Mechatroninių sistemų pneumatiniai įtaisai

Mobilios mašinos, robotai ir įvairios mechatroninės sistemos pavarų dėka turi galimybę judinti arba keisti savo dalių padėtį. Tos ar kitos sistemos dalies judėjimo kryptis vadinama laisvės laipsniu, ir kuo daugiau laisvės laipsnių turi pavara, tuo didesnis mašinos, roboto ar pavaros mobilumas.

Priklausomai nuo pavaros tipo, pasiekiamas daugiau ar mažiau kokybiškas mašinos dalių sąveikos vienas su kitu įgyvendinimas, taip pat jos veikimo efektyvumas ir lankstumas. Pavaros tipo pasirinkimas yra sudėtinga užduotis, kurią sistemos projektavimo etape sprendžia robotų inžinieriai ir technologai.

Vienas iš populiariausių naudojamų diskų tipų mechatroninėse sistemose — pneumatinė pavara… Čia kaip darbo terpė naudojamos dujos, dažniausiai suslėgtas oras, kurio energija varo mechanizmą. Štai kodėl pneumatinės pavaros yra pigios, patikimos, lengvai nustatomos ir eksploatuojamos bei saugios ugniai.Darbinio skysčio (oro) pirkimas ir išmetimas nekainuoja.

Tačiau yra tam tikrų trūkumų, pavyzdžiui, dėl prasto vamzdžių sandarumo gali sumažėti darbinis slėgis, dėl kurio prarandama galia ir greitis, taip pat gali kilti padėties nustatymo komplikacijų. Nepaisant to, pneumatiniai varikliai, pneumatiniai cilindrai ir pneumatiniai pneumatiniai varikliai šiandien plačiai naudojami robotuose ir mobiliosiose mašinose.

Pažvelkime į tipišką įrenginį pneumatinė pavara… Pneumatinė pavara būtinai apima kompresorių ir oro variklį. Šiuo deriniu sistema gali konvertuoti mechanines pavaros charakteristikas pagal apkrovos reikalavimus.

Pneumatinės transliacinio judėjimo pavaros yra dviejų padėčių, kai darbinio kūno judėjimas atliekamas tarp dviejų galinių padėčių, taip pat daugiapadėčiai, kai judesys atliekamas skirtingose ​​padėtyse.

Pagal veikimo principą pneumatinės pavaros gali būti vieno veikimo (kai spyruoklė suteikia grįžimą į pradinę padėtį) arba dvigubo veikimo (grąžinimas, kaip ir darbinis judesys, sukuriamas suspausto oro). Pneumatinės linijinės pavaros daugiausia skirstomos į du tipus: stūmoklį ir membraną.

Pneumatinėje stūmoklinėje pavaroje stūmoklis juda cilindre, veikiamas suspausto oro arba spyruoklės (vieno veikimo pavaros grįžtamąjį eigą užtikrina spyruoklė).Pneumatinėje diafragminėje pavaroje kameros, padalytos diafragma į dvi ertmes, vienoje pusėje yra suslėgtas oras, spaudžiantis diafragmą, o kitoje pusėje prie diafragmos pritvirtintas strypas, kuris iš diafragmos gauna išilginę jėgą. Taigi pneumatinė pavara sėkmingai naudojama ciklinėse valdymo sistemose, pavyzdžiui, manipuliatoriuose su horizontalaus koto judėjimu.

Funkciškai pneumatinę pavarą galima suskirstyti į keturis blokus: oro paruošimo bloką, suspausto oro paskirstymo įrenginį, pavaros variklį ir suspausto oro perdavimo sistemą pavaroms.

Oro kondicionavimo įrenginyje oras išdžiovinamas ir išvalomas nuo dulkių. Pagal programą paskirstymo blokas atidaro arba uždaro (vožtuvų pagalba) suspausto oro padavimą į pavaros variklių ertmę.

Vožtuvai dažniausiai valdomi elektromagnetais arba taip pat pneumatiškai (jei aplinka yra sprogi). Vykdomasis variklio blokas iš tikrųjų yra cilindrai su stūmokliais, kurie sukasi arba juda tiesia linija – pneumatiniai cilindrai, kurie skiriasi tam tikrais poslinkiais, jėgomis ir greičiais.

Kiekvienas variklis turi savo darbo ciklą, o ciklų seka yra griežtai nustatyta technologinio proceso ir kontroliuojama atitinkamos programos. robotų valdymo sistemos… Suslėgto oro perdavimo į skirtingus įrenginius sistema naudoja skirtingų sekcijų pneumatines pavaras, atsižvelgiant į atliekamą užduotį.

Iš esmės energijos perdavimas ir konvertavimas pneumatinėje pavaroje atrodo taip.Pagrindinis variklis varo kompresorių, kuris suspaudžia orą. Tada suslėgtas oras per valdymo įrangą paduodamas į pneumatinį variklį, kur jo energija paverčiama mechanine energija (stūmoklio, strypo judėjimas). Po to darbinės dujos išleidžiamos į aplinką, tai yra negrįžta į kompresorių.

Vargu ar galima pervertinti pneumatinių pavarų pranašumus. Palyginti su skysčiais, oras yra labiau suspaudžiamas, mažiau tankus ir klampus, skystesnis. Oro klampumas didėja didėjant slėgiui ir temperatūrai.

Tačiau kadangi ore visada yra nedidelis vandens garų kiekis ir jis neturi tepimo savybių, kyla pavojus, kad kamerų darbiniuose paviršiuose susidarys žalingas kondensatas. Todėl pneumatinėms pavaroms reikia kondicionavimo, tai yra, joms iš anksto suteikiamos tokios savybės, kad būtų pratęstas pavaros, kurioje ji naudojama kaip darbo aplinka, tarnavimo laikas.