4. Исполнительная подсистема

Жесткий шток в данной конструкции заменен покрытым нейлоном металлическим тросом 3 (либо лентой из синтетического материала), охватывающим ролики 1, размещенные в крышках пневмоцилиндра. Внутри гиль­зы 4 цилиндра трос 3 жестко связан с поршнем 5, а снаружи — с кареткой 2, к которой и крепится перемещае­мый объект. Однако такое техническое решение, несмотря на свою простоту, не получило широкого распрост­ранения.

Пневмоцилиндр с магнитной муфтой

В пневмоцилиндрах с магнитной муфтой (рис. 4.14) усилия, развиваемые поршнем, передаются на вне­шнюю каретку за счет сил магнитного взаимодействия.

Рис. 4.14. Пневмоцилиндр с магнитной муфтой

Поршень 1 имеет набор кольцевых постоянных магнитов 2, которые взаимодействуют с кольцевыми магнита­ми 3, расположенными в каретке 4, охватывающей гильзу 5. Если гильза выполнена из немагнитного материала и является тонкостенной, то движение поршня (1-я полумуфта) сопровождается синхронным перемещением ка­ретки (2-я полумуфта), к которой присоединен внешний объект (нагрузка).

По сравнению с конструкциями, в которых усилие с поршня на нагрузку передается механическим путем, в пневмоцилиндрах с магнитной муфтой при равных значениях диаметра цилиндра и давления питания разви­ваемое усилие приблизительно на 20% меньше. Кроме того, такие пневмоцилиндры чувствительны к случай­ным перегрузкам, которые могут привести к «разрыву» муфты.

Конечно, установив дополнительные магнитные кольца, можно увеличить силу магнитного сцепления порш­ня с кареткой, однако в этом случае возрастает продольный габарит поршня и всей конструкции в целом.

Особенности конструктивного исполнения пневмоцилиндров с магнитной муфтой (нежесткая связь между поршнем и кареткой, эксцентричное положение нагрузки) накладывают ограничения на величины осевых и радиальных нагрузок и местонахождение точек их приложения, а также на допустимое соотношение скорости и массы перемещаемых объектов.

62

4. Исполнительная подсистема

Пневмоцилиндр с ленточным уплотнением

В настоящее время наиболее широко распространены бесштоковые пневмоцилиндры, в которых усилие механически передается на нагрузку непосредственно поршнем (рис. 4.15).

Рис. 4.15. Пневмоцилиндр с ленточным уплотнением

Гильза 2 пневмоцилиндра имеет сквозной продольный паз (по всей длине гильзы). Через этот паз поршень 3 механически связан с внешней кареткой 1 (т. е. поршень выполнен заодно с ней). С целью герметизации -ильзы паз с ее внутренней стороны закрыт металлической либо синтетической лентой 4, закрепленной в крыш­ках. Чтобы пропустить поршень сквозь паз, часть ленты, расположенную между уплотнениями поршня, прово­дят через тело последнего под узкой частью. При работе пневмоцилиндра лента, неподвижная относительно его корпусных деталей, скользит в теле поршня, открывая паз в гильзе только в месте нахождения поршня. Чтобы предотвратить попадание загрязнителей из окружающей среды внутрь гильзы 3, продольный паз закрыт с внешней стороны защитной лентой 5, пропущенной через каретку 1.

63

Рис. 4.16. Бесштоковые пневмоцилиндры с направляющими

При работе в условиях значительных радиальных нагрузок бесштоковые пневмоцилиндры с целью их раз­грузки снабжают специальными направляющими (рис. 4.16, а) или выполняют каретку таким образом, что она передает нагрузку на гильзу-корпус (рис. 4.16, б). Подобное конструктивное исполнение позволяет обеспечить высокую точность направления движения каретки, защиту присоединенного объекта от проворота и некоторое возрастание значения полезной нагрузки на привод.