Многопозиционный электропневматический привод

Многопозиционный электропневматический привод

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетских

Социалистических

Республик

<„|954643 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26.01.81 (21) 3242113/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

F 15 В 9/03

Гоеудлрстееиимй комитет

СССР (53) УДК 621-525 (088.8) Опубликовано 30.08.82. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 05.09.82

llo делам изоеретеиий и открытий

-(72) Авторы изобретения

Б. М. Кисин, Б. С. Шкрабов, Н. Ф. Жуков, и А: М:-Коняшкин

Всесоюзный научно-исследовательский институт легкого и текстильного машино4гроения(71) Заявитель (54) МНОГОПОЗИЦИОННЫЙ ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКИЛ

ПРИВОД

Изобретение относится к многопозиционным приводам с электропневматическим управлением, обеспечивающим останов рабочего органа привода в любом заданном положении и может быть применен в станкостроении, текстильной легкой и других отраслях промышленности.

Известен многопозиционный привод, содержащий пневмоцилиндр, в гильзе которого выполнены каналы, соответствующие числу и расположению позиций привода и соединенные с запорными клапанами, выходы которых связаны с атмосферой, а управляющие входы подключены к линиям задания позиций, и два дросселя, каждый из которых подключен к разноименным полостям пневмоцилиндра и к источнику давления (1) .

Недостаток известного многопозиционного привода — малое быстродействие.

Быстродействие такого типа приводов зависит от соотношения пневмосопротивлений дросселей, связывающих полости пневмоцилиндра с источником давления и каналов„выполненных в гильзе.

Если пневмосопротивления входных дросселей значительно больше пневмосопротивления каналов в гильзе, то пневмоцилиндр обеспечит большую скорость перемещения рабочего органа, но не может обеспечить его точный останов в заданной позиции в силу того, что пневмоцилиндр начнет работать в незатухающем колебательном режиме.

5 Известен многопозиционный пневмопривод, содержащий пневмоцилиндр, каждая из полостей которого соединена через электропневмоклапан с соответствующим источником давления, жестко связанную с пневмоцилиндром рейку с двумя рядами отверстий, соответствующих числу и расположению позиций привода, электрические линии задания позиций, общей точкой связанные с первой клеммой источника напряжения, блок сравнения, три элемента ИЛИ, элемент «Память», элемент типа «Сопло-приемный канал«, два приемных сопла и индикатор останова привода в заданной позиции (2).

Данный привод обеспечивает высокое быстродействие при сохранении высокой точности останова в заданной позиции. Однако к его недостаткам следует отнести сложность конструкции, а также недостаточно высокую надежность работы и долговечность.

Невысокая долговечность привода определяется тем, что в теле гильзы пневмоцилинд954643

1о

15 го

25 зо

55 ра выполнены отверстия. Поэтому резиновые манжеты и кольца, применяемые для уплотнения поршней пневмоцилиндров, соприкасаясь при движении с кромками этих отверстий, быстро выходят из строя. Кроме того, резиновые уплотнения не имеют четких занимающих строго определенное положение кромок, что может привести к снижению точности останова. Использование поршней пневмоцилиндров . из бронзы, фторопласта или капрона затруднено в силу жестких требований к точности их изготовления. Шаг позиционирования, т.е. расстояние между каналами в приводе не может быть меньше ширины поршня. В мощных (силовых) пневмоцилиндрах ширина поршня составляет несколько десятков миллиметров. Таким образом, недостатком известного привода является также сложность обеспечения малого (3 — 5 мм) шага позиционирования.

Цель изобретения — упрощение конструкции, повышение точности и надежности работы привода.

Поставленная цель достигается тем, что многопозиционный привод, содержащий пневмоцилиндр с поршнем, каждая из полостей которого соединена через основной электропневмоклапан с соответствующим каналом питанйя, жестко связанную с пневмоцилиндром рейку с отверстиями, соответствующими числу и расположению позиций привода, и электрические управляемые переключатели задания положения привода, входы которых соединены с первой клеммой источника напряжения, дополнительно содержит фиксатор, установленный с возможностью кинематического замыкания с отверстиями рейки, блок управления фиксатором, два дополнительных электропневмоклапана, выходы которых соединены с приводом фиксатора, контакты, жестко связанные с пневмоцилиндром и соответствующие числу и расположению позиций привода, и две изолированные одна от другой и расположенные на одной прямой токопроводящие шины, установленные с возможностью взаимодействия с контактами, причем зазор между шинами размещен на уровне расположения фиксатора, входы блока управления фиксатором подключены параллельно обмоткам основных электропневмоклапанов, а его выходы — к обмоткам дополнительных электропневмоклапанов, выходы электрических управляемых переключателей соединены с соответствующими контактами, а шины через обмотку соответствующих основных электропневмоклапанов подключены ко второй клемме источника напряжения.

На чертеже приведена схема устройства.

Привод состоит из пневмоцилиндра 1, полости которого через основные электропневмоклапаны 2 и 3 связаны с каналом давления Р! и Рг питания. Пневмоцилиндр 1 жестко связан с рейкой 4, имеющей отверстия 5, число и расположение которых соот4 ветствует числу и расположению позиций привода. Против начального положения привода (при неподвижном штоке пневмоцилиндра начальное положение привода соответствует положению поршня) установлен фиксатор 6, в качестве привода которого может быть использован электромагнит, пневмоцилиндр и т.д. В данном случае фиксатор выполнен в виде пневмоцилиндра, полости которого через дополнительные электропневмоклапаны 7 и 8 связаны с каналом давления Р, литания. На пневмоцилиндре жестко закреплены электрические контакты 9, число и расположение которых соответствует числу и расположению позиций привода. Привод содержит также две электрически изолированные друг от друга неподвижные токопроводящие шины 1Î, установленные с зазором на уровне расположения фиксатора 6 и с возможностью электрического взаимодействия с контактами 9. Каждая из шин IO через обмотку соответствующего электропневмоклапана 1 и 3 подключена ко второй клемме источника 11 напряжения. Контакты 9 линиями 12 соединены через электрические управляемые переключатели 13 с первой клеммой источника 11 напряжения. Параллельно обмоткам электропневмоклапанов 2 и 3 включен блок 14 управления фиксатором 6. Обмотки электропневмоклапанов 7 и 8 подключены к выходам блока 14 управления фиксатором.

Привод работает следующим образом.

В исходном положении все переключатели 13 разомкнуты, а следовательно, обесточены и обмотки электропневмоклапанов 2 и

3. Электропневмоклапаны 2 и 3 выполнены нормально закрытыми, т.е. при отсутствии напряжения на их обмотках они пропускают сжатый воздух от каналов давления Р1 и

Рг питания соответственно в верхнюю и нижнюю полости пневмоцилиндра 1.

Значения давлений Р1 и Р подобраны таким образом, чтобы пневмоцйлиндр 1 был неподвижен.

При обесточенных обмотках электропневмоклапанов 2 и 3 на первом выходе блока 14 управления фиксатором 6 формируется сигнал, включающий электропневмоклапан 7, подающий сжатый воздух от канала давления Рз питания в левую полость пневмоцилиндра-фиксатора 6. Конический конец штока фиксатора 6 находится в отверс тии 5, расположенном против поршня пневмоцилиндра.

Предположим, что привод находится в по ложении, изображенном на чертеже и его необходимо перевести в крайнюю нижнюю позицию. Для этого необходимо замкнуть верхний переключатель 13. При этом напряжение от источника 11 через контакт 9 и верхнюю шину 10 подается к обмотке электропневмоклапана 2. Одновременно напряжение подаетс и на вход блока 14 управления

954643 пневмоцилиндром-фиксатором 6. На первом выходе блока 14 сигнал пропадает, электропневмоклапан 7 выключается; а на втором выходе блока 14 появляется напряжение, включающее электропневмоклапан 8, подводящий давление Р в правую полость пнев- 5 моцилиндра-фиксатора 6. Шток пневмоцилиндра-фиксатора 6 занимает крайнее левое положение (сжатый воздух из левой полости пневмоцилиндра-фиксатора 6 выдавливается через атмосферный канал выключенного электропневмокла пана) .

1О

Включается также электропневмоклапан 2 и через его атмосферный канал верхняя полость пневмоцилиндра 1 начинает опоражниваться. Под действием давления

Р2 пневмоцилиндр 1 начинает опускаться

Г5 вниз, при этом верхний контакт 9 скользит по верхней шине 10, подводя напряжение к обмотке электропневмоклапана 2. Как только верхний контакт 9 оказывается в зазоре между шинами 10, т.е. в заданной позиции, электропневмоклапан 2 обесточивается и 20 сжатый воздух от источника давления Р1 начинает поступать в верхнюю полость пневмоцилиндра 1. Одновременно пропадает напряжение на входе блока 14 и на его первом выходе появляется сигнал, а на втором выходе сигнал пропадает. В результате электропневмоклапан 8 выключается, а электропневмоклапан 7 включается, подавая сжатый воздух от канала давления P питания в левую полость пневмоцилиндра-1риксатора 6. Шток фиксатора 6 занимает крайнее правое поло30 . жение и его коническии конец входит в верхнее отверстие 5 рейки 4; фиксируя пневмоцилиндр в заданной позиции. Быстродействие пневмоцилиндра-фиксатора 6 и его блока управления значительно выше быстродействия пневмоцилиндра 1. Поэтому пнев- з5 моцилиндр после отключения электропневмоклапана 2 не успевает «проскочить» заданную позицию. Более высокое быстродействие фиксатора позволяет также при подаче управляющей команды, т.е. замыкании соответствующего контакта, обеспечить сна- 40 чала отвод штока фиксатора в крайнее левое положение, а затем уже перемещение пневмоцилиндра. Кроме того, выполнение конца штока пневмоцилиндра-фиксатора 6 конусообразным, позволяет обеспечить точный ос- 45 танов пневмоцилиндра в заданной позиции при разных скоростях его перемещения.

Аналогичным образом производится установка приплода в любую из заданных позиций.

При неподвижном пневмоцилиндре 1 контакты 9 располагаются на штоке. Схема управления приводом остается неизменной.

Эффективность изобретения определяется упрощением конструкции многопозиционного привода, повышением его надежности и точности работы.

Формула изобретения

Многопозиционный электропневматический привод, содержащий пневмоцилиндр с поршнем, каждая из полостей которого сое динена через основной электропневмоклапан с соответствующим каналом питания, жестко связанную с пневмоцилиндром рейку с отверстиями, соответствующими числу и расположению позиций привода, и электрические управляемые переключатели задания положения привода, входы которых соединены с первой клеммой источника напряжения, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, повышения точности и надежности привода, он содержит фиксатор, установленный с возможностью кинематического замыкания с отверстиями рейки, блок управления фиксатором, два дополнительных электропневмоклапана, выходы которых соединены с приводом фиксатора, контакты жестко связанные с пневмоцилиндром и соответствующие числу и расположению позиций привода, и две изолированные одна от другой и расположенные на одной прямой токопроводящие шины, установленные с возможностью взаимодействия с контактами, причем зазор между шинами размещен на уровне расположения фиксатора, входы блока управления фиксатором подключены параллельно обмоткам основных электропневмоклапанов, а его выходы — к обмоткам дополнительных электропневмоклапанов, выходы электрических управляемых переключателей соединены с соответствующими контактами, а шины через обмотки соответствующих основных электропневмоклапанов подключены к второй клемме источника напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Пневматика и гидравлика. М., «Машиностроение», вып. 2: 1975, с. 279, рис. 1.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2889880/12-24, кл. P 15 В 903, 1980 (прототип) .

954643

Составитель Н.,Лапин

Редактор С. 1Оско Техред А. Бойкас Корректор О. Билак

Заказ 6165/33 Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K — 35, Раушская наб.; д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4