневматической аппаратуры и пневмосети, представляющей собой трубы, рукава, каналы и соединения.
Применяются в массовом, крупносерийном и серийном производствах. Реже используются в мелкосерийном. Для работы в пневмоприводах используют сжатый воздух Р = 4 – 6 кГ/см2 (0,4 – 0,6 МПа). Он должен быть очищен от влаги, механических примесей и кислот.
Источник энергии – сжатый воздух

ПРЕИМУЩЕСТВА и НЕДОСТАТКИ ПНЕВМОПРИВОДОВ
Преимущества:
Простота конструкции и эксплуатации.
Быстрота действия – 0,6 – 1,5 с.
Непрерывность действия зажимнного усилия.
Возможность регулирования силы зажима.
Недостатки:
Недостаточная плавность перемещения рабочих элементов
Небольшое давление сжатого воздуха в полостях пневмоцилиндра
Относительно большие размеры при увеличении усилия зажима

Классификация пневмодвигателей:
По конструкции (ГОСТ17752-72) различают пневмодвигатели:
Поршневые (с односторонним штоком одно- (а) и двухстороннего (б) действия, с двухсторонним штоком (в)).
Мембранные (диафрагменные) одно- и двухстороннего действия
Плунжерные
Пневмоцилиндры с торможением
Сильфонные
Телескопические и др.
По методу компоновки с приспособлением пневмодвигатели могут быть встроенными, прикрепляемыми и приставными.
По конструктивному исполнению бывают:
стационарные, качающиеся (плавающие) и вращающиеся.

Поршневой пневмопривод (одностороннего действия).
В пневмоцилиндре шток 5 вместе с поршнем 3 под действием воздуха, поступающего в полость А цилиндра 2 перемещается (рабочий ход), создавая силу Р, которая передается на зажимное устройство, закрепляющее обрабатываемую деталь.
Для снятия зажимной силы с обрабатываемой поверхности поворачивают кран 1 в положе-ние, при котором полость А сообщается с атмосферой. При этом воздух выталкивается из цилиндра под действием возвратной пружины 4, перемещающей поршень со штоком в обратном направлении, освобождая обработанную деталь.

Пневматические поршневые двигатели (одностороннего действия).
Двигатели одностороннего действия рекомендуется применять, когда усилия при холостом ходе невелики. Эти двигатели не требуют уплотнения штока, вдвое уменьшается расход воздуха на цикл зажима.
Недостаток их состоит в том, что при рабочем ходе часть усилия зажима затрачивается на сжатие пружины.

Поршневой пневмопривод (двухстороннего действия).
В цилиндре двухстороннего действия и рабочий и холостой ход осуществляются под действием сжатого воздуха.
Воздух поочередно поступает в полость «А» пневмоцилиндра для закрепления обрабаты-ваемой детали и в полость Б для ее освобождения.

Уплотнения пневмоцилиндров
Для нормальной работы пневмоцилиндров требуется герметичность и изоляция друг от друга его полостей. Для этого применяются уплотнения, которые соединяют между собой поршень и цилиндр, шток и крышку и неподвижные соединения (крышка и цилиндр).

Основные требования к уплотнениям:
Герметичность при всех рабочих режимах;
Высокая износостойкость и минимальные потери на трение (в пределах 150 000 ходов поршня).
Надежность работы при высоких и низких температурах и способность не разрушаться в результате химического взаимодействия с уплотняемой средой.
Удобство монтажа, демонтажа и отсутствие необходи-мости подтяжки и регулировки при эксплуатации.
Экономичность.

Типы уплотнений:
В современных конструкциях пневмодвигателей применяются 2 типа уплотнений:
Манжеты V-образного сечения из маслостойкой резины для уплотнения поршней и штоков.
Кольца Круглого сечения из маслостойкой резины по ГОСТ 9833-73 для уплотнения поршней, штоков и неподвижных соединений.

Манжеты V-образного сечения
При сборке манжеты устанавлив-аются с натягом, т.е. D1 - наруж-ный диаметр манжеты больше Dц – наружного диаметра цилиндра.
При поступлении в цилиндр рабочей среды (сжатого воздуха или масла) она как клин распирает лепестки манжеты и автоматически уплотняет сопряжение движущихся частей.

Кольца круглого сечения
Кольца круглого закладываются в прямоугольные канавки, высота которых меньше диаметра d сечения кольца, а ширина b – больше, что необходимо для нормальной работы кольца.
Кольца устанавливаются в канавку с натягом, обеспечивающим предварительное уплотнение. С поступлением в цилиндр рабочей среды кольцо перемещается к стенке канавки (в направлении потока воздуха или масла) и деформируясь принимает D-образную форму. Степень уплотнения возрастает с увеличением давления рабочей среды.

Диафрагменные приводы.
Могут быть одностороннего действия и двухстороннего, с тарельчатой или плоской диафрагмой.
По методу компоновки с приспособлением делятся на прикрепляемые (стационарные и вращающиеся) и встроенные.

Односторонний диафрагменный привод
Пневмокамера состоит из двух штампованных или литых чашек 1 и 2, между которыми зажата резинотканевая диафрагма 3. Диафрагму изготавливают из маслостойкой ткани пропитанной и покрытой с двух сторон маслостойкой резиной. Толщина диафрагмы – 4 – 10 мм.
При подаче сжатого воздуха в полость А диафрагма оказывает давление на шайбу 4 штока 5 и перемещает его вниз. Обратный ход штока происходит под действием пружины 6. Угол выпуклости диафрагмы обычно = 45° для увеличения хода штока L = 2h (где h – стрела выпуклости).

Схема работы диафрагменного привода с плоской диафрагмой.
Ход плоской диафрагмы приблизительно в 2 раза меньше, чем тарельчатой. В этом случае возврат диафрагмы осуществляется за счет воздуха. Плоские мембраны вырезают из резины с тканевой прокладкой.

Пневмокамера двустороннего действия
1 - крышка;
2 - диафрагма;
3 - стальной диск;
4 - шток;
5 - шпилька;
а, б - отверстия.
Условные обозначения:
D - диаметр диафрагмы;
d - диаметр опорного диска;
d1 - диаметр штока.

Преимущества и недостатки диафрагменных приводов:
Преимущества:
Отсутствует утечка воздуха из рабочей части камеры.
Простота изготовления.
Меньшие размеры и вес.
Высокая долговечность простота ремонта. Ресурс от 6000 до 1 млн. включений.
Нечувствительна к качеству воздуха.
Не требует смазки.
Недостатки:
Относительно малый ход штока (до 30 мм).
Непостоянство усилия на штоке.

Вспомогательная аппаратура для пневмоприводов
Воздухораспределительные камеры.
Регуляторы давления (редукционные клапаны).
Регуляторы скорости (дроссели).
Предохранительные устройства
Реле времени.
Масленки для подачи масла в пневмоцилиндр.
Водоотделители с фильтром.

Пневматические зажимы:
а - с рычажным механизмом-усилителем
(1 – шток; 2 - поршень; 3 - стержень; 4 - прихват; 5 - деталь; 6 - ось; 7 - рычаг);
б - с рычажным механизмом
(1 - шток; 2 - поршень; 3 - ось; 4 - деталь; 5 - рычаг).
Условные обозначения:
W - усилие зажима; Q - усилие на штоке; l, l1, l2, l3 - длины плеч прихватов и рычагов; D - диаметр поршня.

Схемы пневматических зажимов с комбинированным усилителем
1 - поршень; 2 - шток; 3 - шарнирный механизм-усилитель;
4 - двухплечевой рычаг; 5 - деталь; 6 - ползун
Условные обозначения:
W - сила зажима детали; Q - осевая сила на штоке цилиндра;
a - угол наклона рычага усилителя; a1 - дополнительный угол, учитывающий силы трения; d - диаметр оси ролика; D1 - диаметр поршня; D - диаметр ролика.

Гидравлические силовые приводы.
Гидравлический привод — это самостоятельная установка, состоящая из гидродвигателя, рабочего цилиндра, насоса для подачи масла в цилиндр, бака для масла, аппаратуры управления и регулирования и трубопроводов.
В зависимости от назначения и мощности гидравлический привод может обслуживать одно приспособление, группу из трех - пяти приспособлений на нескольких станках или группу из 25...35 приспособлений, установленных на различных станках цеха.
применяется в серийном, крупносерийном, и массовом производствах
Источник энергии – минеральное масло

Схема гидропривода
1 - бак;
2 - насос;
3 - поршень;
4 - золотник;
5 - рукоятка;
6 - манометр;
7, 13, 14 - трубопроводы;
8 - лопастной насос;
9 - ротор;
10 - упор;
11 - маслопровод;
12 - клапан

Преимущества гидроприводов
исключается применение механических механизмов-усилителей и сложных механических передач
повышается КПД передачи
упрощается конструкция
сокращаются габаритные размеры приспособлений и их масса,
облегчается транспортирование
значительно уменьшается площадь, необходимую для хранения.
В гидравлических приспособлениях путем применения индивидуальных цилиндров конструктивно просто осуще-ствлять многоточечные зажимы, т. е. широко применять приспособления для многоместной и многопозиционной обработки.

Классификация гидроприводов
В зависимости от вида источника давления (приводящего двигателя) гидравлические приводы подразделяют на:
механогидравлические (гидроприводы с ручным насосом),
электрогидравлические (электронасосные гидроприводы)
пневмогидравлические.

Гидроцилиндр двустороннего действия
1 - штуцер; 2 - корпус; 3 - поршень; 4 - гильза;
5 - шток.
Условные обозначения:
D - диаметр поршня; d - диаметр штока.

Гидроцилиндры одностороннего действия
1 - штуцер; 2 - поршень; 3 - пружина; 4 - шток;
А - напорная полость: а - толкающий; б - тянущий.
Условные обозначения:
Q - усилие на штоке; d - диаметр штока; D - диаметр поршня.

Гидроаккумуляторы
служат для накопления энергии рабочей среды, находящейся под давлением. Насос включается только в период зажима-разжима заготовки. В процессе обработки давление поддерживается аккумулятором, который периодически подзаряжают сжатым азотом из баллонов. Гидроаккумуляторы также гасят толчки давлений, возникающие в гидроприводе.

Виды гидроаккумуляторов
а - грузовые
б - пружинные
в - с упругим корпусом
г - пневмогидроаккумуляторы
газогидравлические и другие конструкции