3.5.3. Пневмогидравлические приводы

Пневмогидравлические приводы применяют для перемещения зажимных устройств приспособлений. Они состоят из преобразователей давления, которые соединены с гидро­цилиндрами приспособлений, и необходимой аппаратурой.

По виду работы пневмогидроприводы бывают с преобразователями давления прямо­го действия и преобразователями давления последовательного действия. Пневмогидрав­лические приводы питаются сжатым воздухом через пневматическую аппаратуру под давлением 0,4...0,6 МПа (4...6 кгс/см²) при давлении масла в гидравлической части приво­да 6...10 МПа (60...100 кгс/см²). Высокое давление масла в пневмогидроприводе создается пневмогидравлическими преобразователями прямого или последовательного дей­ствия, превращающими давление сжатого воздуха в высокое давление масла.

Пневмогидравлические приводы сочетают в себе простоту конструкции пневматиче­ских и преимущества гидравлических приводов: быстроту перемещений зажимных уст­ройств; небольшие габариты конструкции; создание больших сил зажима.

Принципиальная схема пневмогидравлического привода с преобразователем давле­ния прямого действия (рис. 3.16) основана на непосредственном преобразовании давления сжатого воздуха в высокое давление масла.

Рис. 3.16. Схема пневмогидропривода с пневмогидравлическим преобразователем прямого действия

Пневмогидропривод состоит из пневмоцилиндра 2 одностороннего действия с поршнем 4 и гидравлического цилиндра 1 одностороннего действия с поршнем 6. Сжатый воздух поступает из воздушной сети через распределительный кран в бесштоковую по­лость 3 пневмоцилиндра 2 и перемещает поршень 4 со штоком 5 влево. Шток 5 давит на масло, которое перемещает в гидроцилиндре 1 поршень 6 со штоком 7 влево. При этом шток 7 через промежуточные звенья перемещает зажимные устройства приспособления при зажиме детали. При разжиме детали поршни 4, 6 со штоками, пружинами перемещаются влево.

Давление между воздухом и маслом в пневмогидравлическом преобразователе (без учета трения) должно быть уравновешено

p_M(K-d²/4) = p_e(7r-D²/4), (3.94)

откуда давление масла в гидроцилиндре 1 будет иметь вид

p_M=_Pe(D²/d²), (3.95)

где р_в - давление воздуха в пневмоцилиндре, МПа;

D\ - диаметр поршня пневмоцилиндра;

d - диаметр шток-плунжера.

Отношение i = p_M/p_e = D\ Id²является коэффициентом усиления давления; при­нимают /= 16...21.

Сила на штоке рабочего гидроцилиндра (без учета сопротивления возвратной пру­жины, но с учетом механического КПД)

]. (3.96)

Подставим вместо давления р_м его значение, тогда

Q = p(Dt/d²)(x-D²/4}ri. (3.97)

Обозначим

р. (я: Д² /4) = 6,. (3.98)

Подставим в равенство значение силы Q\ и, произведя преобразования, получим:

где Q\ - сила на штоке пневмоцилиндра, Н (кгс); D - диаметр поршня гидроцилиндра; /7 • КПД пневмогидропривода, г] « 0,8. .,0,85. Величину хода штока пневмоцилиндра определим из формулы

откуда С учетом коэффициента % , определяющего потери масла на утечку,

где L - ход штока пневмоцилиндра;

/ - ход штока рабочего гидроцилиндра;

п - число рабочих гидроцилиндров приспособлений, обслуживаемых приводов;

т/о - объемный КПД привода, т/₀ = 0,95.

Из выражения (3.87) определяем диаметр рабочего гидроцилиндра (без учета КПД):

После преобразования получим