Način rada i različite koncepcije pneumatskih i hidrauličkih cilindara


Osnovni, grubi, šematski prikaz konstrukcije pneumatskog cilindra prikazan je na slici 2-1.

Sl. 2-1

Glavni elementi koji se ovde mogu prepoznati su cev pneumatskog cilindra 1, prednji poklopac  2,  zadnji  poklopac  3,  klip  4,  i  klipnjača  5.  Na  ovom  šematskom  prikazu pneumatskog cilindra nije prikazan zaptivni materijal.

Rad cilindra se ostvaruje tako što se vazduh pod pritiskom dovodi na priključak 6 pa se formiranjem sile pritiska na klipu 4 pokreće klip sa klipnjačom prema prednjem poklopcu cilindra. Po postizanju krajnjeg položaja, ukidanjem dovoda vazduha na priključku 6 i dovođenjem vazduha pod pritiskom na priključak 7, klip sa klipnjačom se vraća u početni položaj. Da bi se sve ovo moglo ostvariti potrebno je i nešto zaptivnog materijala koji ne dozvoljava prestrujavanje vazduha sa jedne na drugu stranu klipa, kao i izlazak vazduha u atmosferu između klipnjače i prednjeg poklopca. Na slici 2-2 su šematski prikazane manžetne 1 na klipu.

Sl. 2-2

Kao što se vidi na slici za svaki smer kretanja klipa koristi se posebna manžetna ili usna na jednostrukoj manžetni.

Sl. 2-3

U prednjem poklopcu pneumatskog cilindra (slika 2-3) nalazi se prstenasta zaptivka 1 koja ne dozvoljava da vazduh pod pritiskom između klipnjače i prednjeg poklopca istekne u atmosferu. Ovo je vrlo često istovremeno i čistač površine klipnjače. U nekim konstrukcijama čistač se u prednji poklopac cilindra postavlja kao poseban prsten.

Na slici 2-1 se mogu uočiti kanali 8 i 10 kao i nastavci na klipu 9 i 11. Kanali su snabdeveni i prigušnim ventilom kojim se može podešavati njihov poprečni presek, a time i protok vazduha kroz njih. Svrha ovih elemenata je prigušenje brzine tj. sile kojom klip udara u prednji odnosno zadnji poklopac. Posredno, ovim elementima se podešava intenzitet inercijalnih sila koje se javljaju u krajnjim položajima klipa. Ovo funkcioniše na sledeći način. Posmatrajmo kretanje klipa prema prednjem poklopcu (radni hod). Uočićete da pred kraj ovog hoda nastavak 9 ulazi u rupu 12 istog prečnika stvarajući vazdušni jastuk koji se prazni kroz kanal 8. Podešavanjem preseka ovog kanala podešava se brzina pražnjenja vazdušnog jastuka tj. veće ili manje usporenje klipa, odnosno intenzitet inercijalne sile.

U kretanju ka zadnjem poklopcu (povratni hod) koristi se identična tehnika uz pomoć kanala 10, nastavka 11 i rupe 13.

Ova tehnika iz konstruktivnih razloga ima efekta samo kada je hod cilindra veći od 50mm. Kod malih brzina kretanja klipa ovo takođe ne daje rezultate.

Pneumatski simbol gore opisanog cilindra je:

4Ovakav cilindar naziva se cilindar dvostrukog dejstva. Cilindar kome se u radnom hodu dovodi vazduh pod pritiskom (vazduh koji se nalazi ispred klipa ističe kroz otvor na prednjem poklopcu u atmosferu), a povratni hod se ostvaruje oprugom naziva se cilindar jednosmernog dejstva. Pneumatski simbol je sledeći:

5Kao što se već iz simbola vidi, kod ovakvih cilindara ne postoji mogućnost prigušenja na kraju hoda.

Sile koje pneumatski cilindri dvostrukog dejstva ostvaruju zavise od prečnika klipa i pritiska vazduha. U radnom i povratnom hodu sile se razlikuju, jer klipnjača smanjuje površinuna koju deluje vazduh pod pritiskom. Proizvođači daju obe ove sile izračunate prema standardnom industrijskom pritisku vazduha od 6 bar.

Kod cilindra jednosmernog dejstva sila u radnom hodu je manja od one koju ostvaruje cilindar dvostrukog dejstva istog prečnika klipa jer klip mora i da sabije oprugu koja se nalazi ispred njega.

Brzina klipa u toku kretanja cilindra dvosmernog dejstva može se podešavati. Za ovo se koriste uređaji pod nazivom prigušno – nepovratni ventili. Njihov simbol je sledeći:

5

Oni se mogu koristiti na dva načina: tako što se prigušuje protok vazduha koji se dovodi u cilindar ili tako što se prigušuje protok vazduha koji ističe iz cilindra.
Ovo drugo nikako ne treba pomešati sa prigušenjem na kraju hoda.
Prva tehnika se izvodi postavljanjem prigušno – nepovratnih ventila na sledeći način:

6Ovaj nekad preovlađujući metod se danas ne preporučuje jer se mnogo bolja regulacija brzine postiže drugom metodom koje se izvodi postavljanjem prigušno – nepovratnih ventila na sledeći način:

7Treba voditi računa da se na ovaj način ne dobija neka garantovana brzina, već ovo prevashodno služi da se dinamika kretanja cilindra koliko toliko prilagodi potrebnoj dinamici tehnološkog procesa koji ostvarujemo.

Kod cilindara jednosmernog dejstva moguća je samo prva metodologija i to u radnom hodu klipa.

Kod klasičnih tehnika regulacije brzine kretanja pneumatskog cilindra može se postići maksimalna  brzina  do  2m/s.  Posebnim  elektronskim  sistemima  se  ova  brzina  može povećati do 10m/s.

Male brzine su takođe neugodne za rad pneumatskog cilindra. Kod malih brzina se može pojaviti tzv. „Stick – Slip“ efekat tj. efekat neravnomernog kretanja cilindra, trzajućeg kretanja. Za sprečavanje ovog efekta koriste se posebni zaptivni materijali i posebna sredstva za podmazivanje.

Advertisements

About RadeRa

Diplomirani mašinski inženjer, profesor mašinstva u Tehničkoj školi Zaječar.

Posted on 5. oktobra 2016., in HiPko - 2.razred. Bookmark the permalink. Postavite komentar.

Ostavite odgovor

Popunite detalje ispod ili pritisnite na ikonicu da biste se prijavili:

WordPress.com logo

Komentarišet koristeći svoj WordPress.com nalog. Odjavite se / Promeni )

Slika na Tviteru

Komentarišet koristeći svoj Twitter nalog. Odjavite se / Promeni )

Fejsbukova fotografija

Komentarišet koristeći svoj Facebook nalog. Odjavite se / Promeni )

Google+ photo

Komentarišet koristeći svoj Google+ nalog. Odjavite se / Promeni )

Povezivanje sa %s

%d bloggers like this: