4.5.2 Диафрагменные пневмоприводы (пневмокамеры).

Пневмокамеры по сравнению с пневмоцилиндрами имеют ряд преимуществ:

Более просты по конструкции и стоят дешевле;

Требуют меньшей точности изготовления и шероховатости обработанной поверхности;

При нормальных условиях эксплуатации диафрагменные пневмокамеры выдерживают до износа 500000 включений, а уплотнения деталей пневмоцилиндра – значительно меньше;

У пневмокамер одностороннего действия отсутствует утечка воздуха, а у пневмокамер двустороннего действия уплотнения применяют только на штоке.

Недостатками пневмокамер являются небольшая величина перемещения диафрагмы со штоком и уменьшение усилия на штоке пневмокамеры при его перемещении из исходного в конечное положение. Пневмокамеры применяют в тех случаях, когда требуется небольшой ход штока и меньшая осевая сила на штоке пневмокамеры.

Основными величинами, определяющими работу пневмокамеры, являются сила Q на штоке и длина равного хода штока.

В пневмокамерах усилие на штоке меняется 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 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 снизиться до нуля. Поэтому используют не всю длину рабочего хода штока диафрагмы, а только ее часть, чтобы сила на штоке в конце хода составляла 80…85% силы при исходном положении штока.

Приближенно сила Q на штоке пневмокамер одностороннего действия для тарельчатых (выпуклых) и плоских диафрагм из прорезиненной ткани (рисунок 5.3):

,

где Q₁ – сопротивление возвратной пружины при конечном рабочем положении штока, Н.

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

.

Рисунок 5.3 – Конструкция пневмокамеры

Оптимальная длина хода штока пневмокамеры одностороннего действия от исходного до конечного положения штока:

для тарельчатой резинотканевой диафрагмы

;

для плоской резинотканевой диафрагмы

.

Приближенно сила Q на штоке диафрагменной пневмокамеры двустороннего действия для тарельчатых (выпуклых) и плоских резиновых диафрагм при подаче сжатого воздуха в бесштоковую полость:

.

Сила Q на штоке при подаче сжатого воздуха в штоковую полость:

.

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

,

где D – диаметр диафрагмы пневмокамеры, см;

d – диаметр опорного двигателя диафрагмы, см;

d₁ – диаметр штока, см;

р – давление сжатого воздуха, МН/м²(кгс/см²);

Q₁ – сопротивление (сила) возвратной пружины при конечном рабочем положении штока, Н (кгс).

Расчетные диаметры диафрагм выбирают из ряда: 125, 160, 200, 250, 320, 400, 500 мм. Толщину диафрагмы h выбирают в зависимости от ее диаметра D: h=4-8 мм.

Диаметр D опорных дисков принимают для резинотканевых диафрагм ; для резиновых диафрагм мм.