Составление структурные схемы пневматические сильфонные исполнительные механизмы

СОСТАВЛЕНИЕ СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ СИЛЬФОННЫЕ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ
Цель работы: изучения составление структурные схемы пневматические сильфонные исполнительные механизмы.
Сильфонные цилиндры применяются для получения малых линейных перемещений выходного звена. Сильфон представляет собой упругую гофрированную цилиндрическую оболочку, раз­деляющую две среды, находящиеся под разным давлением (рис. 45). Материал, применяемый для сильфонов, - полутомпак, фосфористая бронза, коррозионно-стойкая сталь, бериллиевая бронза, монель-металл и эластомеры.
Сильфоны имеют наружный диаметр от 5 до 250 мм. Рабо­чее давление определяется количеством слоев материала, из ко­торого изготовлены стенки. Однослойные сильфоны рассчиты­ваются на давление от 0,2 до 3 МПа, причем большим диаметрам соответствуют меньшие давления.

Многослойные сильфоны применяют при давлениях до 15 МПа (рабочая среда - жидкость). Максимальное перемеще­ние металлического сильфона обычно не превышает 25 % его свободной длины, причем 15 % приходится на сжатие и 10 % - на растяжение.

Сильфоны предпочтительнее нагружать внешним давле­нием, которое может превышать давление при внутреннем на­гружении на 25.. .30 %.
За эффективный диаметр сильфона обычно принимают средний диаметр гофров. Тогда, если при малом перемещении пренебречь жесткостью сильфона, развиваемое усилие можно вычислить по формуле

где - средний диаметр гофров сильфона: d_ср = ( + d₂ )2 ; d_h, d₂ - соответственно внешний и внутренний диаметр гофров (обычно d^d₂ << 2).

Применение пневматических систем объясняется их взры- во- и пожаробезопасностью, высокой надёжностью, простотой обслуживания, сравнительно небольшой стоимостью.
К основным недостаткам пневматических ИМ можно от­нести ограниченное быстродействие, что обусловлено конечной скоростью распространения сигналов в пневмолиниях и отрица­тельно сказывается на качестве управления; необходимость обеспечения линией сжатого воздуха. Пневматические ИМ не­возможно использовать для вырабатывания перемещения с уси­лием более 3-4 т.
При автоматизации процессов химической технологии, инерционность большинства которых часто исчисляется ми­нутами, а иногда и часами, их применение возможно даже при большой протяжённости пневмолиний, запаздывание распространения сигнала в которых не приводит к заметному влиянию на переходный процесс и ухудшению качества регу­лирования.
Пневматические исполнительные механизмы различаются по виду чувствительного элемента, преобразующего энергию командного сигнала в перемещение выходного звена, и по ха­рактеру перемещения выходного звена.
По виду чувствительного элемента пневматические испол­нительные механизмы подразделяются:

• 
  на мембранные;
  
• 
  поршневые;
  
• 
  лопастные.
  

Лопастные механизмы обеспечивают поворотное движение выходного вала, остальные - возвратно-поступательное движение штока, которое может быть преобразовано в поворотное с помо­щью дополнительного устройства.
По способу обеспечения возвратного перестановочного усилия пневматические исполнительные механизмы подразде­ляются: на пружинные, беспружинные.
В пружинных механизмах давление в рабочей полости создает перестановочное усилие в одном направлении, обрат­ный ход обеспечивается за счет силы упругости пружины.
В беспружинных конструкциях давление на чувствитель­ном элементе обеспечивает перестановочное усилие в обоих на­правлениях. В пружинных исполнительных механизмах при аварийном прекращении подачи энергии пружина устанавлива­ет затвор в одно из крайних положений.