Безштоковий пневмоциліндр сервопривода

Безштоковий пневмоциліндр сервопривода, що містить корпус квадратного перерізу з подовжнім прорізом і кришками, збірний поршень з повід 3 давачів, які мають постійний контакт з напрямними і схильні до зносу, що негативно впливає на точність позиціонування вихідної ланки модуля - каретки. На точність позиціонування також може негативно впливати зміщення давача відносно пневмоциліндра внаслідок теплових і силових деформацій кронштейнів, що їх з’єднують, наявність яких приводить до збільшення маси модуля і погіршує динамічні характеристики маніпуляційних механізмів. Зовнішнє розташування давача може приводити до його пошкоджень при несанкціонованому тепловому і силовому впливі. В основу передбачуваного винаходу покладена задача зменшення ваго-габаритних параметрів безштокових пневмоциліндрів сервоприводів, підвищення точності позиціонування і поліпшення динамічних характеристик. Суть винаходу полягає в тому, що у відомій конструкції безштокового пневмоциліндра, який входить до складу модуля сервопривода, що містить корпус квадратного перерізу з поздовжнім прорізом і кришками, збірний поршень з поводком, каретку з напрямними, дроселі, а також демпфуючі і ущільнювальні елементи, в головках збірного поршня виконані центральні наскрізні отвори з концентричними розточками, в яких встановлені кільцеві ущільнювальні манжети і кільцевий постійний магніт магнітострикційного давача переміщень, який закріплений в центральному наскрізному різьбовому отворі однієї з кришок, стрижньовий хвилевід якого має круглий переріз і проходить через ущільнювальні магніти і кільцевий магніт, а його зовнішній кінець розміщений в глухому центральному отворі на внутрішній стороні другої кришки. При порівнянні аналогів і прототипу з запропонованим технічним рішенням видно, що останнє характеризується наступними новими технологічними властивостями. По-перше, запропонований безштоковий пневмоциліндр сервопривода має менші габаритні розміри, що позитивно впливає на його вмонтованість у виконавчі маніпуляційні механізми і дозволяє зменшити їх габарити, а отже, сприяє їх використанню для обмежених виробничих просторів і площ. По-друге, запропонований пневмоциліндр має меншу масу за рахунок усунення монтажних елементів у вигляді різних скоб, кронштейнів, пластин і т.п., що позитивно впливає на динаміку маніпуляційних механізмів і самих циліндрів, отже дозволяє підвищити швидкодію і точність переміщень. По-третє, наявність у пневмоциліндра давача, чутливий елемент якого, в цьому випадку хвилевід, який розміщено всередині конструкції, підвищує надійність і термін служби внаслідок захищеності від несанкціонованого зовнішнього теплового або силового впливу. По-четверте, наявність стрижньового хвилевода у вигляді двоопорної балки сприяє підвищенню точності центрування збірного поршня, який отримав, по суті, дві проміжні додаткові пружні опори у вигляді комірців манжет, отже знижує нерівномірність зносу основних кільцевих ущільнень 87708 4 поршня, що приводить до перетікання (витокам) повітря, що є надто дорогим енергоносієм, і поліпшує екологічні показники. На фіг. 1 показана в розрізі конструкція безштокового пневмоциліндра сервопривода; на фіг. 2 - поперечний переріз корпусу пневмоциліндра. Безштоковий пневмоциліндр (фіг. 1) виконаний на основі профільного корпусу 1 квадратного перерізу (фіг. 2) з розмірами АхА з крізним отвором діаметром D під головки 2 і 3 збірного поршня, механічно пов'язаного поводком 4, що проходить через подовжній проріз 5, з кареткою 6, яка встановлена на зовнішніх напрямних корпуса (на фіг. не показані). Закріплення корпусу на технологічному обладнанні здійснюється за допомогою подовжніх профільних канавок Т-подібної форми 6 на його трьох зовнішніх твірних. Герметизація робочих порожнин пневмоциліндра забезпечується ущільнювальною стрічкою 7, а її захист від попадання пилу, бруду і відходів виробництва - стальною стрічкою 8. Кінці стрічок закріплені на кришках 9 і 10, в яких розміщені дроселі 11, які регулюються, і трубчасті плунжери 12, що призначені для демпфування збірного поршня в кінцевих точках переміщення. У правій кришці 10 корпусу, що має отвори 13 і 14 для підведення стислого повітря від пневморозподільникв в робочі порожнини пневмоциліндра, виконаний центральний різьбовий отвір для закріплення корпусу 15 магнітострикційного стрижневого. давача переміщень, хвилевід 16 якого має круглий переріз й проходить із зазором через отвори в трубчастих плунжерах 12,центральні отвори в головках 2 і 3 збірного поршня, а також через отвір кільцевого постійного магніту 17, встановленого в розточці головки 3 (можливе установлення магніту і в головці 2). Зовнішній (вільний) кінець хвилевода 16 розміщений в глухому отворі на внутрішньому боці кришки 9. Ущільнення (герметизація) робочих порожнин в місцях проходження хвилевода через головки збірного поршня здійснюється за допомогою ущільнювальних манжет 18. Працює пневмоциліндр наступним чином. При підключенні тиску повітря, наприклад, до живильного отвору 13, він поступає по внутрішньому каналу в ліву робочу порожнину і спричиняє переміщення збірного поршня праворуч, який за допомогою поводка 4 переміщує в цьому ж напрямі каретку 6. Ущільнення робочих порожнин в місцях подовжнього прорізу 5 здійснюється профільною еластичною ущільнювальною стрічкою 7, що притискується до фігурного заглиблення в зоні прорізу тиском повітря. Кільцевий магніт 17, який переміщується разом з поршнем, впливає своїм магнітним полем на подовжні хвилі деформації, що збуджуються з певною частотою в хвилеводі, породжуючи крутильні коливання (деформації) останнього, які сприймаються перетворювачем давача. Визначаючи час між подачею подовжнього імпульсу і прийомом імпульсу крутильних коливань, можна з високою точністю (до 1...5 мкм) визначили абсолютну величину переміщення магніту, отже і поршня з кареткою. 5 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 87708 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601