SMC Пневмоавтоматика - 2013

SMC Pneumatik LLC
МЕЖДУНАРОДНЫЕ КУРСЫ
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
Издано
ООО “ЭС ЭМ СИ ПНЕВМАТИК”
Санкт-Петербург
2013
ÏÐÅÄÈÑËÎÂÈÅ
Íàñòîÿùåå ó÷åáíîå ïîñîáèå ñîñòàâëåíî íà îñíîâå àíãëèéñêîãî
èçäàíèÿ «Ïíåâìàòè÷åñêàÿ òåõíîëîãèÿ», îïóáëèêîâàííîãî êîìïàíèåé
SMC Pneumatics (UK) Ltd (Pneumatic Technology. International
Training/Published by SMC Pneumatics (UK) Ltd. Reprint 1996, 96
pages). Ïðè èçäàíèè íà ðóññêîì ÿçûêå ó÷åáíîå ïîñîáèå áûëî äîïîëíåíî
ðàçäåëîì «Âàêóóìíûå òåõíîëîãèè». Ïðè ïåðåèçäàíèè â 2013 ãîäó
ó÷åáíîå ïîñîáèå ñóùåñòâåííî ïåðåðàáîòàíî.
 ïîñîáèè èçëîæåíû îñíîâû ïðîìûøëåííîé ïíåâìîàâòîìàòèêè.
Îñîáûé èíòåðåñ êíèãà ïðåäñòàâëÿåò äëÿ òåõ, êòî òîëüêî ñîáèðàåòñÿ
èçó÷àòü ïíåâìàòè÷åñêèå ñèñòåìû.  ïîñîáèè â äîñòóïíîé ôîðìå
èçëîæåíû îñíîâû ôóíêöèîíèðîâàíèÿ è óñòðîéñòâà ïíåâìàòè÷åñêèõ
ñèñòåì, à òàêæå ïðèâåäåíû êîíñòðóêöèè îòäåëüíûõ ýëåìåíòîâ è
îïèñàíèÿ ïðèíöèïà èõ ðàáîòû.
 ïðåäëàãàåìîì ïîñîáèè ñîäåðæèòñÿ ïîëåçíàÿ èíôîðìàöèÿ äëÿ
èíæåíåðîâ-ïðàêòèêîâ, êîòîðûå, âîçìîæíî, áîëåå ïîëíî ïîçíàêîìÿòñÿ
ñ ñîâðåìåííûì ïíåâìàòè÷åñêèì îáîðóäîâàíèåì. Êíèãà ìîæåò òàêæå
ïðåäñòàâëÿòü èíòåðåñ äëÿ ëþáîçíàòåëüíûõ íåïðîôåññèîíàëîâ,
æåëàþùèõ ïðîñòî ïîëó÷èòü ïðåäñòàâëåíèå î òîì, êàê ðàáîòàþò
ïíåâìàòè÷åñêèå ñèñòåìû.
 ïðåäñòàâëåííûõ ìàòåðèàëàõ ñîäåðæèòñÿ ìíîãî ïîëåçíûõ ñâåäåíèé:
êîýôôèöèåíòû ïåðåñ÷åòà è ðàçëè÷íûå òàáëèöû äàííûõ, óñëîâíûå
ãðàôè÷åñêèå îáîçíà÷åíèÿ ïíåâìàòè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ, îñíîâíûå
ïðèíöèïèàëüíûå ïíåâìàòè÷åñêèå ñõåìû ñ ïîäðîáíûì îáúÿñíåíèåì èõ
ðàáîòû, îñíîâ ïîñòðîåíèÿ, íàçíà÷åíèÿ è ïðèìåíåíèÿ.
© Âñå ïðàâà íà äàííóþ ïóáëèêàöèþ çàðåãèñòðèðîâàíû. Íè îäíà èç åå
÷àñòåé íå ïîäëåæèò âîñïðîèçâåäåíèþ, õðàíåíèþ â èíôîðìàöèîííîïîèñêîâûõ ñèñòåìàõ èëè ïåðåäà÷å â ëþáîé ôîðìå, à èìåííî: ñ
ïîìîùüþ ýëåêòðîííûõ, ìåõàíè÷åñêèõ, ôîòîãðàôè÷åñêèõ èëè èíûõ
çàïèñûâàþùèõ ñèñòåì, áåç ïèñüìåííîãî ðàçðåøåíèÿ àâòîðîâ.
ÑÎÄÅÐÆÀÍÈÅ
1. ÂÂÅÄÅÍÈÅ ........................................................................................ 9
ÃÄÅ ÏÐÈÌÅÍßÅÒÑß ÏÍÅÂÌÀÒÈÊÀ ................................................. 9
ÏÐÅÈÌÓÙÅÑÒÂÀ ÑÆÀÒÎÃÎ ÂÎÇÄÓÕÀ ..........................................10
Äîñòóïíîñòü .................................................................................10
Ïðîñòîòà õðàíåíèÿ ........................................................................11
Ïðîñòîòà êîíñòðóêöèè è óïðàâëåíèÿ ...............................................11
Âîçìîæíîñòü îáåñïå÷åíèÿ ðàçëè÷íûõ âèäîâ äâèæåíèÿ .......................11
Ýêîíîìè÷íîñòü .............................................................................11
Íàäåæíîñòü è äîëãîâå÷íîñòü .........................................................11
Óñòîé÷èâîñòü ê âíåøíèì âîçäåéñòâèÿì ............................................11
Ýêîëîãè÷åñêàÿ ÷èñòîòà...................................................................11
Áåçîïàñíîñòü ................................................................................11
2. ÏÍÅÂÌÀÒÈ×ÅÑÊÀß ÑÈÑÒÅÌÀ ÓÏÐÀÂËÅÍÈß ................................13
ÏÎÄÑÈÑÒÅÌÀ ÏÐÎÈÇÂÎÄÑÒÂÀ ÑÆÀÒÎÃÎ ÂÎÇÄÓÕÀ ....................14
ÏÎÄÑÈÑÒÅÌÀ ÏÎÒÐÅÁËÅÍÈß ÑÆÀÒÎÃÎ ÂÎÇÄÓÕÀ ......................15
3. ÔÈÇÈ×ÅÑÊÈÅ ÎÑÍÎÂÛ ÏÍÅÂÌÀÒÈÊÈ .........................................16
ÅÄÈÍÈÖÛ ÈÇÌÅÐÅÍÈß .................................................................16
Åäèíèöû èçìåðåíèÿ, íå îòíîñÿùèåñÿ ê ìåòðè÷åñêîé ñèñòåìå ..............17
Äàâëåíèå......................................................................................18
ÑÂÎÉÑÒÂÀ ÃÀÇÎÂ ...........................................................................19
Èçîòåðìè÷åñêèé ïðîöåññ (Çàêîí Áîéëÿ - Ìàðèîòòà) ..........................19
Èçîáàðè÷åñêèé ïðîöåññ (Çàêîí Ãåé-Ëþññàêà) ...................................20
Èçîõîðè÷åñêèé ïðîöåññ (Çàêîí Øàðëÿ) ...........................................21
Óðàâíåíèå ñîñòîÿíèÿ ãàçà (Óðàâíåíèå Ìåíäåëååâà-Êëàïåéðîíà) .........21
Àäèàáàòè÷åñêèé (èçîýíòðîïè÷åñêèé) ïðîöåññ ....................................22
Ðàñõîä .........................................................................................23
Íîðìàëüíûé îáúåì .......................................................................24
Óðàâíåíèå Áåðíóëëè...............................................................24
Âëàæíîñòü âîçäóõà........................................................................25
Îòíîñèòåëüíàÿ âëàæíîñòü .....................................................26
Äàâëåíèå è ðàñõîä ........................................................................28
Êàê ïîëüçîâàòüñÿ ãðàôèêîì ....................................................29
Ôîðìóëû äëÿ òî÷íîãî ðàñ÷åòà................................................30
4
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
4. ÏÐÎÈÇÂÎÄÑÒÂÎ È ÐÀÑÏÐÅÄÅËÅÍÈÅ ÑÆÀÒÎÃÎ ÂÎÇÄÓÕÀ..........32
ÊÎÌÏÐÅÑÑÎÐÛ ..............................................................................32
ÊÎÌÏÐÅÑÑÎÐÛ Ñ ÂÎÇÂÐÀÒÍÎ-ÏÎÑÒÓÏÀÒÅËÜÍÛÌ ÄÂÈÆÅÍÈÅÌ
ÐÀÁÎ×ÅÃÎ ÎÐÃÀÍÀ .........................................................................33
Îäíîñòóïåí÷àòûé ïîðøíåâîé êîìïðåññîð .........................................33
Äâóõñòóïåí÷àòûé ïîðøíåâîé êîìïðåññîð .........................................34
Ìåìáðàííûé êîìïðåññîð ...............................................................34
Ðîòîðíûå êîìïðåññîðû ..................................................................35
Ïëàñòèí÷àòûé êîìïðåññîð .....................................................35
Âèíòîâîé êîìïðåññîð .............................................................36
Ðàáî÷èå ïàðàìåòðû êîìïðåññîðà .....................................................37
Îáúåìíûé ÊÏÄ .....................................................................37
Òåïëîâûå ïîòåðè è îáùèé ÊÏÄ ..............................................37
ÂÑÏÎÌÎÃÀÒÅËÜÍÎÅ ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ ÊÎÌÏÐÅÑÑÎÐÎÂ .............39
Ðåñèâåð .......................................................................................39
Îïðåäåëåíèå ðàçìåðîâ ðåñèâåðà ...............................................39
Âõîäíîé ôèëüòð ...........................................................................40
ÓÄÀËÅÍÈÅ ÂËÀÃÈ ÈÇ ÂÎÇÄÓÕÀ ....................................................40
Îõëàäèòåëè ..................................................................................40
Âîçäóøíîå îõëàæäåíèå ...........................................................41
Âîäÿíîå îõëàæäåíèå ...............................................................41
Îñóøèòåëè âîçäóõà .......................................................................42
Àáñîðáöèîííàÿ îñóøêà ...........................................................42
Àäñîðáöèîííàÿ îñóøêà ...........................................................43
Îñóøêà îõëàæäåíèåì (êîíäåíñàöèîííàÿ) .................................44
Ìàãèñòðàëüíûé ôèëüòð .................................................................45
ÐÀÑÏÐÅÄÅËÅÍÈÅ ÂÎÇÄÓÕÀ ...........................................................46
Ëèíåéíàÿ ìàãèñòðàëü.....................................................................47
Êîëüöåâàÿ ìàãèñòðàëü ...................................................................47
Îòâîäû ........................................................................................48
Àâòîìàòè÷åñêèå êîíäåíñàòîîòâîä÷èêè ..............................................48
Îïðåäåëåíèå ðàçìåðîâ òðóáîïðîâîäîâ .............................................50
Ìàòåðèàëû äëÿ òðóáîïðîâîäîâ .......................................................52
Ñòàíäàðòíàÿ ãàçîâàÿ òðóáà ..................................................52
Òðóáû èç íåðæàâåþùåé ñòàëè.................................................53
Ìåäíûå òðóáû ......................................................................53
Ðåçèíîâûå òðóáû (“âîçäóøíûå øëàíãè”) .................................54
Ïëàñòìàññîâûå òðóáîïðîâîäû ................................................54
Ôèòèíãè â ïíåâìàòè÷åñêèõ ñèñòåìàõ .....................................55
5. ÏÎÄÃÎÒÎÂÊÀ ÂÎÇÄÓÕÀ .................................................................57
ÔÈËÜÒÐÀÖÈß..................................................................................57
Ñòàíäàðòíûé ôèëüòð ...........................................................57
Ôèëüòðû òîíêîé î÷èñòêè (ìèêðîôèëüòðû) ............................59
Ôèëüòðû ñâåðõòîíêîé î÷èñòêè ..............................................60
Содержание
5
Âûáîð ôèëüòðà .....................................................................60
ÊÀ×ÅÑÒÂÎ ÑÆÀÒÎÃÎ ÂÎÇÄÓÕÀ .....................................................60
Ñòåïåíü ôèëüòðàöèè......................................................................60
ÐÅÃÓËÈÐÎÂÊÀ ÄÀÂËÅÍÈß .............................................................65
Ñòàíäàðòíûé ðåãóëÿòîð .................................................................66
Ðåãóëÿòîð íåïðÿìîãî äåéñòâèÿ (ñ ïèëîòíûì óïðàâëåíèåì) .................69
Ôèëüòð-ðåãóëÿòîð .........................................................................70
Õàðàêòåðèñòèêè ...................................................................70
Îïðåäåëåíèå ðàçìåðîâ ðåãóëÿòîðîâ è ôèëüòðîâ ................................71
ÑÌÀÇÊÀ ÏÍÅÂÌÀÒÈ×ÅÑÊÎÃÎ ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈß ...........................72
Ïðîïîðöèîíàëüíûå ìàñëîðàñïûëèòåëè .............................................72
ÁËÎÊÈ ÏÎÄÃÎÒÎÂÊÈ ÂÎÇÄÓÕÀ (ÔÐÌ) .........................................74
Ðàçìåðû è ìîíòàæ.................................................................75
6. ÈÑÏÎËÍÈÒÅËÜÍÛÅ ÓÑÒÐÎÉÑÒÂÀ ...............................................76
ÏÍÅÂÌÀÒÈ×ÅÑÊÈÅ ÖÈËÈÍÄÐÛ ...................................................76
Öèëèíäð îäíîñòîðîííåãî äåéñòâèÿ ..................................................76
Öèëèíäð äâóñòîðîííåãî äåéñòâèÿ ....................................................77
Óñòðîéñòâî öèëèíäðà ............................................................78
Äåìïôèðîâàíèå ......................................................................78
Ñïåöèàëüíûå ýëåìåíòû êîíñòðóêöèè öèëèíäðîâ................................79
Äâóõñòîðîííèé øòîê .............................................................79
Çàùèùåííûé îò ïðîâîðà÷èâàíèÿ øòîê ....................................80
Ñäâîåííûé øòîê ....................................................................81
Ïëîñêèé öèëèíäð ...................................................................81
Òàíäåì-öèëèíäð .....................................................................81
Ìíîãîïîçèöèîííûé öèëèíäð ....................................................82
Ìîíòàæ öèëèíäðîâ .......................................................................83
Øàðîâûå øàðíèðû .................................................................83
Óñòîé÷èâîñòü ê ïðîäîëüíîìó èçãèáó .......................................84
ÐÀÁÎ×ÈÅ ÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊÈ ÏÍÅÂÌÀÒÈ×ÅÑÊÎÃÎ ÖÈËÈÍÄÐÀ ..85
Ðàáî÷åå óñèëèå .............................................................................85
Òåîðåòè÷åñêîå óñèëèå .............................................................85
Òðåáóåìîå óñèëèå ...................................................................87
Êîýôôèöèåíò íàãðóçêè ..................................................................88
Ðåãóëèðîâàíèå ñêîðîñòè .................................................................90
Ðàñõîä ñæàòîãî âîçäóõà è åãî ïîòðåáëåíèå .......................................91
ÏÎÂÎÐÎÒÍÛÅ ÏÐÈÂÎÄÛ ...............................................................95
Ïîðøíåâîé ïðèâîä .................................................................95
Øèáåðíûé ïðèâîä ..................................................................95
Îïðåäåëåíèå ðàçìåðîâ ïîâîðîòíûõ ïðèâîäîâ....................................96
Âðàùàþùèé ìîìåíò è èíåðöèÿ ...............................................96
ÑÏÅÖÈÀËÜÍÛÅ ÈÑÏÎËÍÈÒÅËÜÍÛÅ ÓÑÒÐÎÉÑÒÂÀ ......................99
Ñòîïîðíûé öèëèíäð ......................................................................99
Áåñøòîêîâûå öèëèíäðû .................................................................99
6
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
Ñ ìàãíèòíîé ìóôòîé, áåç íàïðàâëÿþùåé ................................99
Ñ ìàãíèòíîé ìóôòîé è íàïðàâëÿþùèìè ............................... 100
Ñ íàïðàâëÿþùèìè ýëåìåíòàìè è ìåõàíè÷åñêèì ñöåïëåíèåì ..... 101
Ïíåâìàòè÷åñêàÿ êàðåòêà .............................................................. 101
Öèëèíäð ñ ïóñòîòåëûì øòîêîì ..................................................... 102
Ïîâîðîòíî-ëèíåéíûé ìîäóëü ........................................................ 103
Ïíåâìàòè÷åñêèé çàõâàò ................................................................ 103
7. ÏÍÅÂÌÀÒÈ×ÅÑÊÈÅ ÐÀÑÏÐÅÄÅËÈÒÅËÈ ...................................... 105
ÔÓÍÊÖÈÈ ÏÍÅÂÌÎÐÀÑÏÐÅÄÅËÈÒÅËÅÉ ..................................... 105
Îáîçíà÷åíèå ïîðòîâ ïíåâìîðàñïðåäåëèòåëåé................................... 105
Ìîíîñòàáèëüíûå è áèñòàáèëüíûå ðàñïðåäåëèòåëè ........................... 107
ÒÈÏÛ ÐÀÑÏÐÅÄÅËÈÒÅËÅÉ ........................................................... 107
Êëàïàííûå ðàñïðåäåëèòåëè .......................................................... 108
Çîëîòíèêîâûå ðàñïðåäåëèòåëè ...................................................... 110
Ïíåâìîðàñïðåäåëèòåëè ñ öèëèíäðè÷åñêèì çîëîòíèêîì ............ 110
Ýëàñòè÷íûå óïëîòíåíèÿ ...................................................... 110
«Ìåòàëëè÷åñêîå óïëîòíåíèå» ............................................... 110
Ïíåâìîðàñïðåäåëèòåëè ñ ïëîñêèì çîëîòíèêîì ....................... 112
Êðàíîâûå ðàñïðåäåëèòåëè .................................................... 112
ÓÏÐÀÂËÅÍÈÅ ÏÍÅÂÌÎÐÀÑÏÐÅÄÅËÈÒÅËßÌÈ ............................. 113
Ìåõàíè÷åñêîå óïðàâëåíèå ............................................................ 113
Ìåðû ïðåäîñòîðîæíîñòè ïðè èñïîëüçîâàíèè ðîëèêîâûõ
ðû÷àãîâ ............................................................................... 114
Ðó÷íîå óïðàâëåíèå ...................................................................... 114
Ïíåâìàòè÷åñêîå óïðàâëåíèå ......................................................... 115
Íåïðÿìîå óïðàâëåíèå ........................................................... 117
Ýëåêòðîìàãíèòíîå óïðàâëåíèå ...................................................... 117
ÌÎÍÒÀÆ ÏÍÅÂÌÎÐÀÑÏÐÅÄÅËÈÒÅËÅÉ ....................................... 119
Ïíåâìîðàñïðåäåëèòåëè ñàìîñòîÿòåëüíîãî ìîíòàæà .......................... 119
Êîëëåêòîðû................................................................................ 119
Ïåðåõîäíûå ïëèòû ...................................................................... 120
Ìíîãîìåñòíûå ïåðåõîäíûå ïëèòû ................................................. 120
Ìîäóëüíûé ìîíòàæ ..................................................................... 121
ÎÏÐÅÄÅËÅÍÈÅ ÏÀÐÀÌÅÒÐÎÂ ÏÍÅÂÌÎÐÀÑÏÐÅÄÅËÈÒÅËÅÉ ...... 122
Ïðîïóñêíàÿ ñïîñîáíîñòü .............................................................. 122
Ïîñëåäîâàòåëüíîå ñîåäèíåíèå äðîññåëåé ................................ 124
Ïðîïóñêíàÿ ñïîñîáíîñòü òðóáîïðîâîäîâ ................................ 124
Ðàñïðåäåëèòåëè â êîìáèíàöèè ñ ïíåâìîöèëèíäðàìè ................ 126
ÂÑÏÎÌÎÃÀÒÅËÜÍÛÅ ÊËÀÏÀÍÛ .................................................. 129
Îáðàòíûé êëàïàí ........................................................................ 129
Äðîññåëü ñ îáðàòíûì êëàïàíîì ..................................................... 129
Ëîãè÷åñêèé êëàïàí «ÈËÈ» (÷åëíî÷íûé êëàïàí) ............................. 130
Ëîãè÷åñêèé êëàïàí «È» ............................................................... 130
Êëàïàí áûñòðîãî âûõëîïà ............................................................ 131
Содержание
7
8. ÏÐÈÍÖÈÏÈÀËÜÍÛÅ ÏÍÅÂÌÀÒÈ×ÅÑÊÈÅ ÑÕÅÌÛ ....................... 132
ÂÂÅÄÅÍÈÅ ..................................................................................... 132
ÝËÅÌÅÍÒÀÐÍÛÅ ÔÓÍÊÖÈÈ ........................................................ 132
Óñèëåíèå ïîòîêà ......................................................................... 132
Èíâåðñèÿ ïíåâìàòè÷åñêîãî ñèãíàëà ............................................... 133
Ïåðåêëþ÷åíèå ............................................................................ 133
Ôóíêöèÿ ïàìÿòè ......................................................................... 134
ÔÓÍÊÖÈÈ ÂÐÅÌÅÍÈ .................................................................... 135
Çàäåðæêà âêëþ÷åíèÿ ................................................................... 136
Çàäåðæêà âûêëþ÷åíèÿ ................................................................. 136
Èìïóëüñ íà âêëþ÷åíèå ................................................................ 137
Èìïóëüñ íà èñ÷åçàþùèé ñèãíàë .................................................... 137
ÓÏÐÀÂËÅÍÈÅ ÖÈËÈÍÄÐÎÌ ......................................................... 138
Ðó÷íîå óïðàâëåíèå ...................................................................... 138
Ïíåâìàòè÷åñêèé öèëèíäð îäíîñòîðîííåãî äåéñòâèÿ ............... 138
Ïðÿìîå óïðàâëåíèå è óïðàâëåíèå ñêîðîñòüþ .......................... 138
Ëîãè÷åñêàÿ ôóíêöèÿ «È» ...................................................... 139
Ëîãè÷åñêàÿ ôóíêöèÿ «ÈËÈ» ................................................. 140
Èíâåðòèðîâàíèå: ôóíêöèÿ «ÍÅÒ» ......................................... 141
Ïíåâìàòè÷åñêèé öèëèíäð äâóñòîðîííåãî äåéñòâèÿ ........................... 141
Ïðÿìîå óïðàâëåíèå .............................................................. 141
Ôèêñàöèÿ êîíå÷íûõ ïîëîæåíèé ............................................. 142
Îïðåäåëåíèå òåêóùåãî ïîëîæåíèÿ öèëèíäðîâ ................................. 143
Àâòîìàòè÷åñêèé âîçâðàò ..................................................... 143
Ïîâòîðÿþùèåñÿ õîäû........................................................... 145
ÓÏÐÀÂËÅÍÈÅ ÏÎÑËÅÄÎÂÀÒÅËÜÍÎÑÒÜÞ ÎÏÅÐÀÖÈÉ ................ 146
Êàê îïèñàòü ïîñëåäîâàòåëüíîñòü ................................................... 146
Èñïîëüçóåìûå òåðìèíû è îáîçíà÷åíèÿ................................... 146
Ïîñëåäîâàòåëüíîñòü âûïîëíåíèÿ îïåðàöèé ïðè ðàáîòå äâóõ
öèëèíäðîâ.................................................................................. 147
Åäèíè÷íûé öèêë/ïîâòîðÿþùèéñÿ öèêë.................................. 148
Ðàçíîíàïðàâëåííûå êîìàíäû ........................................................ 149
Âîçäåéñòâèå ÷åðåç èìïóëüñ ................................................... 149
Ïåðåêëþ÷åíèå øèí ............................................................... 151
9. ÂÀÊÓÓÌÍÛÅ ÒÅÕÍÎËÎÃÈÈ ......................................................... 154
ÍÀÑÎÑÛ È ÝÆÅÊÒÎÐÛ ................................................................ 154
ÂÀÊÓÓÌÍÛÅ ÏÐÈÑÎÑÊÈ ............................................................. 156
ÏÎÄÚÅÌÍÀß ÑÈËÀ ....................................................................... 159
ÎÑÍÎÂÍÛÅ ÏÎËÎÆÅÍÈß............................................................ 159
ÎÁÎÇÍÀ×ÅÍÈß, ÈÑÏÎËÜÇÓÅÌÛÅ ÄËß ÂÀÊÓÓÌÍÎÃÎ
ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈß ........................................................................... 160
ÏÐÈËÎÆÅÍÈÅ .................................................................................. 163
Ñèìâîëû .................................................................................... 163
8
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
Îáîðóäîâàíèå äëÿ ïîäãîòîâêè âîçäóõà .......................................... 163
Èñïîëíèòåëüíûå óñòðîéñòâà ......................................................... 164
Êëàïàíû .................................................................................... 165
ÏÐÈÍÖÈÏÈÀËÜÍÛÅ ÏÍÅÂÌÀÒÈ×ÅÑÊÈÅ ÑÕÅÌÛ....................... 168
Îñíîâíûå ïðàâèëà ...................................................................... 168
Èñõîäíîå ïîëîæåíèå ................................................................... 168
Êîìïîíîâêà ñõåìû ...................................................................... 170
Èñïîëüçóåìûå òåðìèíû è îáîçíà÷åíèÿ........................................... 171
Îáðàçåö ïðèíöèïèàëüíîé ïíåâìàòè÷åñêîé ñõåìû ............................ 173
ÑÏÈÑÎÊ ËÈÒÅÐÀÒÓÐÛ..................................................................... 175
1. ÂÂÅÄÅÍÈÅ
Ãèäðàâëè÷åñêèå è ïíåâìàòè÷åñêèå ñèñòåìû óïðàâëåíèÿ ïðåäíàçíà÷åíû
ãëàâíûì îáðàçîì äëÿ îñóùåñòâëåíèÿ ðàáî÷èõ ïåðåìåùåíèé â ìàøèíàõ
è ìåõàíèçìàõ ïóòåì ïåðåäà÷è, ðàñïðåäåëåíèÿ è ðåãóëèðîâàíèÿ ïîòîêîâ
ýíåðãèè æèäêîñòè èëè ãàçà, íàõîäÿùèõñÿ ïîä äàâëåíèåì.
 ïíåâìàòè÷åñêèõ ñèñòåìàõ óïðàâëåíèÿ â êà÷åñòâå ýíåðãîíîñèòåëÿ
âûñòóïàåò ñæàòûé àòìîñôåðíûé âîçäóõ, ýíåðãèÿ êîòîðîãî ïðåîáðàçóåòñÿ
â ìåõàíè÷åñêóþ ýíåðãèþ èñïîëíèòåëüíûõ óñòðîéñòâ ïóòåì âîçäåéñòâèÿ
íà èõ ïîðøåíü èëè ëîïàñòü.
Ýíåðãèÿ ñæàòîãî âîçäóõà íàõîäèò ïðèìåíåíèå â ñàìûõ ðàçíîîáðàçíûõ
îòðàñëÿõ òåõíèêè. Ïðåäìåòîì ðàññìîòðåíèÿ â äàííîì ïîñîáèè ÿâëÿåòñÿ,
ïðåæäå âñåãî, ïðîìûøëåííàÿ ïíåâìîàâòîìàòèêà.
Äëÿ ïðàâèëüíîãî èñïîëüçîâàíèÿ è îáåñïå÷åíèÿ ýôôåêòèâíîé ðàáîòû
ïíåâìàòè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ â ñîñòàâå ñóùåñòâóþùèõ ïíåâìàòè÷åñêèõ
ñèñòåì óïðàâëåíèÿ íåîáõîäèìî èìåòü ÷åòêîå ïðåäñòàâëåíèå îá èõ
óñòðîéñòâå è îñíîâíûõ ïðèíöèïàõ ðàáîòû.  ñëó÷àå èñïîëüçîâàíèÿ
ñèñòåì àâòîìàòè÷åñêîãî óïðàâëåíèÿ ñ ýëåêòðîííîé èëè ýëåêòðè÷åñêîé
óïðàâëÿþùåé ÷àñòüþ, íå ìåíåå âàæíî çíàòü êîíñòðóêöèþ è îñíîâíûå
ôóíêöèè ïíåâìàòè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ, âõîäÿùèõ â ïíåâìàòè÷åñêóþ
ñèëîâóþ ÷àñòü ýòèõ ñèñòåì.
 äàííîé êíèãå íàñ áóäóò èíòåðåñîâàòü â îñíîâíîì ïíåâìàòè÷åñêèå
ñèñòåìû óïðàâëåíèÿ, èõ ðàáîòà, òèïû, êîíñòðóêöèè è õàðàêòåðèñòèêè
îáîðóäîâàíèÿ äëÿ ïðîèçâîäñòâà è ïîäãîòîâêè ñæàòîãî âîçäóõà,
ïíåâìàòè÷åñêèå èñïîëíèòåëüíûå óñòðîéñòâà è ðàñïðåäåëèòåëè, ñïîñîáû
èõ âçàèìîäåéñòâèÿ, à òàêæå ðàçðàáîòêà ïðèíöèïèàëüíûõ ïíåâìàòè÷åñêèõ
ñèñòåì.
ÃÄÅ ÏÐÈÌÅÍßÅÒÑß ÏÍÅÂÌÀÒÈÊÀ?
Îáëàñòè ïðèìåíåíèÿ ñæàòîãî âîçäóõà î÷åíü øèðîêè.  êà÷åñòâå
ïðèìåðà ìîæíî ïðèâåñòè êàê ìàëîìîùíûå ïíåâìàòè÷åñêèå ñèñòåìû
íèçêîãî äàâëåíèÿ, ïðèìåíÿåìûå, íàïðèìåð, â îïòè÷åñêîì îáîðóäîâàíèè
äëÿ ïðîâåðêè âíóòðèãëàçíîãî äàâëåíèÿ, òàê è ñèñòåìû áîëüøîé
ìîùíîñòè äëÿ ñîçäàíèÿ áîëüøèõ óñèëèé, íàïðèìåð, â ïíåâìàòè÷åñêèõ
ïðåññàõ èëè ïíåâìàòè÷åñêèõ áóðàõ äëÿ ðàáîòû ñ áåòîíîì.
10
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
Ïðèâîäèìûé íèæå ïåðå÷åíü – ýòî âñåãî ëèøü êðàòêàÿ èëëþñòðàöèÿ
óíèâåðñàëüíîñòè è ìíîãîîáðàçèÿ âîçìîæíîñòåé ïíåâìàòè÷åñêèõ ñèñòåì
óïðàâëåíèÿ, ïðèìåíÿåìûõ â ïîñòîÿííî ðàçâèâàþùåéñÿ ñîâðåìåííîé
ïðîìûøëåííîñòè:
 Óïðàâëåíèå ðàñïðåäåëèòåëüíûìè ñèñòåìàìè äëÿ ëèíèé ïåðåêà÷êè
âîçäóõà, âîäû èëè õèìèêàòîâ;
 Îòêðûòèå è çàêðûòèå ìàññèâíûõ èëè ãîðÿ÷èõ äâåðåé;
 Ðàçãðóçêà
áóíêåðîâ
â
ñòðîèòåëüíîé,
ñòàëåïëàâèëüíîé,
ãîðíîäîáûâàþùåé èëè õèìè÷åñêîé ïðîìûøëåííîñòè;
 Òðàìáîâêà è âèáðîîáðàáîòêà ãðóíòà ïðè óêëàäêå áåòîíà è
àñôàëüòà;
 Óïðàâëåíèå ïðîöåññàìè ïîäúåìà è ïåðåìåùåíèÿ â ìàøèíàõ
íåïðåðûâíîãî ëèòüÿ;
 Ïðèñïîñîáëåíèÿ äëÿ ñåâà è äðóãîå íàâåñíîå ñåëüñêîõîçÿéñòâåííîå
îáîðóäîâàíèå;
 Îêðàñêà ðàñïûëåíèåì;
 Çàæèì è ïåðåìåùåíèå çàãîòîâîê ïðè îáðàáîòêå äðåâåñèíû è
èçãîòîâëåíèè ìåáåëè;
 Ðàáîòà çàæèìíûõ ïðèñïîñîáëåíèé è ôèêñàòîðîâ â ñáîðî÷íîì
ïðîèçâîäñòâå è ìåõàíîîáðàáîòêå;
 Çàæèì çàãîòîâîê ïðè ñêëåèâàíèè, òåðìîóïëîòíåíèè èëè
ñâàðèâàíèè ïëàñòìàññ;
 Çàæèì çàãîòîâîê ïðè ïàéêå è ñâàðêå;
 Ðàáî÷èå îïåðàöèè ïðè ãèáêå, âîëî÷åíèþ è ðèõòîâêå;
 Ìàøèíû äëÿ òî÷å÷íîé ñâàðêè;
 Êëåïêà;
 Ïðèâîä ãèëüîòèííûõ íîæíèö;
 Ìàøèíû äëÿ ðàçëèâà â áóòûëêè, ôàñîâî÷íîå è óïàêîâî÷íîå
îáîðóäîâàíèå;
 Ïðèâîäû è ïèòàòåëè äëÿ äåðåâîîáðàáàòûâàþùèõ ñòàíêîâ;
 Èñïûòàòåëüíûå ñòåíäû;
 Ìåòàëëîðåæóùèå ñòàíêè, ïîäà÷à çàãîòîâîê èëè èíñòðóìåíòîâ;
 Êîíâåéåðíàÿ òðàíñïîðòèðîâêà äåòàëåé èëè ìàòåðèàëà;
 Ïíåâìàòè÷åñêèå ðîáîòû;
 Àâòîìàòè÷åñêèå äîçàòîðû;
 Ñåïàðàöèÿ òîíêîãî ëèñòîâîãî ìàòåðèàëà ñæàòûì âîçäóõîì è
ïîäúåì ïðè ïîìîùè âàêóóìà;
 Çóáîâðà÷åáíûå áîðìàøèíû,
è òàê äàëåå ¾
ÏÐÅÈÌÓÙÅÑÒÂÀ ÑÆÀÒÎÃÎ ÂÎÇÄÓÕÀ
Íèæå ïðèâîäÿòñÿ íåêîòîðûå íàèáîëåå âàæíûå ñâîéñòâà ñæàòîãî
âîçäóõà, êîòîðûå îáóñëîâèëè åãî øèðîêîå ïðîìûøëåííîå èñïîëüçîâàíèå.
ÄÎÑÒÓÏÍÎÑÒÜ
Àòìîñôåðíûé âîçäóõ ïðèñóòñòâóåò âñþäó íà çåìíîé ïîâåðõíîñòè.
1. Введение
11
Ïîýòîìó, ãäå áû íè áûë óñòàíîâëåí êîìïðåññîð, èñõîäíûé ìàòåðèàë
äëÿ ïîëó÷åíèÿ ñæàòîãî âîçäóõà åñòü âåçäå. Ïðàêòè÷åñêè íà âñåõ
çàâîäàõ è ôàáðèêàõ èìåþòñÿ ñòàöèîíàðíûå èñòî÷íèêè ñæàòîãî âîçäóõà
íåïîñðåäñòâåííî íà ðàáî÷èõ ìåñòàõ, à äëÿ ðàáîòû â ëþáûõ äðóãèõ
óñëîâèÿõ èñïîëüçóþòñÿ ïåðåäâèæíûå êîìïðåññîðû.
ÏÐÎÑÒÎÒÀ ÕÐÀÍÅÍÈß
Ïðè íåîáõîäèìîñòè ñæàòûé âîçäóõ è, ñîîòâåòñòâåííî, çàïàñåííàÿ â
íåì ýíåðãèÿ ìîæåò õðàíèòüñÿ äëèòåëüíî è â áîëüøèõ îáúåìàõ.
ÏÐÎÑÒÎÒÀ ÊÎÍÑÒÐÓÊÖÈÈ È ÓÏÐÀÂËÅÍÈß
Ïíåâìàòè÷åñêèå óçëû ïðîñòû ïî êîíñòðóêöèè è ìîãóò áûòü ëåãêî
óñòàíîâëåíû íà ëþáîì îáîðóäîâàíèè äëÿ îáåñïå÷åíèÿ âûñîêîãî óðîâíÿ
àâòîìàòèçàöèè ïðè èñïîëüçîâàíèè îòíîñèòåëüíî ïðîñòûõ ñèñòåì
óïðàâëåíèÿ.
ÂÎÇÌÎÆÍÎÑÒÜ ÎÁÅÑÏÅ×ÅÍÈß
ÐÀÇËÈ×ÍÛÕ ÂÈÄΠÄÂÈÆÅÍÈß
Ñ ïîìîùüþ ñæàòîãî âîçäóõà ìîæíî îáåñïå÷èòü êàê ëèíåéíîå, òàê
è âðàùàòåëüíîå äâèæåíèå ñ íåîáõîäèìîé ðàáî÷åé ñêîðîñòüþ, êîòîðóþ
ìîæíî ëåãêî ðåãóëèðîâàòü.
ÝÊÎÍÎÌÈ×ÍÎÑÒÜ
Çàòðàòû íà ïíåâìàòè÷åñêîå îáîðóäîâàíèå ñðàâíèòåëüíî íèçêè
áëàãîäàðÿ âåñüìà óìåðåííîé ñòîèìîñòè óçëîâ ïíåâìàòè÷åñêèõ ñèñòåì
è ïðîñòîòå èõ ìîíòàæà. Êðîìå òîãî, ïíåâìàòè÷åñêîå îáîðóäîâàíèå
ìîæåò ðàáîòàòü â òå÷åíèå äëèòåëüíîãî ñðîêà, íå òðåáóÿ òåõíè÷åñêîãî
îáñëóæèâàíèÿ.
ÍÀÄÅÆÍÎÑÒÜ È ÄÎËÃÎÂÅ×ÍÎÑÒÜ
Áëàãîäàðÿ
ñâîåé
íàäåæíîñòè,
ïíåâìàòè÷åñêèå
õàðàêòåðèçóþòñÿ ïðîäîëæèòåëüíûì ñðîêîì ñëóæáû.
ñèñòåìû
ÓÑÒÎÉ×ÈÂÎÑÒÜ Ê ÂÍÅØÍÈÌ ÂÎÇÄÅÉÑÒÂÈßÌ
Ïíåâìàòè÷åñêîå îáîðóäîâàíèå õîðîøî ðàáîòàåò êàê ïðè âûñîêèõ,
òàê è ïðè íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ, à òàêæå â ñèëüíî çàïûëåííîé è
àãðåññèâíîé ñðåäå, òîãäà êàê äðóãàÿ òåõíèêà â ýòèõ óñëîâèÿõ áûñòðî
âûõîäèò èç ñòðîÿ.
ÝÊÎËÎÃÈ×ÅÑÊÀß ×ÈÑÒÎÒÀ
Ïíåâìàòè÷åñêîå îáîðóäîâàíèå óæå ñàìî ïî ñåáå ÿâëÿåòñÿ
ýêîëîãè÷åñêè “÷èñòûì”, à ïðè íàäëåæàùåé î÷èñòêå îòðàáîòàííîãî
âîçäóõà îíî ìîæåò èñïîëüçîâàòüñÿ äàæå â ïîìåùåíèÿõ, ê êîòîðûì
ïðåäúÿâëÿþòñÿ ïîâûøåííûå òðåáîâàíèÿ ïî ÷èñòîòå.
ÁÅÇÎÏÀÑÍÎÑÒÜ
Ïíåâìàòè÷åñêîå îáîðóäîâàíèå íå ìîæåò ñòàòü èñòî÷íèêîì ïîæàðà
äàæå ïðè ðàáîòå â óñëîâèÿõ ïîâûøåííîé ïîæàðîîïàñíîñòè. Êðîìå òîãî,
ïíåâìàòè÷åñêèå ñèñòåìû ïðàêòè÷åñêè íå÷óâñòâèòåëüíû ê ïåðåãðóçêàì.
12
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
 ïåðåãðóæåííîì ñîñòîÿíèè èñïîëíèòåëüíûå ìåõàíèçìû ïðîñòî
îñòàíîâÿòñÿ èëè íà÷íóò ðàáîòàòü âõîëîñòóþ. Äëÿ ïíåâìàòè÷åñêèõ
èñïîëíèòåëüíûõ óñòðîéñòâ îòñóòñòâóåò îïàñíîñòü ïåðåãðåâà, õàðàêòåðíàÿ
äëÿ ýëåêòðîäâèãàòåëåé.
2. ÏÍÅÂÌÀÒÈ×ÅÑÊÀß
ÑÈÑÒÅÌÀ ÓÏÐÀÂËÅÍÈß
 áîëüøèíñòâå ïíåâìàòè÷åñêèõ ñèñòåì óïðàâëåíèÿ â êà÷åñòâå
ðàáî÷èõ ýëåìåíòîâ, ïðåäíàçíà÷åííûõ äëÿ îáåñïå÷åíèÿ òðåáóåìûõ óñèëèé
è ïåðåìåùåíèé ñ öåëüþ ôèêñàöèè, òðàíñïîðòèðîâêè, ôîðìîîáðàçîâàíèÿ
è îáðàáîòêè ìàòåðèàëîâ, ñëóæàò ïíåâìàòè÷åñêèå öèëèíäðû, ïîâîðîòíûå
èñïîëíèòåëüíûå ìåõàíèçìû è ïíåâìàòè÷åñêèå ìîòîðû.
n
l
Á¿¹¸³¿µÂó¿Â·±Ã¿´¿³¿¸µÄƱ
r
c
j
d
s
e
s
q
h
f
k
g
p
o
i
¿ÃÁ¶²¼¶¾¹¶Â·±Ã¿´¿³¿¸µÄƱ
Ðèñ. 2-1. Ïíåâìàòè÷åñêàÿ ñèñòåìà óïðàâëåíèÿ.
Äëÿ ðàáîòû ýòèõ èñïîëíèòåëüíûõ óñòðîéñòâ, à òàêæå äëÿ
óïðàâëåíèÿ èìè òðåáóåòñÿ âñïîìîãàòåëüíîå îáîðóäîâàíèå.  ïåðå÷åíü
ýòîãî îáîðóäîâàíèÿ âõîäÿò: ñèñòåìà ïðîèçâîäñòâà è ïîäãîòîâêè ñæàòîãî
âîçäóõà è îïðåäåëåííàÿ êîìáèíàöèÿ ðàñïðåäåëèòåëåé è êëàïàíîâ
äëÿ óïðàâëåíèÿ äàâëåíèåì è ðàñõîäîì ñæàòîãî âîçäóõà, à òàêæå
íàïðàâëåíèåì äâèæåíèÿ èñïîëíèòåëüíûõ óñòðîéñòâ.
Òèïîâàÿ ïíåâìàòè÷åñêàÿ ñèñòåìà óïðàâëåíèÿ, ïîêàçàííàÿ íà ðèñ.
2.1, ñîñòîèò èç äâóõ îñíîâíûõ ÷àñòåé:
 Ïîäñèñòåìà ïðîèçâîäñòâà, ïîäãîòîâêè è òðàíñïîðòèðîâêè ñæàòîãî
âîçäóõà ê ïîòðåáèòåëþ
 Ïîäñèñòåìà ïîòðåáëåíèÿ ñæàòîãî âîçäóõà
14
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
ÏÎÄÑÈÑÒÅÌÀ ÏÐÎÈÇÂÎÄÑÒÂÀ ÑÆÀÒÎÃÎ ÂÎÇÄÓÕÀ
Îñíîâíûìè ðàáî÷èìè ýëåìåíòàìè òàêîé ñèñòåìû ÿâëÿþòñÿ (ñì.
ðèñ.2.1):
1. Êîìïðåññîð
Êîìïðåññîð ïðåäíàçíà÷åí äëÿ çàáîðà âîçäóõà èç àòìîñôåðû,
ñæàòèÿ åãî äî âûñîêîãî äàâëåíèÿ è ïîäà÷è â ïíåâìàòè÷åñêóþ ñèñòåìó.
Òàêèì îáðàçîì, êîìïðåññîð ïðåîáðàçóåò ìåõàíè÷åñêóþ ýíåðãèþ â
ïíåâìàòè÷åñêóþ.
2. Ýëåêòðîäâèãàòåëü
Ýëåêòðîäâèãàòåëü ÿâëÿåòñÿ èñòî÷íèêîì ìåõàíè÷åñêîé ýíåðãèè äëÿ
êîìïðåññîðà. Îí ïðåîáðàçóåò ýëåêòðè÷åñêóþ ýíåðãèþ â ìåõàíè÷åñêóþ.
3. Ðåëå äàâëåíèÿ
Ðåëå äàâëåíèÿ óïðàâëÿåò ýëåêòðîäâèãàòåëåì, èçìåðÿÿ ñ ïîìîùüþ
÷óâñòâèòåëüíîãî ýëåìåíòà äàâëåíèå â ðåñèâåðå (ñì. íèæå). Ðåëå
íàñòðàèâàåòñÿ êàê íà ìàêñèìàëüíîå äàâëåíèå, ïðè êîòîðîì îíî
îòêëþ÷àåò ýëåêòðîäâèãàòåëü, òàê è íà ìèíèìàëüíîå äàâëåíèå, ïðè
êîòîðîì ýëåêòðîäâèãàòåëü ñíîâà âêëþ÷àåòñÿ.
4. Îáðàòíûé êëàïàí
Îáðàòíûé êëàïàí îáåñïå÷èâàåò ïðîõîä ñæàòîãî âîçäóõà èç
êîìïðåññîðà â ðåñèâåð è ïðåäîòâðàùàåò óòå÷êó ñæàòîãî âîçäóõà â
îáðàòíîì íàïðàâëåíèè ïðè îñòàíîâêå êîìïðåññîðà.
5. Ðåñèâåð
Ðåñèâåð ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ðåçåðâóàð äëÿ õðàíåíèÿ ñæàòîãî
âîçäóõà. Åãî ðàçìåð çàâèñèò îò ïðîèçâîäèòåëüíîñòè êîìïðåññîðà. ×åì
áîëüøå îáúåì ðåçåðâóàðà, òåì áîëüøå èíòåðâàë ìåæäó âêëþ÷åíèÿìè
êîìïðåññîðà.
6. Ìàíîìåòð
Ìàíîìåòð ñëóæèò äëÿ âèçóàëüíîãî êîíòðîëÿ äàâëåíèÿ â ðåñèâåðå.
7. Àâòîìàòè÷åñêèé êîíäåíñàòîîòâîä÷èê
Ýòî óñòðîéñòâî ñàìîñòîÿòåëüíî îñóùåñòâëÿåò ñëèâ êîíäåíñàòà,
êîòîðûé íàêàïëèâàåòñÿ â ðåñèâåðå.
8. Ïðåäîõðàíèòåëüíûé êëàïàí
Ñáðàñûâàåò ÷àñòü ñæàòîãî âîçäóõà èç ðåñèâåðà â îêðóæàþùóþ ñðåäó
â ñëó÷àå, åñëè óðîâåíü åãî äàâëåíèÿ ïðåâûøàåò äîïóñòèìóþ âåëè÷èíó.
9. Îñóøèòåëü ðåôðèæåðàòîðíîãî òèïà
Ýòîò ýëåìåíò ñèñòåìû îñóùåñòâëÿåò îõëàæäåíèå ñæàòîãî âîçäóõà
äî òåìïåðàòóðû, êîòîðàÿ âñåãî íà íåñêîëüêî ãðàäóñîâ âûøå òî÷êè
çàìåðçàíèÿ âîäû, è óäàëÿåò èç íåãî òàêèì îáðàçîì ïî÷òè âñþ âëàãó.
Òåì ñàìûì ïðåäîòâðàùàåòñÿ ïîñëåäóþùàÿ êîíäåíñàöèÿ âîäû â
ìàãèñòðàëüíîì òðóáîïðîâîäå.
10. Ìàãèñòðàëüíûé ôèëüòð
Ïîñêîëüêó ýòîò ôèëüòð ðàçìåùàåòñÿ â ìàãèñòðàëüíîì òðóáîïðîâîäå,
îí äîëæåí èìåòü ìèíèìàëüíîå ñîïðîòèâëåíèå, îáåñïå÷èâàÿ ïðè
ýòîì óäàëåíèå ìàñëÿíîãî òóìàíà, à òàêæå ïðåïÿòñòâóÿ ïîïàäàíèþ â
ìàãèñòðàëü ïûëè è âîäû.
2. Пневматическая система управления
15
ÏÎÄÑÈÑÒÅÌÀ ÏÎÒÐÅÁËÅÍÈß ÑÆÀÒÎÃÎ ÂÎÇÄÓÕÀ
1.Çàáîð ñæàòîãî âîçäóõà èç ìàãèñòðàëè
Ñæàòûé âîçäóõ äëÿ ïîòðåáèòåëåé îòáèðàåòñÿ èç âåðõíåé ÷àñòè
ãëàâíîé ìàãèñòðàëè. Ýòî äåëàåòñÿ äëÿ òîãî, ÷òîáû îáðàçîâàâøèéñÿ
êîíäåíñàò îñòàâàëñÿ â ìàãèñòðàëè. Âîäà, êîíäåíñèðóþùàÿñÿ â íèæíåé
÷àñòè òðóáîïðîâîäà, èäóùåãî ê ïîòðåáèòåëþ, ñòåêàåò â àâòîìàòè÷åñêèé
êîíäåíñàòîîòâîä÷èê.
2.Àâòîìàòè÷åñêèé êîíäåíñàòîîòâîä÷èê
 íèæíåé òî÷êå êàæäîãî òðóáîïðîâîäà äîëæåí áûòü ïðåäóñìîòðåí
äðåíàæ. Êîíäåíñàòîîòâîä÷èê èñïîëüçóåòñÿ íàèáîëåå ýôôåêòèâíî, åñëè
îí íå ïîçâîëÿåò âîäå çàäåðæèâàòüñÿ â òðóáîïðîâîäå.
3.Áëîê ïîäãîòîâêè ñæàòîãî âîçäóõà
Òàêîé áëîê îáåñïå÷èâàåò ïîëó÷åíèå î÷èùåííîãî ñæàòîãî âîçäóõà ñ
çàäàííûì óðîâíåì äàâëåíèÿ. Â åãî ñîñòàâ ïðè íåîáõîäèìîñòè ìîæåò áûòü
âêëþ÷åí ìàñëîðàñïûëèòåëü, êîòîðûé âíîñèò â ïîòîê ñæàòîãî âîçäóõà
ìàñëî ñ öåëüþ ñìàçêè óçëîâ ïíåâìàòè÷åñêîé ñèñòåìû, ðàñïîëîæåííûõ
íèæå ïî ïîòîêó.
4. Ïíåâìàòè÷åñêèé ðàñïðåäåëèòåëü
Ýòî ñïåöèàëèçèðîâàííûé êëàïàí, ïðåäíàçíà÷åííûé äëÿ óïðàâëåíèÿ
èñïîëíèòåëüíûì óñòðîéñòâîì. Îí ïîäâîäèò ñæàòûé âîçäóõ ê îäíîé
ðàáî÷åé ïîëîñòè èñïîëíèòåëüíîãî óñòðîéñòâà, îäíîâðåìåííî ñáðàñûâàÿ
âîçäóõ èç äðóãîé, òåì ñàìûì îáåñïå÷èâàÿ äâèæåíèå ìåõàíèçìà.
Ïåðåêëþ÷åíèå ïíåâìîðàñïðåäåëèòåëÿ èçìåíÿåò íàïðàâëåíèå äâèæåíèÿ
èñïîëíèòåëüíîãî óñòðîéñòâà.
5. Èñïîëíèòåëüíîå óñòðîéñòâî
Èñïîëíèòåëüíîå óñòðîéñòâî ïðåäíàçíà÷åíî äëÿ ïðåîáðàçîâàíèÿ
ïîòåíöèàëüíîé ýíåðãèè ñæàòîãî âîçäóõà â ìåõàíè÷åñêóþ ðàáîòó. Íà
ðèñóíêå 2.1 ïîêàçàí ïíåâìàòè÷åñêèé öèëèíäð, îäíàêî íà ïðàêòèêå ýòî
ìîæåò áûòü, íàïðèìåð, ïîâîðîòíûé ïðèâîä, çàõâàò èëè ïíåâìàòè÷åñêèé
èíñòðóìåíò.
6. Óñòðîéñòâà ðåãóëèðîâàíèÿ ñêîðîñòè (ïíåâìàòè÷åñêèå äðîññåëè)
Ýòè ýëåìåíòû ïîçâîëÿþò ïëàâíî ðåãóëèðîâàòü ñêîðîñòü ïåðåìåùåíèÿ
èñïîëíèòåëüíûõ óñòðîéñòâ.
Ìû îáñóäèì âñå ýòè óñòðîéñòâà áîëåå ïîäðîáíî â ðàçäåëàõ 4–7,
ïîñëå òîãî, êàê ðàññìîòðèì òåîðåòè÷åñêèå îñíîâû ïíåâìàòèêè, çíàíèå
êîòîðûõ íåîáõîäèìî äëÿ ïîíèìàíèÿ ïðîöåññîâ, ïðîèñõîäÿùèõ â
ïíåâìàòè÷åñêèõ ñèñòåìàõ.
3. ÔÈÇÈ×ÅÑÊÈÅ ÎÑÍÎÂÛ
ÏÍÅÂÌÀÒÈÊÈ
ÅÄÈÍÈÖÛ ÈÇÌÅÐÅÍÈß
Äëÿ òîãî ÷òîáû èñïîëüçîâàòü ïíåâìàòè÷åñêèå ñèñòåìû íà ïðàêòèêå,
íåîáõîäèìî ïîíÿòü ôèçè÷åñêèå çàêîíû ïîâåäåíèÿ âîçäóõà êàê ÷àñòíîãî
ñëó÷àÿ ãàçîîáðàçíîé ñðåäû â óñëîâèÿõ ñèëüíîãî ñæàòèÿ, à òàêæå
óñâîèòü òå ôèçè÷åñêèå ïîíÿòèÿ è åäèíèöû èçìåðåíèÿ, êîòîðûå îáû÷íî
èñïîëüçóþòñÿ â ñîâðåìåííîé òåõíèêå.
 1960 ãîäó áûë ïðèíÿò ñòàíäàðò, êîòîðûé ïîëó÷èë íàçâàíèå
«Ìåæäóíàðîäíàÿ ñèñòåìà åäèíèö (ÑÈ)». Ñ òåõ ïîð íà ñèñòåìó ÑÈ
(òàáë.3.1) ïåðåøëè ïî÷òè âñå ñòðàíû. Âìåñòå ñ òåì ÑØÀ, Âåëèêîáðèòàíèÿ
è ßïîíèÿ ïî-ïðåæíåìó øèðîêî èñïîëüçóþò ñèñòåìó àíãëèéñêèõ ìåð.
Òàáëèöà 3.1. Åäèíèöû ñèñòåìû ÑÈ, ïðèíÿòûå â ïíåâìàòèêå
Величина
Символ
Единица СИ
Наименование
Масса
m
кг
килограмм
Длина
S
м
метр
Время
t
с
секунда
Температура, абсолютная
T
К
Кельвин
1
радиан
Площадь, Сечение
A, S
м2
квадратный метр
Объем
V
м3
кубический метр
Скорость
v
м/с
метр в секунду
Угловая скорость

с
радиан в секунду
Ускорение
а
м/с2
метр за секунду в квадрате
Сила
F
Н
Ньютон
Момент (Момент силы)
М
H·м
Ньютон на метр
Давление
p
Па
Паскаль
Примечание
1. ОСНОВНЫЕ ЕДИНИЦЫ
0°C = 273,15 К
2. ПРОИЗВОДНЫЕ ЕДИНИЦЫ
Угол
-1
= кг·м/с2
= Н/м2
17
3. Физические основы пневматики
Дж
= H·м = кг·м2/с2
Работа, энергия
W, A
Джоуль
Мощность
Р
Вт
Ватт
Дж/с
Импульс
I
Н·с
Ньютон в секунду
= кг·м/с
Момент инерции
J
м2кг
килограмм на
квадратный метр
Äëÿ íàèìåíîâàíèÿ äîëüíûõ è êðàòíûõ åäèíèö, îáðàçîâàííûõ
ïóòåì óìíîæåíèÿ ïðåäñòàâëåííûõ âûøå áàçîâûõ âåëè÷èí íà 10 â
îïðåäåëåííîé ñòåïåíè, áûëè ââåäåíû ñîîòâåòñòâóþùèå ïðèñòàâêè. Ýòè
åäèíèöû ïðåäñòàâëåíû â òàáëèöå 3.2.
Òàáëèöà 3.2. Ïðèñòàâêè, ââåäåííûå äëÿ
íàèìåíîâàíèÿ äîëüíûõ è êðàòíûõ åäèíèö
Степень
Приставка
Обозначение
русская
международная
русское
-6
микро
micro
мк

10-3
милли
milli
м
m
10-2
санти
centi
с
c
10-1
деци
deci
д
d
101
дека
deca
да
da
2
гекто
hecto
г
h
103
кило
kilo
к
k
6
мега
Mega
М
M
10
10
10
международное
ÅÄÈÍÈÖÛ ÈÇÌÅÐÅÍÈß,
ÍÅ ÎÒÍÎÑßÙÈÅÑß Ê ÌÅÒÐÈ×ÅÑÊÎÉ ÑÈÑÒÅÌÅ
 ïðåäñòàâëåííîé íèæå òàáëèöå 3.3 äàþòñÿ â ñðàâíåíèè åäèíèöû
ìåòðè÷åñêîé (ÑÈ) è àíãëèéñêîé ñèñòåì.
Òàáëèöà 3.3. Ñðàâíåíèå ìåòðè÷åñêîé è àíãëèéñêîé ñèñòåì
Коэффициенты для пересчета
Величина
Метрическая единица (М)
Английская
единица (А)
Масса
кг
г
фунт (lb.)
унция (oz.)
2,205
0,03527
0,4535
28,3527
Длина
м
м
мм
фут (ft.)
ярд (yd.)
дюйм (i.)
3,281
1,094
0,03937
0,3048
0,914
25,4
А=М(Коэф-т) M=A(Коэф-т)
18
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
Температура
°С
2
°F
1,8°С+32
(°F-32)/1,8
Площадь,
Сечение
м
см2
кв.фут (sq.ft.)
кв.дюйм (sq.inch)
10,76
0,155
0,0929
6,4516
Объем
м3
см3
дм3
куб.ярд (cu.yard)
куб.дюйм (cu.i)
куб.фут (cu.ft.)
1,308
0,06102
0,03531
0,7645
16,388
28,32
Расход
норм. м3/мин
норм. дм3/мин (норм. л/мин)
куб.фут/мин (ANR)
куб.фут/мин (ANR)
35,31
0,03531
0,02832
28,32
Сила
Н
фунт-сила (lbf.)
0,2248
4,4448
Давление
бар
фунт-сила /
кв.дюйм (psi)
14,5
0,06895
ÄÀÂËÅÍÈÅ
Íàïîìíèì, ÷òî åäèíèöåé äàâëåíèÿ â ñèñòåìå ÑÈ ÿâëÿåòñÿ Ïàñêàëü
(Ïà).
1 Ïà = 1 Í/ì2 (Íüþòîí íà êâ. ìåòð)
Ýòà âåëè÷èíà ÷ðåçâû÷àéíî ìàëà, ïîýòîìó, âî èçáåæàíèå ãðîìîçäêèõ
÷èñåë, áûëî ðåøåíî èñïîëüçîâàòü â êà÷åñòâå ïðàêòè÷åñêîé åäèíèöû
áàð, êîòîðûé ñîñòàâëÿåò 105 Ïà.
100000 Ïà = 100 êÏà = 1 áàð
Ýòà âåëè÷èíà ñ äîñòàòî÷íîé ñòåïåíüþ òî÷íîñòè ñîîòâåòñòâóåò ñòàðîé
ìåòðè÷åñêîé åäèíèöå – êãñ/ñì2, äî ñèõ ïîð ïðèìåíÿåìîé íà ïðàêòèêå
(1 êãñ/ñì2 = 0,980665 áàðà).
¾¶³½±Ã¹»±
.1B
L1B
.1B
L1B
L1B
L1B
¶Ã¶¿Á¿¼¿´¹Ð
L1B
NCBS
Q™¸²ÌÿȾ¿¶µ±³¼¶¾¹¶
Q‘²Â¿¼Ïþ¿¶µ±³¼¶¾¹¶
¥¹¸¹»±
.1B
“±»ÄĽ¾±Ð
öƾ¿¼¿´¹Ð
¤Á¿³¶¾Í¾¿Á½±¼Í¾¿´¿
±Ã½¿ÂŶÁ¾¿´¿µ±³¼¶¾¹Ð
1BCT ±
.1B
.1B
5PSS
NCBS
^‘ý¿ÂŶÁ¾¿¶
µ±³¼¶¾¹¶
‘²Â¿¼Ïþ̺
³±»ÄĽ
Ðèñ. 3.4. Ðàçëè÷íûå ñèñòåìû îòñ÷åòà âåëè÷èíû äàâëåíèÿ
 ôèçèêå èñïîëüçóåòñÿ àáñîëþòíîå äàâëåíèå, êîòîðîå îòñ÷èòûâàåòñÿ
3. Физические основы пневматики
19
îò íóëÿ (ïîëíîãî âàêóóìà).  ïíåâìàòèêå îáû÷íî ïðèìåíÿåòñÿ
èçáûòî÷íîå äàâëåíèå, äëÿ êîòîðîãî íà÷àëîì îòñ÷åòà ÿâëÿåòñÿ
àòìîñôåðíîå äàâëåíèå. Èìåííî òàêîå äàâëåíèå ïîêàçûâàåò ìàíîìåòð,
ïîýòîìó èçáûòî÷íîå äàâëåíèå ÷àñòî íàçûâàþò ìàíîìåòðè÷åñêèì. Òàêèì
îáðàçîì, ìàíîìåòðè÷åñêîå äàâëåíèå îòëè÷àåòñÿ îò àáñîëþòíîãî íà
âåëè÷èíó àòìîñôåðíîãî äàâëåíèÿ.
Âàêóóìíûå òåõíîëîãèè îïåðèðóþò ñ äàâëåíèåì íèæå àòìîñôåðíîãî
(âàêóóììåòðè÷åñêîå äàâëåíèå).
Íà ðèñ. 3.4 ïîêàçàíû ðàçëè÷íûå ñèñòåìû îòñ÷åòà âåëè÷èíû äàâëåíèÿ
íà ïðèìåðå, â êîòîðîì òî÷êîé îòñ÷åòà ñëóæèò ñòàíäàðòíîå àòìîñôåðíîå
äàâëåíèå â 1,013 áàð. Îáðàòèòå âíèìàíèå, ÷òî äàííîå çíà÷åíèå íå ðàâíî
1 áàð, õîòÿ äëÿ îáû÷íûõ ðàñ÷åòîâ â ïíåâìàòèêå ýòîé ðàçíèöåé íåðåäêî
ïðåíåáðåãàþò.
ÑÂÎÉÑÒÂÀ ÃÀÇÎÂ
ÈÇÎÒÅÐÌÈ×ÅÑÊÈÉ ÏÐÎÖÅÑÑ.
ÇÀÊÎÍ ÁÎÉËß–ÌÀÐÈÎÒÒÀ
Èçîòåðìè÷åñêèé ïðîöåññ ïðîòåêàåò ïðè ïîñòîÿííîé òåìïåðàòóðå.
Ïðîöåññ îïèñûâàåòñÿ çàêîíîì Áîéëÿ–Ìàðèîòòà: äëÿ äàííîé ìàññû
ãàçà ïðè ïîñòîÿííîé òåìïåðàòóðå ïðîèçâåäåíèå äàâëåíèÿ ãàçà
íà åãî îáúåì åñòü âåëè÷èíà ïîñòîÿííàÿ:
p·V = const ïðè T = const è m = const
Èíà÷å ãîâîðÿ, åñëè ãàç ïåðåõîäèò èç ñîñòîÿíèÿ (1) â ñîñòîÿíèå (2),
p1†81 = p2†82
èëè
p2 =
p1†81
82
Ïðèìåð: Åñëè ãàç, çàíèìàþùèé îáúåì V1 = 1ì3 ïðè àáñîëþòíîì äàâëåíèè,
ðàâíîì 1 áàð (100 000 Ïà), áóäåò ñæèìàòüñÿ èçîòåðìè÷åñêè, ò.å. ïðè
ïîñòîÿííîé òåìïåðàòóðå, äî îáúåìà V2 = 0,5 ì3, òî
À¿Ï†Ë3
p2À¿Ï¿
Ë3
5
Q
5
7
Îòíîøåíèå V1/V2 íàçûâàåòñÿ “ñòåïåíüþ
ñæàòèÿ”, êîòîðîå èìååò îáîçíà÷åíèå cr (îò
àíãëèéñêîãî “compression ratio”).
Íàïðèìåð, ïðè ìàíîìåòðè÷åñêîì äàâëåíèè,
ðàâíîì 4 áàð, äàííîå îòíîøåíèå ðàâíî
V1
=
V2
4+1,013
= 4,95
1,013
20
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
7Q
QY7
'
'
7Q
7Q
QY7
QY7
Ðèñ.3.5. Èëëþñòðàöèÿ çàêîíà Áîéëÿ–Ìàðèîòòà
Ðåàëüíûé ïðîöåññ ïðèáëèæàåòñÿ ê èçîòåðìè÷åñêîìó, êîãäà èìååò
ìåñòî èíòåíñèâíûé òåïëîîáìåí ìåæäó ãàçîì è îêðóæàþùåé ñðåäîé. Â
ýòîì ñëó÷àå ðàçîãðåâ ãàçà ïðè ñæàòèè ñîïðîâîæäàåòñÿ ðàññåèâàíèåì
âûäåëåííîãî òåïëà â îêðóæàþùåì ïðîñòðàíñòâå, à îõëàæäåíèå ãàçà
ïðè ðàçðåæåíèè ñîïðîâîæäàåòñÿ «ïîäïèòêîé» òåïëîì èç îêðóæàþùåãî
ïðîñòðàíñòâà, â ðåçóëüòàòå ÷åãî òåìïåðàòóðà ãàçà îñòàåòñÿ íåèçìåííîé.
 òàêèõ ñëó÷àÿõ ïðèìåíåíèå çàêîíà Áîéëÿ–Ìàðèîòòà íà ïðàêòèêå
ÿâëÿåòñÿ âïîëíå êîððåêòíûì. Ñëåäóåò, îäíàêî, èìåòü â âèäó, ÷òî
ïðîöåññû â ïíåâìîñèñòåìàõ íå âñåãäà áûâàþò áëèçêè ê èçîòåðìè÷åñêèì.
Ïðè áûñòðîì ïðîòåêàíèè èëè ïðè îãðàíè÷åííîì òåïëîîáìåíå ðåàëüíûå
ïðîöåññû ìîãóò îêàçàòüñÿ áëèæå ê àäèàáàòè÷åñêèì (ñì. íèæå).
ÈÇÎÁÀÐÈ×ÅÑÊÈÉ ÏÐÎÖÅÑÑ.
ÇÀÊÎÍ ÃÅÉ-ËÞÑÑÀÊÀ
Èçîáàðè÷åñêèé ïðîöåññ ïðîòåêàåò ïðè ïîñòîÿííîì äàâëåíèè. Ïðîöåññ
îïèñûâàåòñÿ çàêîíîì Ãåé-Ëþññàêà: ïðè ïîñòîÿííîì äàâëåíèè
îáúåì ïîñòîÿííîé ìàññû ãàçà ïðîïîðöèîíàëåí àáñîëþòíîé
òåìïåðàòóðå:
V/T = const ïðè p = const è m = const
Ïîñêîëüêó
(2) èìååì:
V
= const, ïðè ïåðåõîäå îò ñîñòîÿíèÿ (1) ê ñîñòîÿíèþ
T
V1
T1
V1†62
ÐÍÍÑÁÄÑÐÑÁÄÌÌÍ82 =
V2
T2
T1
Ïðèìåð: V1 = 100 ë, t1 = 0°C, t2 = 25°C, V2 – ?
Ïðè ðàñ÷åòàõ äîëæíà èñïîëüçîâàòüñÿ àáñîëþòíàÿ òåìïåðàòóðà,
âûðàæåííàÿ â Êåëüâèíàõ (K):
T(K) = t (°C) + 273
21
3. Физические основы пневматики
Òàêèì îáðàçîì,
T1 = 0 + 273 = 273 K
T2 = 20 + 273 = 293 K
Q
Q
Ñëåäîâàòåëüíî,
100
V2ʆ=
V2Ê
-
7
5
ÈÇÎÕÎÐÈ×ÅÑÊÈÉ ÏÐÎÖÅÑÑ.
ÇÀÊÎÍ ØÀÐËß
Èçîõîðè÷åñêèé ïðîöåññ ïðîòåêàåò ïðè
ïîñòîÿííîì îáúåìå. Îí îïèñûâàåòñÿ çàêîíîì
Øàðëÿ:
äàâëåíèå ãàçà ôèêñèðîâàííîé
ìàññû
è
ôèêñèðîâàííîãî
îáúåìà
ïðÿìî
ïðîïîðöèîíàëüíî
àáñîëþòíîé
òåìïåðàòóðå ãàçà, ò.å.
7
7
Q
p/T = const ïðè V = const è m = const
Ñîîòâåòñòâåííî, ïðè ïåðåõîäå èç ñîñòîÿíèÿ
(1) â ñîñòîÿíèå (2) èìååì
:
5
P1
P2
T2
ÐÊÄÃÍÁ¿ÑÄÊÛÌÍRR†
T1
T2
T1
ÓÐÀÂÍÅÍÈÅ ÑÎÑÒÎßÍÈß ÃÀÇÀ
(ÓÐÀÂÍÅÍÈÅ ÌÅÍÄÅËÅÅÂÀ–ÊËÀÏÅÉÐÎÍÀ)
Îáúåäèíèâ ïðåäûäóùèå ñîîòíîøåíèÿ, ïîëó÷àåì îáùåå óðàâíåíèå
ñîñòîÿíèÿ ãàçà (óðàâíåíèå Êëàïåéðîíà):
p1†81
p2†82
=
= const
T1
T2
Ýòà êîíñòàíòà ðàçëè÷íà äëÿ ðàçíûõ ãàçîâ. Äëÿ êàæäîãî êîíêðåòíîãî
ãàçà îíà çàâèñèò îò åãî ìàññû. Êîíñòàíòà áûëà îïðåäåëåíà Ìåíäåëååâûì,
â ðåçóëüòàòå ÷åãî óðàâíåíèå, íàçâàííîå èìåíàìè Ìåíäåëååâà è
Êëàïåéðîíà, ïðèîáðåëî âèä:
R†8
O†4
m
ÇÊÇR846
T
P
P
ãäå R = 8,314 Äæ/(ìîëü·K) – óíèâåðñàëüíàÿ ãàçîâàÿ ïîñòîÿííàÿ,
 – ìîëÿðíàÿ ìàññà (ìàññà îäíîãî ìîëÿ),
22
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
m – ìàññà âñåãî ãàçà.
Ó÷èòûâàÿ, ÷òî äëÿ âîçäóõà  = 0,029 êã/ìîëü, ïîëó÷àåì çàïèñü
óðàâíåíèÿ ñîñòîÿíèÿ äëÿ âîçäóõà:
p · V = m · Rg · T,
ãäå Rg – ãàçîâàÿ ïîñòîÿííàÿ, êîòîðàÿ äëÿ âîçäóõà ñîñòàâëÿåò 287 Äæ/
(êã·Ê).
Äàííûé çàêîí ÿâëÿåòñÿ îäíîé èç òåîðåòè÷åñêèõ îñíîâ ðàñ÷åòîâ ïðè
ïðîåêòèðîâàíèè èëè ïîäáîðå ïíåâìàòè÷åñêîãî îáîðóäîâàíèÿ, êîãäà
íåîáõîäèìî ïðèíèìàòü âî âíèìàíèå èçìåíåíèÿ âñåõ òðåõ ïàðàìåòðîâ
ãàçà.
ÀÄÈÀÁÀÒÈ×ÅÑÊÈÉ (ÈÇÎÝÍÒÐÎÏÈ×ÅÑÊÈÉ) ÏÐÎÖÅÑÑ
Ðàññìîòðåííûå âûøå çàêîíû ïðåäïîëàãàþò
ìåäëåííîå ïðîòåêàíèå ïðîöåññîâ â ñèñòåìå. Òàê,
ñêîðîñòü èçîòåðìè÷åñêîãî ïðîöåññà ñóùåñòâåííî
Qx7D
íèæå, ÷åì ñêîðîñòü òåïëîîáìåíà, ïîýòîìó ñèñòåìà
óñïåâàåò ñáðîñèòü èçáûòî÷íîå òåïëî, ëèáî
ïðèíÿòü åãî èçâíå, ÷òî è ïîçâîëÿåò òåìïåðàòóðå
Q
îñòàâàòüñÿ ïîñòîÿííîé.  ýòîì ñëó÷àå èçìåíÿþòñÿ
Qx7LD
òîëüêî äâà ïàðàìåòðà – äàâëåíèå è îáúåì. Íà
ïðàêòèêå æå áîëüøèíñòâî ïðîöåññîâ, òàêèõ êàê,
7
íàïðèìåð, ïîñòóïëåíèå âîçäóõà â ïíåâìàòè÷åñêèé
öèëèíäð, ïðîòåêàþò íàñòîëüêî áûñòðî, ÷òî èíòåíñèâíîñòü òåïëîîáìåíà
ñ îêðóæàþùåé ñðåäîé îêàçûâàåòñÿ íåäîñòàòî÷íîé äëÿ ïîääåðæàíèÿ
òåìïåðàòóðû íà íåèçìåííîì óðîâíå. Òîãäà íàðÿäó ñ äàâëåíèåì è
îáúåìîì èçìåíÿåòñÿ è òåìïåðàòóðà.  ïðåäåëüíîì ñëó÷àå òåïëîîáìåí
íàñòîëüêî ñëàáî âëèÿåò íà ïàðàìåòðû ïðîöåññà, ÷òî èì ìîæíî âîîáùå
ïðåíåáðå÷ü. Ïðîöåññ, èäóùèé áåç òåïëîîáìåíà ñ îêðóæàþùåé ñðåäîé,
íàçûâàåòñÿ “àäèàáàòè÷åñêèì” èëè «èçîýíòðîïè÷åñêèì» è îïèñûâàåòñÿ
óðàâíåíèåì:
p·V = const, ïðè m = const,
ãäå  (ãàììà) – ïîêàçàòåëü àäèàáàòû, êîòîðûé çàâèñèò îò ãàçà. Äëÿ
âîçäóõà  = 1,4. Íåðåäêî ìîæíî âñòðåòèòü îáîçíà÷åíèå ïîêàçàòåëÿ
àäèàáàòû “k”.
Ïðè ïåðåõîäå îò ñîñòîÿíèÿ (1) ê ñîñòîÿíèþ (2) óðàâíåíèå
àäèàáàòè÷åñêîãî ïðîöåññà ïðèîáðåòàåò âèä:
p1V1 = p2V2
Òàêèì îáðàçîì, â àäèàáàòè÷åñêîì ïðîöåññå èçìåíÿþòñÿ ñðàçó òðè
3. Физические основы пневматики
23
ïàðàìåòðà ãàçà. Òàê, ïðè ñæàòèè ãàç íàãðåâàåòñÿ, è äàâëåíèå íàðàñòàåò
áûñòðåå, ÷åì â èçîòåðìè÷åñêîì ïðîöåññå, à ïðè ðàñøèðåíèè ïðîèñõîäèò
îõëàæäåíèå ãàçà, è ïàäåíèå äàâëåíèÿ ïðîèñõîäèò áûñòðåå.
 ðåàëüíûõ ïðîöåññàõ òðóäíî ïîëó÷èòü èäåàëüíûé òåïëîîáìåí, êàê
â èçîòåðìè÷åñêîì ïðîöåññå, è èäåàëüíóþ òåïëîèçîëÿöèþ, õàðàêòåðíóþ
äëÿ àäèàáàòè÷åñêîãî ïðîöåññà. Ïî ðîëè òåïëîîáìåíà ðåàëüíûå
ïðîöåññû ëåæàò ãäå-òî â ïðîìåæóòêå ìåæäó äâóìÿ êðàéíèìè ñëó÷àÿìè
– èçîòåðìè÷åñêèì è àäèàáàòè÷åñêèì. Ýòè ïðîöåññû íàçûâàþòñÿ
ïîëèòðîïíûìè, è îíè îïèñûâàþòñÿ óðàâíåíèåì:
p1V1n = p2V2n,
ãäå n – ïîêàçàòåëü ïîëèòðîïû.
Ñðàâíèâàÿ óðàâíåíèå ïîëèòðîïíîãî ïðîöåññà ñ çàêîíîì ÁîéëÿÌàðèîòòà, ëåãêî óâèäåòü, ÷òî äëÿ èçîòåðìè÷åñêîãî ïðîöåññà n=1.
Ñîîòâåòñòâåííî, äëÿ àäèàáàòè÷åñêîãî ïðîöåññà n=. Òàêèì îáðàçîì, äëÿ
ðåàëüíûõ ïðîöåññîâ 1n.  ìåäëåííûõ ïðîöåññàõ ñî çíà÷èòåëüíûì
òåïëîîáìåíîì n1, à â áûñòðûõ ïðîöåññàõ ñî ñëàáûì òåïëîîáìåíîì
n.
À êàêèìè ñëåäóåò ñ÷èòàòü ïðîöåññû, ïðîòåêàþùèå â ïíåâìàòè÷åñêèõ
ïðèâîäàõ?  ðàáîòå [1] ðåêîìåíäóåòñÿ äëÿ ðàñ÷åòà ïíåâìîöèëèíäðîâ
ïðèíèìàòü n=(1.25¾1.35). Íåðåäêî äëÿ ïðåäâàðèòåëüíûõ îöåíîê, íå
òðåáóþùèõ âûñîêîé òî÷íîñòè, ïðîöåññ ïðèíèìàþò èçîòåðìè÷åñêèì
(n=1), ò.ê. ýòî îáåñïå÷èâàåò ìàêñèìàëüíóþ ïðîñòîòó âû÷èñëåíèé. Åñòü
è òàêîé ïîäõîä: åñëè ïîêàçàòåëü ïîëèòðîïû íåèçâåñòåí, äåëàþò ðàñ÷åò
äëÿ äâóõ êðàéíèõ ñëó÷àåâ – èçîòåðìè÷åñêîãî (n=1) è àäèàáàòè÷åñêîãî
(n=1.4), ïîëó÷àÿ äâà ðåçóëüòàòà è ïîíèìàÿ, ÷òî èñòèííûé ðåçóëüòàò
íàõîäèòñÿ âíóòðè äèàïàçîíà ìåæäó íèìè.
ÐÀÑÕÎÄ
Îñíîâíîé åäèíèöåé ðàñõîäà “Q” â ïíåâìàòèêå ÿâëÿåòñÿ âåëè÷èíà,
ðàâíàÿ íîðìàëüíîìó êóáè÷åñêîìó ìåòðó â ñåêóíäó (íîðì.ì3/ñ).
Íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî êóáè÷åñêèé ìåòð – ìåðà îáúåìà, â ïíåâìàòèêå åå
èñïîëüçóþò äëÿ èçìåðåíèÿ êîëè÷åñòâà âîçäóõà. Ïîñêîëüêó â îäíîì è òîì
æå îáúåìå ïðè ðàçëè÷íûõ óñëîâèÿõ ìîæåò íàõîäèòüñÿ ðàçíîå êîëè÷åñòâî
âîçäóõà, òî ýòè óñëîâèÿ ñòàíäàðòèçîâàíû è íàçûâàþòñÿ «íîðìàëüíûìè»
(ñì. íèæå). Òàêèì îáðàçîì, ïðè «íîðìàëüíûõ» óñëîâèÿõ êóáè÷åñêèé
ìåòð ñîäåðæèò ñîâåðøåííî êîíêðåòíóþ ìàññó âîçäóõà, è «íîðì.ì3/ñ»
– ýòî ôàêòè÷åñêè åäèíèöà èçìåðåíèÿ ìàññîâîãî ðàñõîäà. Èíîãäà â
òåõíè÷åñêîé äîêóìåíòàöèè ñëîâî «íîðìàëüíûé» îïóñêàþò, íî âñå ðàâíî
èìåþò â âèäó èìåííî ýòè óñëîâèÿ, åñëè íå ïðèâîäèòñÿ ñïåöèàëüíûõ
îãîâîðîê.  ìåæäóíàðîäíûõ îáîçíà÷åíèÿõ âìåñòî «íîðìàëüíûé» ïèøóò
24
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
«ANR» ïîñëå åäèíèöû èçìåðåíèÿ.
Äëÿ ïðàêòè÷åñêèõ ðàñ÷åòîâ ïíåâìàòè÷åñêèõ ñèñòåì íîðìàëüíûé
êóáîìåòð â ñåêóíäó – âåëè÷èíà ñëèøêîì áîëüøàÿ, è ðàñõîä âûðàæàþò
â íîðìàëüíûõ ëèòðàõ â ìèíóòó (íîðì.ë/ìèí) èëè, ÷òî òî æå ñàìîå,
â íîðìàëüíûõ êóáè÷åñêèõ äåöèìåòðàõ â ìèíóòó (íîðì.äì3/ìèí). Â
àíãëèéñêîé ñèñòåìå ìåð îáùåïðèíÿòîé åäèíèöåé äëÿ èçìåðåíèÿ ðàñõîäà
ÿâëÿåòñÿ “ñòàíäàðòíûé êóáè÷åñêèé ôóò â ìèíóòó” (scfm).
ÍÎÐÌÀËÜÍÛÉ ÎÁÚÅÌ
Êàê óïîìèíàëîñü âûøå, â ïíåâìàòèêå ïðèíÿòî èçìåðÿòü êîëè÷åñòâî
ñæàòîãî âîçäóõà îáúåìíûìè åäèíèöàìè – ëèòðàìè, êóáè÷åñêèìè
ìåòðàìè èëè ôóòàìè. «Íîðìàëüíûì îáúåìîì» íàçûâàåòñÿ îáúåì,
êîòîðûé çàíÿëî áû èçìåðÿåìîå êîëè÷åñòâî ñæàòîãî âîçäóõà, åñëè
ïðèâåñòè åãî ê íîðìàëüíûì óñëîâèÿì.
 ñîîòâåòñòâèè ñ ìåæäóíàðîäíûì ñòàíäàðòîì ISO 8778, íîðìàëüíûìè
óñëîâèÿìè ÿâëÿþòñÿ [2]:
 àáñîëþòíîå äàâëåíèå 100 000 Ïà (1 áàð),
 òåìïåðàòóðà 20°C,
 îòíîñèòåëüíàÿ âëàæíîñòü âîçäóõà 65%.
Ðàññ÷èòàåì ìàññó âîçäóõà, çàíèìàþùóþ îáúåì 1 ì3 ïðè íîðìàëüíûõ
óñëîâèÿõ. Ïîäñòàâèâ óêàçàííûå â ñòàíäàðòå çíà÷åíèÿ òåìïåðàòóðû è
äàâëåíèÿ â óðàâíåíèå Ìåíäåëååâà–Êëàïåéðîíà, ïîëó÷àåì:
105†O†
=
Òàêèì îáðàçîì, â îäíîì íîðìàëüíîì êóáè÷åñêîì ìåòðå ñîäåðæèòñÿ
1,19 êã âîçäóõà.
Íåîáõîäèìî îòìåòèòü, ÷òî íà ðàçíûõ ýòàïàõ ðàçâèòèÿ ïíåâìàòèêè
è â ðàçíûõ èñòî÷íèêàõ ñëîæèëèñü íåêîòîðûå ðàçëè÷èÿ â ïîíèìàíèè
«íîðìàëüíûõ óñëîâèé» (ANR). Îáû÷íî, âî èçáåæàíèå âîçìîæíûõ
îøèáîê, â òåõíè÷åñêîé äîêóìåíòàöèè ïðè óïîìèíàíèè (ANR) äàåòñÿ
ðàçúÿñíåíèå, êàêèå çíà÷åíèÿ äàâëåíèÿ, òåìïåðàòóðû è âëàæíîñòè
ïîäðàçóìåâàþòñÿ ïîä ïîíÿòèåì «íîðìàëüíûå óñëîâèÿ».
ÓÐÀÂÍÅÍÈÅ ÁÅÐÍÓËËÈ
Óðàâíåíèå Áåðíóëëè ÿâëÿåòñÿ îäíîé èç ôîðì çàïèñè çàêîíà
ñîõðàíåíèÿ ýíåðãèè, îòíîñÿùåéñÿ ê äâèæåíèþ æèäêîñòè. Òåîðåìà
Áåðíóëëè ãëàñèò: «Ñóììà ïüåçîìåòðè÷åñêîãî íàïîðà (ò.å. äàâëåíèÿ)
è ñêîðîñòíîãî íàïîðà ñîõðàíÿåò ñâîþ âåëè÷èíó âäîëü òðàåêòîðèè
äâèæåíèÿ». Òàêèì îáðàçîì, åñëè æèäêîñòü ïðîòåêàåò â ãîðèçîíòàëüíîì
íàïðàâëåíèè ïî òðóáå ïåðåìåííîãî ñå÷åíèÿ, òî äàâëåíèå æèäêîñòè âûøå
òàì, ãäå ñå÷åíèå áîëüøå, ñîîòâåòñòâåííî, ïðè óìåíüøåíèè ñå÷åíèÿ
25
3. Физические основы пневматики
äàâëåíèå ñíèæàåòñÿ (ðèñ.3.6).
 ïðîñòåéøåé ôîðìå óðàâíåíèå
Áåðíóëëè èìååò âèä:
1
1
p1 + U†X12 = p2 + U†X22
2
2
Q
Q
c
d
7
7
ãäå ð1, v1 è ð2, v2 – ñîîòâåòñòâåííî
äàâëåíèå è ñêîðîñòü â òî÷êàõ 1 è
qÇÐiÊÊÝÐÑÏ¿ÕǾ
2,
ÉÆ¿ÉÍÌÒbÄÏÌÒÊÊÇ
 – ïëîòíîñòü æèäêîñòè.
Äàâëåíèå ÿâëÿåòñÿ âûðàæåíèåì ïîòåíöèàëüíîé ýíåðãèè ïîòîêà,
1
ñêîðîñòíîé íàïîð ( Uv2) âûðàæàåò êèíåòè÷åñêóþ ýíåðãèþ. Ñóììà
2
äâóõ ýòèõ ôîðì ýíåðãèè îñòàåòñÿ ïîñòîÿííîé â ñèëó çàêîíà ñîõðàíåíèÿ
ýíåðãèè. Ïðè ñóæåíèè êàíàëà ñêîðîñòü óâåëè÷èâàåòñÿ, ñîîòâåòñòâåííî,
ðàñòåò ñêîðîñòíîé íàïîð, ò.å. êèíåòè÷åñêàÿ ýíåðãèÿ. Äàâëåíèå
(ïîòåíöèàëüíàÿ ýíåðãèÿ) ïðè ýòîì äîëæíî ñíèæàòüñÿ, â ðåçóëüòàòå ÷åãî
ñóììàðíàÿ ýíåðãèÿ îñòàåòñÿ ïîñòîÿííîé.
Óðàâíåíèå Áåðíóëëè â ïðèâåäåííîé âûøå ôîðìå ìîæåò ïðèìåíÿòüñÿ
òàêæå äëÿ ãàçîâ ïðè óìåðåííûõ äîçâóêîâûõ ñêîðîñòÿõ ïîòîêà. Îíî
ïîçâîëÿåò îáúÿñíèòü ïðèíöèï äåéñòâèÿ âàêóóìíîãî ýæåêòîðà, ãäå
ðàçðåæåíèå ñîçäàåòñÿ ïóòåì óñêîðåíèÿ ïîòîêà ñæàòîãî âîçäóõà, à
òàêæå ïðèíöèï Q-êîìïåíñàöèè â ðåãóëÿòîðàõ äàâëåíèÿ, ïîçâîëÿþùåé
óëó÷øèòü õàðàêòåðèñòèêè ýòèõ óñòðîéñòâ.
ÂËÀÆÍÎÑÒÜ ÂÎÇÄÓÕÀ
 àòìîñôåðíîì âîçäóõå âñåãäà ïðèñóòñòâóåò îïðåäåëåííîå êîëè÷åñòâî
âîäÿíîãî ïàðà, ò.å. âîäû, ðàñòâîðåííîé â âîçäóõå íà ìîëåêóëÿðíîì
óðîâíå. Ìåðîé ñîäåðæàíèÿ âîäÿíîãî ïàðà ÿâëÿåòñÿ àáñîëþòíàÿ
âëàæíîñòü âîçäóõà, ò.å. êîëè÷åñòâî âîäÿíîãî ïàðà â åäèíèöå îáúåìà
(ìàññû) âîçäóõà. Àáñîëþòíàÿ âëàæíîñòü âîçäóõà èìååò ìàêñèìóì, ïðè
êîòîðîì âîçäóõ íàñûùåí âëàãîé. Âåëè÷èíà ýòîãî ìàêñèìóìà (èíûìè
ñëîâàìè, ïîðîãà íàñûùåíèÿ) ñóùåñòâåííî çàâèñèò îò òåìïåðàòóðû:
÷åì òåïëåå âîçäóõ, òåì áîëüøå âëàãè îí ñïîñîáåí óäåðæèâàòü â ñâîåì
ñîñòàâå.
Ïðè ïîíèæåíèè òåìïåðàòóðû àòìîñôåðíîãî âîçäóõà åãî àáñîëþòíàÿ
âëàæíîñòü íå èçìåíÿåòñÿ, â òî âðåìÿ êàê ïîðîã íàñûùåíèÿ ñíèæàåòñÿ. Â
êîíöå êîíöîâ ïîðîã íàñûùåíèÿ ìîæåò ñíèçèòüñÿ íàñòîëüêî, ÷òî ñòàíåò
ðàâíûì ôàêòè÷åñêîé àáñîëþòíîé âëàæíîñòè âîçäóõà. Òàêèì îáðàçîì,
îõëàæäàÿ âîçäóõ, ìîæíî äîñòè÷ü òàêîãî çíà÷åíèÿ åãî òåìïåðàòóðû,
ïðè êîòîðîì âîçäóõ îêàçûâàåòñÿ ïðåäåëüíî íàñûùåííûì âëàãîé. Òàêàÿ
òåìïåðàòóðà íàçûâàåòñÿ òî÷êîé ðîñû. Åñëè òåìïåðàòóðà âîçäóõà áóäåò
ïîíèæàòüñÿ íèæå òî÷êè ðîñû, âëàãà áîëüøå íå ñìîæåò óäåðæèâàòüñÿ â
26
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
âîçäóõå â ïðåæíåì êîëè÷åñòâå, è ÷àñòü åå íà÷íåò êîíäåíñèðîâàòüñÿ, ò.å
âûïàäàòü â âèäå êàïåëü.
Ôàêòè÷åñêîå êîëè÷åñòâî âîäû, êîòîðîå ìîæåò óäåðæèâàòüñÿ â
ïîñòîÿííîì îáúåìå âîçäóõà, çàâèñèò òîëüêî îò òåìïåðàòóðû. Ïðè
äàííîé òåìïåðàòóðå 1 ì3 ñæàòîãî âîçäóõà ìîæåò óäåðæèâàòü òàêîå æå
êîëè÷åñòâî âîäÿíîãî ïàðà, êîòîðîå ñîäåðæèòñÿ â 1 ì3 àòìîñôåðíîãî
âîçäóõà.
 ïðåäñòàâëåííîé íèæå òàáëèöå 3.7 ïîêàçàíî ìàêñèìàëüíîå
êîëè÷åñòâî âîäû, êîòîðîå ìîæåò ñîäåðæàòüñÿ â âîçäóõå (â ãðàììàõ íà
êóáè÷åñêèé ìåòð) â øèðîêîì äèàïàçîíå òåìïåðàòóð îò -40°Ñ äî +40°Ñ.
Ïðèâåäåííàÿ òàáëèöà äàåò òî÷íûå çíà÷åíèÿ äëÿ âñåãî òåìïåðàòóðíîãî
äèàïàçîíà, â êîòîðîì ðàáîòàåò ïðîìûøëåííàÿ ïíåâìîàâòîìàòèêà.
Ïåðâàÿ ïîëîâèíà òàáëèöû îòíîñèòñÿ ê òåìïåðàòóðàì âûøå íóëÿ, âòîðàÿ
ïîëîâèíà – ê òåìïåðàòóðàì íèæå íóëÿ.
Òàáëèöà 3.7. Ìàêñèìàëüíîå êîëè÷åñòâî âîäû â 1 ì3
Температура, °С
0
5
10
г/м3 (атмосферный воздух)
4,98
6,86
9,51
15
20
25
30
35
40
13,04 17,69 23,76 31,64 41,83 54,11
Температура, °С
0
-5
-10
-15
-20
-25
-30
-35
-40
г/м3 (атмосферный воздух)
4,98
3,42
2,37
1,61
1,08
0,7
0,45
0,29
0,18
ÎÒÍÎÑÈÒÅËÜÍÀß ÂËÀÆÍÎÑÒÜ
Ñîîòíîøåíèå ìåæäó ôàêòè÷åñêèì ñîäåðæàíèåì âîäû è ìàêñèìàëüíî
âîçìîæíûì åå ñîäåðæàíèåì (â ñîñòîÿíèè íàñûùåíèÿ) íàçûâàåòñÿ
îòíîñèòåëüíîé âëàæíîñòüþ âîçäóõà è óêàçûâàåòñÿ â ïðîöåíòàõ:
oÑÌÍÐÇÑÄÊÛÌ¿¾ÁÊ¿ÅÌÍÐÑÛ
u¿ÉÑÇÖÄÐÉÍÄÐÍÃÄÏÅ¿ÌÇÄÁÍÃÚ
rÍÃÄÏÅ¿ÌÇÄÁÍÃÚÁÐÍÐÑ;ÌÇÇÌ¿ÐÚØÄÌǾ
v
Ïðèìåð 1: Òåìïåðàòóðà 25°Ñ, îòíîñèòåëüíàÿ âëàæíîñòü 65%. Ñêîëüêî âîäû
ñîäåðæèòñÿ â 1 ì3?
Êîëè÷åñòâî âëàãè ïðè 25°Ñ ðàâíî 23,76 ã/ì3 (ñì. òàáë. 3.7).
Òîãäà îïðåäåëÿåìîå êîëè÷åñòâî âîäû ðàâíî
23,76 ã/ì3·0,65 = 15,44 ã/ì3.
Ïðè ñæàòèè âîçäóõà åãî ñïîñîáíîñòü óäåðæèâàòü âëàãó â âèäå ïàðà
ñíèæàåòñÿ. Ñëåäîâàòåëüíî, åñëè òåìïåðàòóðà íå âîçðàñòåò, âîäà
ìîæåò íà÷àòü êîíäåíñèðîâàòüñÿ.
Ïðèìåð 2: 10 ì3 àòìîñôåðíîãî âîçäóõà ïðè 15°Ñ è 65% îòíîñèòåëüíîé
âëàæíîñòè ñæèìàåòñÿ äî ìàíîìåòðè÷åñêîãî äàâëåíèÿ 6 áàð.
Äîïóñòèìîå ïîâûøåíèå òåìïåðàòóðû îãðàíè÷åíî çíà÷åíèåì 25°Ñ.
Ñêîëüêî âîäû ñêîíäåíñèðóåòñÿ?
Èç òàáëèöû 3.7: ïðè òåìïåðàòóðå 15°Ñ â âîçäóõå ìîæåò ñîäåðæàòüñÿ
ìàêñèìóì 13,04 ã/ì3 , ñëåäîâàòåëüíî 10 ì3 ñîäåðæàò
13,04 ã/ì3 ·10 ì3 = 130,4 ã.
27
3. Физические основы пневматики
Ïðè îòíîñèòåëüíîé âëàæíîñòè 65% âîçäóõ áóäåò ñîäåðæàòü
130,4 ã · 0,65 = 84,9 ã (à) âëàãè.
Óìåíüøåííûé îáúåì ñæàòîãî âîçäóõà ïðè äàâëåíèè 6 áàð ìîæíî
ïîäñ÷èòàòü:
p1†81 = p2†82
p1
82†81
p2
À¿Ï
†Ë3Ë3
À¿Ï
Ïîëüçóÿñü òàáëèöåé 3.7, îïðåäåëÿåì, ÷òî 1,44 ì3 âîçäóõà ïðè 25°Ñ
ìîæåò óäåðæèâàòü ìàêñèìóì 23,76 ã · 1,44 = 34,2 ã (b) âëàãè.
Êîëè÷åñòâî êîíäåíñàòà ðàâíÿåòñÿ ðàçíîñòè ìåæäó îáùèì
êîëè÷åñòâîì âîäû, ñîäåðæàùèìñÿ â àòìîñôåðíîì âîçäóõå (à) è
êîëè÷åñòâîì âîäû, êîòîðîå ìîæåò âîáðàòü â ñåáÿ ñæàòûé âîçäóõ
(b), à èìåííî: 84,9 - 34,2 = 50,6 ã âîäû âûïàäåò â âèäå êîíäåíñàòà.
Âî èçáåæàíèå âðåäíîãî âîçäåéñòâèÿ, êîòîðîå ìîæåò îêàçàòü
êîíäåíñàò íà ñîñòîÿíèå ìàãèñòðàëè è ðàáîòó ïíåâìàòè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ,
åãî íåîáõîäèìî óäàëèòü, ïðåæäå ÷åì ñæàòûé âîçäóõ áóäåò íàïðàâëåí ê
ïîòðåáèòåëþ.
”Á±½½)0½
k
Ðèñ. 3.8. Ìàêñèìàëüíîå êîëè÷åñòâî âîäû â êóáîìåòðå
âîçäóõà â äèàïàçîíå òåìïåðàòóð îò -30°Ñ äî +80°Ñ.
t$
28
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
Ðèñ.3.8 èëëþñòðèðóåò çàâèñèìîñòü ìàêñèìàëüíîãî êîëè÷åñòâà
âîäû â êóáîìåòðå âîçäóõà îò èçìåíåíèÿ åãî òåìïåðàòóðû. Æèðíàÿ
ëèíèÿ îòíîñèòñÿ ê îáúåìó âîçäóõà ïðè àòìîñôåðíîì äàâëåíèè è
ñîîòâåòñòâóþùåé òåìïåðàòóðå. Òîíêàÿ ëèíèÿ ïîêàçûâàåò êîëè÷åñòâî
âîäû, ïðèõîäÿùååñÿ íà íîðìàëüíûé êóáè÷åñêèé ìåòð, ò.å. íà 1.19 êã
âîçäóõà. Ðàñõîä âîçäóõà îáû÷íî âûðàæàåòñÿ ÷åðåç íîðìàëüíûé îáúåì,
áëàãîäàðÿ ÷åìó íåò íåîáõîäèìîñòè âûïîëíÿòü äîïîëíèòåëüíûå ðàñ÷åòû.
ÄÀÂËÅÍÈÅ È ÐÀÑÕÎÄ
Äëÿ ïíåâìàòèêè âåñüìà âàæíûì ÿâëÿåòñÿ ñîîòíîøåíèå ìåæäó
äàâëåíèåì è ðàñõîäîì.
Ïðè îòñóòñòâèè ðàñõîäà, êîãäà ðàáî÷àÿ ñðåäà íàõîäèòñÿ â ñîñòîÿíèè
ïîêîÿ, äàâëåíèå îäèíàêîâî â ëþáîé òî÷êå ñèñòåìû. Åñëè æå èìååò ìåñòî
ïåðåìåùåíèå ñðåäû, òî äàâëåíèå áóäåò ìåíÿòüñÿ îò òî÷êè ê òî÷êå. Ýòà
ðàçíèöà äàâëåíèé íàçûâàåòñÿ “ïåðåïàäîì äàâëåíèÿ”. Ïåðåïàä äàâëåíèÿ
çàâèñèò îò òðåõ âåëè÷èí:
 ïåðâîíà÷àëüíîãî äàâëåíèÿ
 ðàñõîäà
 ñîïðîòèâëåíèÿ ïîòîêó ñî ñòîðîíû òðóáîïðîâîäà èëè èíîãî
ýëåìåíòà, ÷åðåç êîòîðûé ïðîèñõîäèò ïðîòåêàíèå.
Äëÿ õàðàêòåðèñòèêè ñîïðîòèâëåíèÿ ïîòîêó âîçäóõà íå ñóùåñòâóåò
êàêîé-ëèáî ñïåöèàëüíîé åäèíèöû (êàê, íàïðèìåð, â ýëåêòðè÷åñòâå,
ãäå òàêîâîé ÿâëÿåòñÿ Îì ()).  ïíåâìàòèêå èñïîëüçóåòñÿ âåëè÷èíà,
îáðàòíàÿ ñîïðîòèâëåíèþ – ïðîïóñêíàÿ ñïîñîáíîñòü (ýêâèâàëåíòíîå
ñå÷åíèå S, êîýôôèöèåíòû kv èëè Cv). Ýêâèâàëåíòíîå ñå÷åíèå S
âûðàæàåòñÿ â ìì2 è ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ïëîùàäü îòâåðñòèÿ â òîíêîé
ïëàñòèíêå (äèàôðàãìå), ñîçäàþùåãî òî æå ñàìîå ñîîòíîøåíèå ìåæäó
äàâëåíèåì è ðàñõîäîì, êàê è ýëåìåíò ïíåâìàòè÷åñêîé ñèñòåìû,
õàðàêòåðèñòèêîé êîòîðîãî îíî ÿâëÿåòñÿ.
Ýòî ñîîòíîøåíèå, ïî ñóòè ñâîåãî îïðåäåëåíèÿ, ÿâëÿåòñÿ òàêèì
æå, êàê è â ýëåêòðè÷åñòâå, ãäå “ïàäåíèå íàïðÿæåíèÿ ðàâíî ñèëå
òîêà, ïîìíîæåííîé íà ñîïðîòèâëåíèå”. Äëÿ ïíåâìàòèêè ýòî ìîæåò
áûòü èçëîæåíî ñëåäóþùèì îáðàçîì: “ïàäåíèå (ïåðåïàä) äàâëåíèÿ
ðàâíî ðàñõîäó, ïîäåëåííîìó íà ïðîïóñêíóþ ñïîñîáíîñòü”. Îäíàêî,
åñëè
ñîîòíîøåíèÿ
ìåæäó
ýëåêòðè÷åñêèìè
åäèíèöàìè
ïðÿìî
ïðîïîðöèîíàëüíû, ñîîòíîøåíèÿ ôèçè÷åñêèõ åäèíèö, õàðàêòåðèçóþùèõ
ïîòîê ñæàòîãî âîçäóõà, î÷åíü ñëîæíû è íèêîãäà íå ñâîäÿòñÿ ê ïðîñòîé
ïðîïîðöèîíàëüíîñòè.  òî âðåìÿ, êàê äëÿ ýëåêòðè÷åñêîãî òîêà â 1 À
(îäèí àìïåð) ïðè ïðîõîæäåíèè ÷åðåç ñîïðîòèâëåíèå â 1 Îì èìååò ìåñòî
ïàäåíèå íàïðÿæåíèÿ â 1 Âîëüò, íåçàâèñèìî îò òîãî, íà êàêîì óðîâíå
ýòî ïðîèñõîäèò: ñî 100 äî 99 Âîëüò èëè ñ 4 äî 3 Âîëüò, – òî ïåðåïàä
äàâëåíèÿ íà îäíîì è òîì æå ó÷àñòêå è ïðè îäíîì è òîì æå íîðìàëüíîì
îáúåìíîì ðàñõîäå áóäåò çàâèñåòü îò èñõîäíîãî äàâëåíèÿ è òåìïåðàòóðû.
29
3. Физические основы пневматики
Ïðè÷èíà – ñæèìàåìîñòü âîçäóõà.
×òîáû íàãëÿäíî ïðåäñòàâèòü âçàèìîñâÿçü âñåõ óïîìÿíóòûõ
ïàðàìåòðîâ ìåæäó ñîáîé íàì ïîòðåáóåòñÿ ãðàôèê, ïðåäñòàâëåííûé íà
ðèñ. 3.9.
4½½
Q  ±
•¹±À±¸¿¾¸³Ä»¿³¿º
»¿Á¿ÂùÀ¿Ã¿»±
2O ž¼½¹¾
2 ž¼½¹¾
Ðèñ. 3.9. Ñîîòíîøåíèå ìåæäó äàâëåíèåì è ðàñõîäîì äëÿ
äèàôðàãìû ñ ýêâèâàëåíòíûì ñå÷åíèåì, ðàâíûì 1 ìì2
Çàòåíåííûé òðåóãîëüíèê â ïðàâîì íèæíåì óãëó î÷åð÷èâàåò äèàïàçîí
“çâóêîâîé ñêîðîñòè ïîòîêà”. Êàê òîëüêî ñêîðîñòü ïîòîêà âîçäóõà
äîñòèãíåò âåëè÷èíû, ðàâíîé ñêîðîñòè çâóêà, åå äàëüíåéøåå óâåëè÷åíèå
ñòàíîâèòñÿ íåâîçìîæíûì, íåâçèðàÿ íà èçìåíåíèå ðàçíîñòè äàâëåíèé íà
âõîäå è âûõîäå. Êàê âèäíî èç ãðàôèêà, â ïðåäåëàõ ýòîãî òðåóãîëüíèêà
âñå êðèâûå ðåçêî óõîäÿò âåðòèêàëüíî âíèç. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî âåëè÷èíà
ðàñõîäà áîëüøå íå çàâèñèò îò ïåðåïàäà äàâëåíèÿ, à çàâèñèò òîëüêî îò
âåëè÷èíû âõîäíîãî äàâëåíèÿ.
ÊÀÊ ÏÎËÜÇÎÂÀÒÜÑß ÃÐÀÔÈÊÎÌ
Íà øêàëå ñëåâà (ñì. ðèñ. 3.9) íàíåñåíû çíà÷åíèÿ âõîäíîãî è
âûõîäíîãî äàâëåíèé. Íà óðîâíå ïåðâîé âåðòèêàëüíîé ëèíèè ñëåâà,
êîãäà âõîäíîå è âûõîäíîå äàâëåíèÿ îäèíàêîâû, ðàñõîä ðàâåí íóëþ.
Ðÿä êðèâûõ, ñîîòâåòñòâóþùèõ âõîäíîìó äàâëåíèþ îò 1 äî 10 áàð,
ïîêàçûâàþò, êàê ñíèæàåòñÿ âûõîäíîå äàâëåíèå ïî ìåðå óâåëè÷åíèÿ
30
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
ðàñõîäà.
Ïðèìåð 1: Äàâëåíèå íà âõîäå ñîñòàâëÿåò 6 áàð. Ïðè ïàäåíèè äàâëåíèÿ íà îäèí áàð
âûõîäíîå äàâëåíèå ñîñòàâèò 5 áàð. Äâèãàÿñü ïî êðèâîé “6”, äîõîäèì
äî òî÷êè åå ïåðåñå÷åíèÿ ñ ãîðèçîíòàëüíîé ëèíèåé, ñîîòâåòñòâóþùåé
äàâëåíèþ “5”. Îò ýòîé òî÷êè ñïóñêàåìñÿ âåðòèêàëüíî âíèç äî øêàëû
ðàñõîäà (òîíêàÿ ëèíèÿ) è îïðåäåëÿåì âåëè÷èíó ðàñõîäà – â íàøåì
ñëó÷àå îêîëî 55 ë/ìèí. Çíà÷åíèå 54,44 ë/ìèí, ïðîñòàâëåííîå
ïîä ýòîé ëèíèåé, ÿâëÿåòñÿ òî÷íûì, ïîäñ÷èòàííûì ïî ôîðìóëå,
ïðèâåäåííîé íèæå. Ýòè çíà÷åíèÿ äàâëåíèé íà âõîäå è âûõîäå
îïðåäåëÿþò òàê íàçûâàåìûé “íîðìàëüíûé îáúåìíûé ðàñõîä Qn”
– ïàðàìåòð, êîòîðûé óêàçûâàåòñÿ â êàòàëîãàõ êàê õàðàêòåðèñòèêà
ïðîïóñêíîé ñïîñîáíîñòè ïíåâìîðàñïðåäåëèòåëåé.
Îáúåìíûé ðàñõîä âåëè÷èíîé 54,44 ë/ìèí õàðàêòåðèçóåò ýëåìåíò
ïíåâìàòè÷åñêîãî îáîðóäîâàíèÿ (êëàïàí, àðìàòóðà, òðóáà è ò. ï.) ñ
ýêâèâàëåíòíûì ñå÷åíèåì S, ðàâíûì 1 ìì2. Åñëè, íàïðèìåð, âåëè÷èíà
S ñîñòàâëÿåò 4,5 ìì2, ðàñõîä áóäåò â 4,5 ðàçà âûøå è ñîñòàâèò
4,5 · 54,44 ë/ìèí = 245 ë/ìèí.
Ïðèìåð 2: Èìååòñÿ ïíåâìîýëåìåíò ñ ýêâèâàëåíòíûì ñå÷åíèåì S = 12 ìì2,
ðàáî÷èì äàâëåíèåì 7 áàð è ðàñõîäîì âîçäóõà 600 ë/ìèí. Êàêèì
áóäåò äàâëåíèå íà âûõîäå?
Ðàñõîä 600 ë/ìèí ÷åðåç îòâåðñòèå äèàôðàãìû ñå÷åíèåì S=12 ìì2
ñîîòâåòñòâóåò ðàñõîäó 600/12= 50 ë/ìèí ïðè ýêâèâàëåíòíîì
ñå÷åíèè, ðàâíîì 1 ìì2.
Ýòî ïðåîáðàçîâàíèå íåîáõîäèìî ñäåëàòü äëÿ òîãî, ÷òîáû ìîæíî
áûëî âîñïîëüçîâàòüñÿ ãðàôèêîì íà ðèñ. 3.9. Ïîñëå ýòîãî áóäåì
äâèãàòüñÿ ïî êðèâîé, íà÷èíàþùåéñÿ â òî÷êå 7 áàð, äî òåõ ïîð,
ïîêà îíà íå ïåðåñå÷åòñÿ ñ âåðòèêàëüíîé ëèíèåé, ñîîòâåòñòâóþùåé
ðàñõîäó 50 ë/ìèí. Ãîðèçîíòàëüíàÿ ëèíèÿ, ïðîâåäåííàÿ èç òî÷êè
ïåðåñå÷åíèÿ äî øêàëû äàâëåíèÿ, óêàæåò íàì âåëè÷èíó äàâëåíèÿ
6,3 áàð.
ÔÎÐÌÓËÛ ÄËß ÒÎ×ÍÎÃÎ ÐÀÑ×ÅÒÀ:
Åñëè ïîòðåáóåòñÿ îïðåäåëèòü áîëåå òî÷íîå çíà÷åíèå, ÷åì òî, êîòîðîå
äàåò ãðàôèê, ðàñõîä ìîæíî ïîäñ÷èòàòü ñ ïîìîùüþ îäíîé èç äâóõ
ïðèâåäåííûõ íèæå ôîðìóë.
Äàæå ïðè áåãëîì âçãëÿäå íà ãðàôèê (ñì. ðèñ. 3.9) ñòàíîâèòñÿ ÿñíî,
÷òî ôîðìóëû äëÿ äèàïàçîíîâ çâóêîâîé è äîçâóêîâîé ñêîðîñòè ïîòîêà
äîëæíû áûòü ðàçëè÷íûìè. Ïåðåõîä îò äîçâóêîâîé ê çâóêîâîé ñêîðîñòè
ïðîèñõîäèò â òîò ìîìåíò, êîãäà îòíîøåíèå àáñîëþòíîãî äàâëåíèÿ íà
âõîäå ê àáñîëþòíîìó äàâëåíèþ íà âûõîäå îêàæåòñÿ ðàâíûì âåëè÷èíå
1,896:
Äîçâóêîâàÿ ñêîðîñòü ïîòîêà: p1 + 1,013 < 1,896·(ð2 + 1,013)
Çâóêîâàÿ ñêîðîñòü ïîòîêà: p1 + 1,013  1,896·(ð2 + 1,013)
Îáúåìíûé ðàñõîä Q äëÿ äèàïàçîíà äîçâóêîâîé ñêîðîñòè ïîòîêà
3. Физические основы пневматики
31
ðàññ÷èòûâàåòñÿ ïî ôîðìóëå:
3†U†˜ (p2 † R1 - p2) (ë/ìèí),
à äëÿ äèàïàçîíà çâóêîâîé ñêîðîñòè ïîòîêà:
3†U† R1 ÊËÇÌ
ãäå S âûðàæàåòñÿ â ìì2, à ð â áàðàõ; âåëè÷èíà 22,2 ÿâëÿåòñÿ êîíñòàíòîé
ñ ðàçìåðíîñòüþ äì3/60 Íñ, êîòîðàÿ ñîîòâåòñòâóåò êîëè÷åñòâó ëèòðîâ,
ïðèõîäÿùåìóñÿ íà êàæäûå 60 ñåêóíä è íà åäèíèöó ñèëû (îïðåäåëÿåòñÿ
òåêóùèì äàâëåíèåì).
Ñëåäóåò èìåòü â âèäó, ÷òî ïíåâìàòè÷åñêèå ñèñòåìû íå áóäóò ðàáîòàòü
óäîâëåòâîðèòåëüíî ïðè çâóêîâîé ñêîðîñòè ïîòîêà, òàê êàê, íàïðèìåð,
ïðè äàâëåíèè ïèòàíèÿ 6 áàð ðàáî÷åå äàâëåíèå â ñèñòåìå íå ïðåâûñèò
2,7 áàð.
Ïðèìåð: Ðàññ÷èòàåì ïî ôîðìóëå âåëè÷èíó ðàñõîäà èç ïðèìåðà 2 ïðè âõîäíîì
äàâëåíèè 7 áàð, îáùåì ýêâèâàëåíòíîì ñå÷åíèè ïîòîêà 12 ìì2 äëÿ
ðàñïðåäåëèòåëÿ è òðóá, à òàêæå ðàñ÷åòíîì ðàáî÷åì äàâëåíèè 6,3 áàð.
3††˜†ÊËÇÌ
Î÷åâèäíî, ÷òî äëÿ ïðàêòè÷åñêèõ ðàñ÷åòîâ ãðàôèê îáëàäàåò âïîëíå
äîñòàòî÷íîé òî÷íîñòüþ.
4. ÏÐÎÈÇÂÎÄÑÒÂÎ
È ÐÀÑÏÐÅÄÅËÅÍÈÅ
ÑÆÀÒÎÃÎ ÂÎÇÄÓÕÀ
ÊÎÌÏÐÅÑÑÎÐÛ
Êîìïðåññîð ïðåîáðàçóåò ìåõàíè÷åñêóþ ýíåðãèþ ýëåêòðîäâèãàòåëÿ
èëè äâèãàòåëÿ âíóòðåííåãî ñãîðàíèÿ â ïîòåíöèàëüíóþ ýíåðãèþ ñæàòîãî
âîçäóõà.
Âîçäóøíûå êîìïðåññîðû ðàçäåëÿþòñÿ íà äâå îñíîâíûå ãðóïïû:
äèíàìè÷åñêèå è îáúåìíûå.  äèíàìè÷åñêèõ êîìïðåññîðàõ ïîòîê
ðàçãîíÿåòñÿ äî âûñîêîé ñêîðîñòè ñ ïîìîùüþ ëîïàòîê, óñòàíîâëåííûõ
íà áûñòðîâðàùàþùåìñÿ ðîòîðå, à çàòåì òîðìîçèòñÿ, â ðåçóëüòàòå ÷åãî
êèíåòè÷åñêàÿ ýíåðãèÿ ïîòîêà ïåðåõîäèò â ïîòåíöèàëüíóþ ýíåðãèþ
äàâëåíèÿ. Â îáúåìíûõ êîìïðåññîðàõ îñóùåñòâëÿåòñÿ çàõâàò íåêîòîðîãî
êîëè÷åñòâà âîçäóõà è åãî èçîëÿöèÿ â çàìêíóòîì îáúåìå, çàòåì ýòîò
îáúåì ìåõàíè÷åñêè ñîêðàùàåòñÿ, ÷òî ïðèâîäèò ê ïîâûøåíèþ äàâëåíèÿ
âîçäóõà.
Ÿ’«–ž¬–›Ÿ ¡–¢¢Ÿ¡¬
$“Ÿ˜“¡‘£žŸ
Ÿ¢£¤ ‘£–œ­ž¬•“™—–ž™–
¡‘’Ÿ¨–”ŸŸ¡”‘ž‘
Ÿ¡©ž–“¬–
–’¡‘žž¬–
¡Ÿ£Ÿ¡ž¬–
œ‘¢£™ž¨‘£¬–
“™ž£Ÿ“¬–
Ðèñ. 4.1. Îñíîâíûå òèïû êîìïðåññîðîâ, ïðèìåíÿåìûõ
â ïíåâìàòè÷åñêèõ ñèñòåìàõ
Îáúåìíûå êîìïðåññîðû ðàñïðîñòðàíåíû ñóùåñòâåííî øèðå,
ïîýòîìó ðàññìîòðèì èõ áîëåå äåòàëüíî. Ìíîãîîáðàçèå òèïîâ îáúåìíûõ
4. Производство и распределение сжатого воздуха
33
êîìïðåññîðîâ ñâÿçàíî ñ ðàçëè÷íûìè ìåõàíèçìàìè ñîêðàùåíèÿ
çàìêíóòîãî îáúåìà âîçäóõà. Ñðåäè íèõ âûäåëÿþò äâå îñíîâíûå
êàòåãîðèè: êîìïðåññîðû ñ âîçâðàòíî-ïîñòóïàòåëüíûì äâèæåíèåì
ðàáî÷åãî îðãàíà è êîìïðåññîðû ñ âðàùàòåëüíûì äâèæåíèåì ðàáî÷åãî
îðãàíà (ðîòîðíûå).
Îñíîâíûå òèïû êîìïðåññîðîâ âíóòðè ýòèõ êàòåãîðèé ïîêàçàíû íà
ðèñ. 4.1.
ÊÎÌÏÐÅÑÑÎÐÛ Ñ ÂÎÇÂÐÀÒÍÎ-ÏÎÑÒÓÏÀÒÅËÜÍÛÌ
ÄÂÈÆÅÍÈÅÌ ÐÀÁÎ×ÅÃÎ ÎÐÃÀÍÀ
ÎÄÍÎÑÒÓÏÅÍ×ÀÒÛÉ ÏÎÐØÍÅÂÎÉ ÊÎÌÏÐÅÑÑÎÐ
Ðèñ. 4.2. Îäíîñòóïåí÷àòûé ïîðøíåâîé êîìïðåññîð
Ïîðøíåâîé êîìïðåññîð – îäèí èç ñàìûõ ðàñïðîñòðàíåííûõ òèïîâ
êîìïðåññîðîâ. Íåñìîòðÿ íà ñèëüíûå ïóëüñàöèè äàâëåíèÿ íà âûõîäå,
øóìíîñòü è çàãðÿçíåíèå ñæàòîãî âîçäóõà ìàñëîì, îí ïîëüçóåòñÿ
ïîïóëÿðíîñòüþ áëàãîäàðÿ ðàçóìíîé ñòîèìîñòè, ïðîñòîòå êîíñòðóêöèè
è ïðèíöèïà äåéñòâèÿ.
Ïðè äâèæåíèè ïîðøíÿ âíèç (ñì.ðèñ.4.2) ñâîáîäíûé îáúåì â öèëèíäðå
íàä ïîðøíåì óâåëè÷èâàåòñÿ, ñîçäàåòñÿ ðàçðåæåíèå, â ðåçóëüòàòå ÷åãî
âîçäóõ ïîñòóïàåò â öèëèíäð ÷åðåç âïóñêíîé êëàïàí.
Äîéäÿ äî êîíöà õîäà, ïîðøåíü íà÷èíàåò ïåðåìåùàòüñÿ ââåðõ, ïðè
ýòîì âïóñêíîé êëàïàí çàêðûâàåòñÿ, è âîçäóõ íà÷èíàåò ñæèìàòüñÿ. Ïîä
äåéñòâèåì ñæàòîãî âîçäóõà âûïóñêíîé êëàïàí îòêðûâàåòñÿ, è âîçäóõ
ïîñòóïàåò â ëèíèþ íàãíåòàíèÿ. Îáû÷íî ñæàòûé âîçäóõ, âûõîäÿùèé èç
ïîðøíåâîãî êîìïðåññîðà, íàïðàâëÿåòñÿ ïðåæäå âñåãî â ðåñèâåð.
Îäíîñòóïåí÷àòûå êîìïðåññîðû ñæèìàþò âîçäóõ äî íåîáõîäèìîãî
äàâëåíèÿ çà îäèí õîä ïîðøíÿ (ñì.ðèñ.4.2), îáû÷íî îíè èñïîëüçóþòñÿ â
ñèñòåìàõ, ðàáîòàþùèõ â äèàïàçîíå äàâëåíèé îò 3 äî 7 áàð.
34
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
ÄÂÓÕÑÒÓÏÅÍ×ÀÒÛÉ ÏÎÐØÍÅÂÎÉ ÊÎÌÏÐÅÑÑÎÐ
 îäíîñòóïåí÷àòîì êîìïðåññîðå ïðè ñæàòèè âîçäóõà äî äàâëåíèé
ñâûøå 6 áàð âûäåëÿåòñÿ áîëüøîå êîëè÷åñòâî òåïëà, ÷òî ñóùåñòâåííî
ñíèæàåò ÊÏÄ êîìïðåññîðà. Ïîýòîìó â ïðîìûøëåííûõ ñèñòåìàõ íåðåäêî
ïðèìåíÿþòñÿ äâóõñòóïåí÷àòûå êîìïðåññîðû (ðèñ.4.3).
Âîçäóõ, çàáèðàåìûé ïðè àòìîñôåðíîì äàâëåíèè, ñæèìàåòñÿ äî
íåîáõîäèìîé âåëè÷èíû äàâëåíèÿ â äâà ýòàïà.
Åñëè êîíå÷íîå äàâëåíèå ñîñòàâëÿåò 7 áàð, òî íà ïåðâîì ýòàïå âîçäóõ
îáû÷íî ñæèìàåòñÿ ïðèìåðíî äî 3 áàð, ïîñëå ÷åãî îí ïîäâåðãàåòñÿ
îõëàæäåíèþ. Çàòåì âîçäóõ ïîñòóïàåò â öèëèíäð âòîðîé ñòóïåíè, ãäå
ñæèìàåòñÿ äî 7 áàð. Îáúåì öèëèíäðîâ âòîðîé ñòóïåíè ìåíüøå, ÷åì
îáúåì öèëèíäðîâ ïåðâîé, ïîñêîëüêó â íèõ ïîñòóïàåò óæå ñæàòûé
âîçäóõ, è îäíî è òî æå êîëè÷åñòâî âîçäóõà çàíèìàåò ìåíüøèé îáúåì.
ŸÆ¼±µ¹Ã¶¼Í
“ÌÀÄ»
“ÀÄ»
Ðèñ. 4.3. Äâóõñòóïåí÷àòûé ïîðøíåâîé êîìïðåññîð
Ïðîéäÿ ÷åðåç ïðîìåæóòî÷íûé îõëàäèòåëü, ñæàòûé âîçäóõ ïîñòóïàåò
â öèëèíäð âòîðîé ñòóïåíè â ñèëüíî îõëàæäåííîì âèäå, áëàãîäàðÿ ÷åìó
ÊÏÄ äâóõñòóïåí÷àòîãî êîìïðåññîðà îêàçûâàåòñÿ çíà÷èòåëüíî âûøå,
÷åì ÊÏÄ îäíîñòóïåí÷àòîãî êîìïðåññîðà.  ñâÿçè ñî ñâîéñòâîì âîçäóõà
íàãðåâàòüñÿ ïðè ñæàòèè, êîíå÷íàÿ òåìïåðàòóðà âîçäóõà íà âûõîäå
êîìïðåññîðà ìîæåò äîñòèãàòü 120°Ñ.
ÌÅÌÁÐÀÍÍÛÉ ÊÎÌÏÐÅÑÑÎÐ
Ìåìáðàííûå êîìïðåññîðû (ðèñ.4.4) âûðàáàòûâàþò ñæàòûé âîçäóõ
â äèàïàçîíå äàâëåíèé 3–5 áàð. Äëÿ èõ ðàáîòû íå òðåáóåòñÿ ñìàçêà,
ïîýòîìó òàêèå êîìïðåññîðû ïðèìåíÿþòñÿ â ïèùåâîé, ôàðìàöåâòè÷åñêîé
è äðóãèõ àíàëîãè÷íûõ îòðàñëÿõ ïðîìûøëåííîñòè.
 ìåìáðàííîì êîìïðåññîðå èçìåíåíèå îáúåìà ðàáî÷åé êàìåðû
ïðîèñõîäèò çà ñ÷åò èçìåíåíèÿ ïîëîæåíèÿ äèàôðàãìû (ìåìáðàíû). Ýòî
4. Производство и распределение сжатого воздуха
35
ïîçâîëÿåò îñóùåñòâëÿòü âïóñê âîçäóõà ïðè ñìåùåíèè äèàôðàãìû âíèç è
ñæàòèå âîçäóõà ïðè åå ñìåùåíèè ââåðõ.
“ÀÄ»
“ÌÀÄ»
Ðèñ. 4.4. Ìåìáðàííûé êîìïðåññîð
Ìàëîãàáàðèòíûå ìåìáðàííûå êîìïðåññîðû ñ ýëåêòðîäâèãàòåëåì
ìîùíîñòüþ  1 êÂò ìîãóò áûòü ïåðåíîñíûìè è èñïîëüçîâàòüñÿ,
íàïðèìåð, äëÿ îêðàñêè ðàñïûëåíèåì.
ÐÎÒÎÐÍÛÅ ÊÎÌÏÐÅÑÑÎÐÛ
ÏËÀÑÒÈÍ×ÀÒÛÉ ÊÎÌÏÐÅÑÑÎÐ
“ÌÀÄ»
“ÀÄ»
Ðèñ. 4.5. Ïëàñòèí÷àòûé êîìïðåññîð
 äàííîì òèïå êîìïðåññîðà (ðèñ. 4.5) ðîòîð óñòàíîâëåí ñ
ýêñöåíòðèñèòåòîì. Â ðàäèàëüíûõ ïàçàõ ðîòîðà ðàçìåùåíû ïîäâèæíûå
ïëàñòèíû, êîòîðûå âðàùàþòñÿ âìåñòå ñ ðîòîðîì è îäíîâðåìåííî
ñîâåðøàþò âîçâðàòíî-ïîñòóïàòåëüíîå äâèæåíèå â ïàçàõ. Ïðè âðàùåíèè
ðîòîðà ïëàñòèíû ïðèæèìàþòñÿ ê ñòåíêå ñòàòîðà çà ñ÷åò âîçäåéñòâèÿ
öåíòðîáåæíûõ ñèë, à ïðîñòðàíñòâî, çàêëþ÷åííîå ìåæäó äâóìÿ
36
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
ñîñåäíèìè ïëàñòèíàìè, óìåíüøàåòñÿ ïî ìåðå èõ ïåðåìåùåíèÿ îò ìåñòà
âïóñêà âîçäóõà äî ìåñòà åãî âûïóñêà, áëàãîäàðÿ ÷åìó è ïðîèñõîäèò
ñæàòèå.
Ñìàçêà è ãåðìåòèçàöèÿ êîìïðåññîðà îáåñïå÷èâàåòñÿ çà ñ÷åò
âïðûñêèâàíèÿ æèäêîé ñìàçêè â ïîòîê âîçäóõà â çîíå âñàñûâàíèÿ. Ìàñëî
ñëóæèò òàêæå îõëàäèòåëåì, îãðàíè÷èâàÿ ðîñò òåìïåðàòóðû âîçäóõà íà
âûõîäå.
ÂÈÍÒÎÂÎÉ ÊÎÌÏÐÅÑÑÎÐ
 âèíòîâîì êîìïðåññîðå (ðèñ. 4.6) äâà ñïèðàëüíûõ ðîòîðà,
íàõîäÿùèåñÿ
â
çàöåïëåíèè,
âðàùàþòñÿ
â
ïðîòèâîïîëîæíûõ
íàïðàâëåíèÿõ. Ñâîáîäíîå ïðîñòðàíñòâî ìåæäó íèìè óìåíüøàåòñÿ ïî
ìåðå ïåðåìåùåíèÿ â îñåâîì íàïðàâëåíèè, áëàãîäàðÿ ÷åìó è ïðîèñõîäèò
ñæàòèå âîçäóõà, çàêëþ÷åííîãî ìåæäó ðîòîðàìè (ñì.ðèñ. 4.6).
Âïðûñêèâàåìîå â êîìïðåññîð ìàñëî îáåñïå÷èâàåò åãî ñìàçêó è
íåîáõîäèìóþ ãåðìåòèçàöèþ îáúåìà, íàõîäÿùåãîñÿ ìåæäó âðàùàþùèìèñÿ
âèíòàìè. Îòâîä ìàñëà èç ñæàòîãî âîçäóõà îñóùåñòâëÿåòñÿ ïðè ïîìîùè
ìàñëîîòäåëèòåëÿ.
Á¹³¿µ
“ÌÀÄ»
“ÀÄ»
Ðèñ.4.6. Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà âèíòîâîãî êîìïðåññîðà
Êîìïðåññîðû äàííîãî òèïà îáåñïå÷èâàþò íåïðåðûâíóþ ïîäà÷ó
ñæàòîãî âîçäóõà ñ ïðîèçâîäèòåëüíîñòüþ ñâûøå 400 ì3/ìèí ïðè äàâëåíèè
äî 10 áàð.
 îòëè÷èå îò ïëàñòèí÷àòîãî, âèíòîâîé êîìïðåññîð îáåñïå÷èâàåò
ïîñòîÿííóþ ïîäà÷ó ñæàòîãî âîçäóõà áåç ïóëüñàöèé óðîâíÿ âûõîäíîãî
äàâëåíèÿ.
Íåñìîòðÿ íà âîçðàñòàþùèé èíòåðåñ ê ïëàñòèí÷àòûì è, ãëàâíûì
îáðàçîì, âèíòîâûì êîìïðåññîðàì, â ïðîìûøëåííîñòè ïî-ïðåæíåìó
÷àñòî èñïîëüçóþòñÿ ïîðøíåâûå êîìïðåññîðû, ââèäó èõ îòíîñèòåëüíî
íèçêîé ñòîèìîñòè.
4. Производство и распределение сжатого воздуха
37
ÐÀÁÎ×ÈÅ ÏÀÐÀÌÅÒÐÛ ÊÎÌÏÐÅÑÑÎÐÀ
Ïðîèçâîäèòåëüíîñòü êîìïðåññîðà îïðåäåëÿåòñÿ ÷åðåç íîðìàëüíûé
îáúåìíûé ðàñõîä è âûðàæàåòñÿ â íîðì.ì3/ñ, íîðì.ì3/ìèí, íîðì.ì3/
÷àñ, íîðì.äì3/ñ èëè íîðì.ë/ìèí. Ïðîèçâîäèòåëüíîñòü êîìïðåññîðà
ìîæåò áûòü òàêæå îõàðàêòåðèçîâàíà âåëè÷èíîé âûòåñíÿåìîãî îáúåìà,
èëè “òåîðåòè÷åñêèì âõîäíûì îáúåìîì” (òåîðåòè÷åñêàÿ âåëè÷èíà).
Äëÿ ïîðøíåâîãî êîìïðåññîðà ðàñ÷åò åãî ïðîèçâîäèòåëüíîñòè âûãëÿäèò
ñëåäóþùèì îáðàçîì:
Q (ë/ìèí) = ïëîùàäü ïîðøíÿ â äì2 · äëèíà õîäà â äì ·
êîëè÷åñòâî öèëèíäðîâ ïåðâîé ñòóïåíè · îá/ìèí.
Ïðè íàëè÷èè äâóõñòóïåí÷àòîãî êîìïðåññîðà ñëåäóåò ïðèíèìàòü â
ðàñ÷åò òîëüêî öèëèíäð ïåðâîé ñòóïåíè.
Îáúåìíûé ðàñõîä âîçäóõà íà âûõîäå èç êîìïðåññîðà âñåãäà áóäåò
ìåíüøå âñëåäñòâèå îáúåìíûõ è òåìïåðàòóðíûõ ïîòåðü.
Ïåðâûé âèä ïîòåðü - îáúåìíûõ - ÿâëÿåòñÿ íåèçáåæíûì, ïîñêîëüêó
íåâîçìîæíî îñóùåñòâèòü ïîëíûé âûïóñê ñæàòîãî âîçäóõà èç öèëèíäðà
â êîíöå õîäà ñæàòèÿ, òàê êàê â öèëèíäðå âñåãäà îñòàåòñÿ íåêîå
íåâûòåñíåííîå êîëè÷åñòâî âîçäóõà, êîòîðîå íàçûâàåòñÿ “ìåðòâûì
îáúåìîì”.
Òåìïåðàòóðíûå èëè òåïëîâûå ïîòåðè âîçíèêàþò âñëåäñòâèå òîãî, ÷òî
â ïðîöåññå ñæàòèÿ âîçäóõ íàãðåâàåòñÿ äî î÷åíü âûñîêîé òåìïåðàòóðû.
Ñëåäîâàòåëüíî, åãî îáúåì ñíà÷àëà óâåëè÷èâàåòñÿ, à ïîòîì óìåíüøàåòñÿ
ïðè îõëàæäåíèè äî òåìïåðàòóðû îêðóæàþùåé ñðåäû (ñì. Çàêîí Øàðëÿ,
ðàçäåë 3).
ÎÁÚÅÌÍÛÉ ÊÏÄ
Îáúåìíûé ÊÏÄ – ýòî îòíîøåíèå ôàêòè÷åñêîãî êîëè÷åñòâà
âîçäóõà íà âûõîäå, âûðàæåííîãî â íîðìàëüíûõ îáúåìíûõ åäèíèöàõ,
ê òåîðåòè÷åñêîìó âõîäíîìó îáúåìó. Îáúåìíûé ÊÏÄ, êàê ïðàâèëî,
âûðàæàåòñÿ â ïðîöåíòàõ. Âåëè÷èíà ÊÏÄ çàâèñèò îò ãàáàðèòîâ
êîìïðåññîðà, åãî òèïà è êîíñòðóêòèâíîãî èñïîëíåíèÿ, êîëè÷åñòâà
ñòóïåíåé è âûõîäíîãî äàâëåíèÿ. Îáúåìíûé ÊÏÄ äâóõñòóïåí÷àòîãî
êîìïðåññîðà ìåíüøå, ÷åì îáúåìíûé ÊÏÄ îäíîñòóïåí÷àòîãî, ïîñêîëüêó
è öèëèíäð ïåðâîé, è öèëèíäð âòîðîé ñòóïåíè èìåþò ñâîè ìåðòâûå
îáúåìû.
ÒÅÏËÎÂÛÅ ÏÎÒÅÐÈ È ÎÁÙÈÉ ÊÏÄ
Êðîìå ïîòåðü, îïèñàííûõ âûøå, íà ðàáîòó êîìïðåññîðà âëèÿþò
òåìïåðàòóðíûå ôàêòîðû. Îíè îòðèöàòåëüíî ñêàçûâàþòñÿ íà
ýôôåêòèâíîñòè ïðîöåññà ñæàòèÿ âîçäóõà, êîòîðàÿ îïðåäåëÿåòñÿ òàêîé
âåëè÷èíîé, êàê îáùèé ÊÏÄ – îòíîøåíèå ýíåðãèè ñæàòîãî âîçäóõà
38
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
ê çàòðà÷åííîé ýíåðãèè. Òåïëîâûå ïîòåðè ñíèæàþò îáùèé ÊÏÄ
êîìïðåññîðà â çàâèñèìîñòè îò åãî ïðîèçâîäèòåëüíîñòè è íàãðóçêè.
Êîìïðåññîð, ðàáîòàþùèé ñ ìàêñèìàëüíîé ìîùíîñòüþ, àêêóìóëèðóåò
â ñåáå áîëüøîå êîëè÷åñòâî òåïëà, â ðåçóëüòàòå ÷åãî åãî îáùèé ÊÏÄ
ïàäàåò.  äâóõñòóïåí÷àòîì êîìïðåññîðå ñòåïåíü ñæàòèÿ â êàæäîé èç
ñòóïåíåé áóäåò ìåíüøå, ïðè ýòîì âîçäóõ, ñæàòûé ÷àñòè÷íî â öèëèíäðå
ïåðâîé ñòóïåíè, ïåðåä ñæàòèåì äî êîíå÷íîãî äàâëåíèÿ â öèëèíäðå
âòîðîé ñòóïåíè îõëàæäàåòñÿ â ïðîìåæóòî÷íîì îõëàäèòåëå.
Ïðèìåð: Åñëè âîçäóõ, çàñàñûâàåìûé â öèëèíäð ïåðâîé ñòóïåíè èç àòìîñôåðû,
ñæèìàåòñÿ äî îäíîé òðåòè ñâîåãî îáúåìà, òî àáñîëþòíîå äàâëåíèå
âîçäóõà íà âûõîäå áóäåò ñîñòàâëÿòü 3 áàð. Êîëè÷åñòâî òåïëà,
âûäåëÿåìîãî ïðè äàííîé ñðàâíèòåëüíî íåâûñîêîé ñòåïåíè ñæàòèÿ,
áóäåò ìàëûì. Äàëåå ñæàòûé âîçäóõ ÷åðåç ïðîìåæóòî÷íûé îõëàäèòåëü
ïîñòóïàåò ê öèëèíäðó âòîðîé ñòóïåíè, ãäå åãî îáúåì åùå ðàç
óìåíüøàåòñÿ – ñíîâà äî îäíîé òðåòè. Òàêèì îáðàçîì, êîíå÷íîå
äàâëåíèå ñîñòàâèò 9 áàð àáñîëþòíîãî äàâëåíèÿ.
 îäíîñòóïåí÷àòîì êîìïðåññîðå êîëè÷åñòâî òåïëà, âûäåëÿåìîãî
ïðè ñæàòèè òîãî æå ñàìîãî îáúåìà âîçäóõà îò äàâëåíèÿ, ðàâíîãî
àòìîñôåðíîìó, äî 9 áàð àáñîëþòíîãî äàâëåíèÿ, áóäåò íàìíîãî âûøå, è
îáùèé ÊÏÄ áóäåò ñóùåñòâåííî ñíèæåí.
Íà ãðàôèêå (ðèñ. 4.7) ñðàâíèâàåòñÿ îáùèé ÊÏÄ îäíîñòóïåí÷àòûõ
è äâóõñòóïåí÷àòûõ êîìïðåññîðîâ ïðè ðàçëè÷íûõ çíà÷åíèÿõ âûõîäíîãî
äàâëåíèÿ.
Ÿµ¾¿ÂÃÄÀ¶¾È±Ã̺
•³ÄÆÂÃÄÀ¶¾È±Ã̺
Ÿ²Ê¹º› •
“ÌÆ¿µ¾¿¶µ±³¼¶¾¹¶  ±
Ðèñ. 4.7. Ãðàôèê îáùåãî ÊÏÄ
Äëÿ ìàëûõ âûõîäíûõ äàâëåíèé ïðåäïî÷òèòåëüíåå èñïîëüçîâàíèå
îäíîñòóïåí÷àòûõ êîìïðåññîðîâ, ïîñêîëüêó èõ îáúåìíûé ÊÏÄ âûøå.
Ïðè áîëåå âûñîêèõ çíà÷åíèÿõ âûõîäíîãî äàâëåíèÿ òåïëîâûå ïîòåðè
ïðîÿâëÿþò ñåáÿ âñå áîëåå âåñîìî, è â ýòîì ñëó÷àå ïðåäïî÷òèòåëüíåå
äâóõñòóïåí÷àòûå êîìïðåññîðû, èìåþùèå áîëåå íèçêèå òåïëîâûå ïîòåðè.
Ïîòðåáëÿåìàÿ ìîùíîñòü ÿâëÿåòñÿ ìåðîé äëÿ îïðåäåëåíèÿ îáùåãî
ÊÏÄ è ìîæåò èñïîëüçîâàòüñÿ ïðè îöåíêå çàòðàò íà ïðîèçâîäñòâî ñæàòîãî
âîçäóõà. Â ñðåäíåì ìîæíî ïðèíÿòü, ÷òî äëÿ ïðîèçâîäñòâà 120 – 150 ë/
ìèí ñæàòîãî âîçäóõà (0,12–0,15 íîðì.ì3/ìèí) ñ ðàáî÷èì äàâëåíèåì
7 áàð òðåáóåòñÿ 1,0 êÂò ýëåêòðîýíåðãèè.
4. Производство и распределение сжатого воздуха
39
Äëÿ ïîëó÷åíèÿ òî÷íûõ çíà÷åíèé íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü òèï è
ðàçìåðû êîìïðåññîðà.
ÂÑÏÎÌÎÃÀÒÅËÜÍÎÅ ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ ÊÎÌÏÐÅÑÑÎÐÎÂ
ÐÅÑÈÂÅÐ
Ðåñèâåð ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé èçãîòîâëåííóþ èç ñâàðåííûõ ñòàëüíûõ
ëèñòîâ åìêîñòü, ñïîñîáíóþ âûäåðæèâàòü çíà÷èòåëüíîå âíóòðåííåå
äàâëåíèå. Ðåñèâåð ñëóæèò àêêóìóëÿòîðîì ñæàòîãî âîçäóõà, â êîòîðîì
ñãëàæèâàþòñÿ ïóëüñàöèè âîçäóøíîãî ïîòîêà.
Ãëàâíûì íàçíà÷åíèåì ðåñèâåðà ÿâëÿåòñÿ íàêîïëåíèå ñæàòîãî
âîçäóõà äëÿ îáåñïå÷åíèÿ áåñïåðåáîéíîé ïîäà÷è åãî â ïíåâìîñèñòåìó
äàæå â òîò ìîìåíò, êîãäà ïîòðåáëÿåìîå êîëè÷åñòâî âîçäóõà ïðåâûøàåò
ïðîèçâîäèòåëüíîñòü êîìïðåññîðà. Ðåñèâåð òàêæå ïîçâîëÿåò ñâåñòè
ê ìèíèìóìó ñìåíó ðåæèìîâ ðàáîòû êîìïðåññîðà. Êðîìå òîãî,
ðåñèâåð îáåñïå÷èâàåò äîïîëíèòåëüíîå îõëàæäåíèå ñæàòîãî âîçäóõà,
ïîñòóïàþùåãî èç îõëàäèòåëÿ. Áëàãîäàðÿ ýòîìó ìàñëî è âëàãà,
ñîäåðæàùèåñÿ â âîçäóõå, êîíäåíñèðóþòñÿ ïðåæäå, ÷åì îí ïîñòóïèò ê
ïîòðåáèòåëþ. Ó÷èòûâàÿ ýòî îáñòîÿòåëüñòâî, ðåêîìåíäóåòñÿ ðàçìåùàòü
ðåñèâåð â ïðîõëàäíîì ìåñòå.
Ðåñèâåð äîëæåí áûòü îáîðóäîâàí ïðåäîõðàíèòåëüíûì êëàïàíîì,
ìàíîìåòðîì, äðåíàæíûì óñòðîéñòâîì è ñìîòðîâûìè ëþêàìè äëÿ
îñóùåñòâëåíèÿ êîíòðîëÿ, à òàêæå ÷èñòêè âíóòðåííåé ïîëîñòè ðåñèâåðà.
ÎÏÐÅÄÅËÅÍÈÅ ÐÀÇÌÅÐÎÂ ÐÅÑÈÂÅÐÀ
Ðàçìåðû ðåñèâåðà äëÿ àêêóìóëÿöèè ñæàòîãî âîçäóõà îïðåäåëÿþòñÿ
èñõîäÿ èç ïðîèçâîäèòåëüíîñòè êîìïðåññîðà è ðàçìåðîâ ñèñòåìû â öåëîì.
Êðîìå òîãî, îíè çàâèñÿò îò ðåæèìîâ ïîòðåáëåíèÿ ñæàòîãî âîçäóõà
(ÿâëÿåòñÿ ëè ïîòðåáíîñòü â íåì îòíîñèòåëüíî ïîñòîÿííîé èëè îíà âñå
âðåìÿ ìåíÿåòñÿ).
Äëÿ ïèòàíèÿ çàâîäñêèõ ñèñòåì ñæàòîãî âîçäóõà, êàê ïðàâèëî,
ïðèìåíÿþòñÿ êîìïðåññîðû ñ ýëåêòðîïðèâîäîì, êîòîðûå âêëþ÷àþòñÿ
è âûêëþ÷àþòñÿ ïðè äîñòèæåíèè ñîîòâåòñòâåííî ìèíèìàëüíîãî èëè
ìàêñèìàëüíîãî çíà÷åíèÿ âûõîäíîãî äàâëåíèÿ. Òàêàÿ ñèñòåìà óïðàâëåíèÿ
íàçûâàåòñÿ “àâòîìàòè÷åñêîé”. Âî èçáåæàíèå ÷àñòûõ ïåðåêëþ÷åíèé
òàêàÿ ñèñòåìà òðåáóåò íàëè÷èÿ ðåñèâåðà ñ íåîáõîäèìûì ìèíèìàëüíûì
îáúåìîì.
Ïåðåäâèæíûå êîìïðåññîðû ñ ïðèâîäîì îò äâèãàòåëÿ âíóòðåííåãî
ñãîðàíèÿ ïðè äîñòèæåíèè ìàêñèìàëüíîãî çíà÷åíèÿ äàâëåíèÿ íå
îòêëþ÷àþòñÿ.  òàêèõ êîìïðåññîðàõ ïðè äîñòèæåíèè ìàêñèìàëüíîãî
äàâëåíèÿ ïðèíóäèòåëüíî îòêðûâàþòñÿ âñàñûâàþùèå êëàïàíû, è âîçäóõ
áåñïðåïÿòñòâåííî âõîäèò â ðàáî÷èé öèëèíäð êîìïðåññîðà è âûõîäèò èç
íåãî, íå ïîäâåðãàÿñü ñæàòèþ.  ýòîì ñëó÷àå òðåáóåòñÿ ñîâñåì íåáîëüøîé
40
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
ðåñèâåð.
Äëÿ ïðèáëèæåííîé îöåíêè ðàçìåðîâ ðåñèâåðà ìîæíî âîñïîëüçîâàòüñÿ
ñëåäóþùèì ïðàâèëîì:
Вместимость резервуара ресивера должна быть
приблизительно равна объему сжатого воздуха,
производимого компрессором за одну минуту.
Ïðèìåð: Ïðîèçâîäèòåëüíîñòü êîìïðåññîðà 18 íîðì.ì3/ìèí (âñàñûâàåìûé
àòìîñôåðíûé âîçäóõ) ïðè ñðåäíåì ìàãèñòðàëüíîì äàâëåíèè 7 áàð.
Òàêèì îáðàçîì, êîëè÷åñòâî ñæàòîãî âîçäóõà, ïðîèçâîäèìîãî çà
ìèíóòó, ñîñòàâèò 18000/7 = 2500 ëèòðîâ (ïðèáëèçèòåëüíî).
Âèäèìî, íàèáîëåå ïîäõîäÿùèì äëÿ äàííîé ñèñòåìû ðåñèâåðîì áóäåò
íîðìàëèçîâàííûé ðåçåðâóàð åìêîñòüþ 2750 ëèòðîâ.
ÂÕÎÄÍÎÉ ÔÈËÜÒÐ
Îáû÷íûé ãîðîäñêîé âîçäóõ ìîæåò ñîäåðæàòü â îäíîì êóáè÷åñêîì
ìåòðå äî 140 ìèëëèîíîâ òâåðäûõ ÷àñòèö ðàçëè÷íûõ çàãðÿçíèòåëåé, òàêèõ
êàê ïûëü, ãðÿçü, ïûëüöà è ïðî÷èå ïðèìåñè. Åñëè òàêîé âîçäóõ ñæàòü äî
7 áàð, òî êîíöåíòðàöèÿ ïðèìåñåé ïðèáëèçèòñÿ ê ìèëëèàðäó ÷àñòèö íà
êóáè÷åñêèé ìåòð. Ïîýòîìó âàæíûì óñëîâèåì íàäåæíîé ðàáîòû ëþáîãî
êîìïðåññîðà â òå÷åíèå äëèòåëüíîãî ñðîêà ÿâëÿåòñÿ íàëè÷èå â íåì
âûñîêîýôôåêòèâíîãî ôèëüòðà äëÿ óäàëåíèÿ çàãðÿçíåíèé, ïðèâîäÿùèõ
ê ïîâûøåííîìó èçíîñó öèëèíäðîâ, ïîðøíåâûõ êîëåö è ò.ï. â îñíîâíîì
èç-çà ñâîåãî àáðàçèâíîãî âîçäåéñòâèÿ.
Âõîäíîé ôèëüòð íå äîëæåí ÿâëÿòüñÿ ôèëüòðîì òîíêîé î÷èñòêè,
èíà÷å âñëåäñòâèå âûñîêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ âîçäóøíîìó ïîòîêó ñèëüíî
ñíèçèòñÿ ÊÏÄ êîìïðåññîðà. Òàêèì îáðàçîì, î÷åíü ìåëêèå ÷àñòèöû (äî
5 ìêì) èì íå çàäåðæèâàþòñÿ è îñòàþòñÿ â ïîòîêå âîçäóõà.
Óñòðîéñòâî çàáîðà âîçäóõà äîëæíî áûòü ñîðèåíòèðîâàíî òàêèì
îáðàçîì, ÷òîáû â êîìïðåññîð ïîñòóïàë êàê ìîæíî áîëåå ÷èñòûé è ñóõîé
âîçäóõ, à âõîäíîé òðóáîïðîâîä äîëæåí èìåòü äîñòàòî÷íî áîëüøîé
äèàìåòð, ÷òîáû èñêëþ÷èòü ÷ðåçìåðíûå ïîòåðè äàâëåíèÿ. Åñëè â ñèñòåìå
ïðèìåíÿåòñÿ ãëóøèòåëü, òî åãî êîíñòðóêöèÿ ìîæåò âêëþ÷àòü â ñåáÿ
âîçäóøíûé ôèëüòð, êîòîðûé äîëæåí óñòàíàâëèâàòüñÿ ïåðåä ãëóøèòåëåì.
ÓÄÀËÅÍÈÅ ÂËÀÃÈ ÈÇ ÂÎÇÄÓÕÀ
ÎÕËÀÄÈÒÅËÈ
Ïîñëå îêîí÷àòåëüíîãî ñæàòèÿ âîçäóõ èìååò âûñîêóþ òåìïåðàòóðó.
Ïî ìåðå åãî îõëàæäåíèÿ ïðîèñõîäèò êîíäåíñàöèÿ âëàãè, è â âîçäóøíóþ
ñèñòåìó ïîñòóïàåò áîëüøîå êîëè÷åñòâî âîäû, êîòîðóþ íåîáõîäèìî
4. Производство и распределение сжатого воздуха
41
óäàëÿòü. Íàèáîëåå ýôôåêòèâíûì ñïîñîáîì óäàëåíèÿ áîëüøåé ÷àñòè
êîíäåíñàòà ÿâëÿåòñÿ îõëàæäåíèå âîçäóõà íà âûõîäå ñðàçó æå ïîñëå
ñæàòèÿ.
Îõëàäèòåëè ñæàòîãî âîçäóõà ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé òåïëîîáìåííèêè ñ
âîçäóøíûì èëè âîäÿíûì îõëàæäåíèåì.
ÂÎÇÄÓØÍÎÅ ÎÕËÀÆÄÅÍÈÅ
Ðèñ. 4.8. Ïðèíöèï äåéñòâèÿ îõëàäèòåëÿ ñ âîçäóøíûì îõëàæäåíèåì
Äàííûé îõëàäèòåëü ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ñèñòåìó òðóáîïðîâîäîâ,
ïî êîòîðûì ïðîïóñêàåòñÿ ñæàòûé âîçäóõ. Ñíàðóæè ýòè òðóáîïðîâîäû
îõëàæäàþòñÿ ïîòîêîì õîëîäíîãî âîçäóõà, ïîñòóïàþùåãî îò âåíòèëÿòîðà.
Òèïîâàÿ êîíñòðóêöèÿ òàêîãî îõëàäèòåëÿ ïîêàçàíà íà ðèñ. 4.8.
Òåìïåðàòóðà îõëàæäåííîãî ñæàòîãî âîçäóõà ïðèìåðíî íà 15°Ñ
âûøå, ÷åì òåìïåðàòóðà îõëàæäàþùåãî âîçäóõà.
ÂÎÄßÍÎÅ ÎÕËÀÆÄÅÍÈÅ
 âîäÿíîì îõëàäèòåëå òàêàÿ æå ñèñòåìà òðóáîïðîâîäîâ ìîíòèðóåòñÿ
â ñòàëüíîì êîðïóñå. Ïî òðóáàì ïðîïóñêàþò ñæàòûé âîçäóõ, à â êîðïóñå
öèðêóëèðóåò õîëîäíàÿ âîäà.
Ïðèíöèïèàëüíîå óñòðîéñòâî òàêîãî âîäÿíîãî îõëàäèòåëÿ ïîêàçàíî
íà ðèñ. 4.9.
¿µ³¿µ¿Æ¼±·µ±Ïʶº³¿µÌ
¿µ³¿µ
·±Ã¿´¿
³¿¸µÄƱ
ŸÃ³¿µ
·±Ã¿´¿
³¿¸µÄƱ
ŸÃ³¿µ¿Æ¼±·µ±Ïʶº³¿µÌ
Ðèñ. 4.9. Ïðèíöèï äåéñòâèÿ îõëàäèòåëÿ ñ âîäÿíûì îõëàæäåíèåì
42
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî îïèñàííàÿ âûøå ñõåìà âîäÿíîãî îõëàäèòåëÿ
íå ÿâëÿåòñÿ åäèíñòâåííîé. Òàê, âîäà ìîæåò öèðêóëèðîâàòü ïî ñèñòåìå
îðåáðåííûõ òðóá, ïðè ýòîì âîçäóõ ïðîòåêàåò ÷åðåç ïîëîñòü êîðïóñà,
îìûâàÿ ðåáðà è òðóáû ñíàðóæè.
Òåìïåðàòóðà îõëàæäåííîãî ñæàòîãî âîçäóõà ïðèìåðíî íà 10°Ñ
âûøå, ÷åì òåìïåðàòóðà îõëàæäàþùåé âîäû.
Äëÿ óäàëåíèÿ íàêîïèâøåãîñÿ â îõëàäèòåëå êîíäåíñàòà ñëóæèò
àâòîìàòè÷åñêîå ñëèâíîå óñòðîéñòâî, êîòîðîå ëèáî ìîíòèðóåòñÿ íà
êîðïóñå îõëàäèòåëÿ, ëèáî âñòðàèâàåòñÿ íåïîñðåäñòâåííî â íåãî.
Îõëàäèòåëè äîëæíû áûòü îáîðóäîâàíû ïðåäîõðàíèòåëüíûì
êëàïàíîì è ìàíîìåòðîì. Ðåêîìåíäóåòñÿ òàêæå ïðåäóñìîòðåòü â
êîíñòðóêöèè îõëàäèòåëÿ òåðìîìåòðû äëÿ çàìåðà òåìïåðàòóðû âîçäóõà
è âîäû.
ÎÑÓØÈÒÅËÈ ÂÎÇÄÓÕÀ
Îõëàäèòåëè ñíèæàþò òåìïåðàòóðó ñæàòîãî âîçäóõà äî çíà÷åíèé,
íà 10-15°Ñ âûøå òåìïåðàòóðû îõëàæäàþùåé ñðåäû. Ýòî íå èçáàâëÿåò
îò âîçìîæíîñòè äàëüíåéøåãî îõëàæäåíèÿ âîçäóõà ïðè ïðîõîæäåíèè
÷åðåç òðóáîïðîâîäû è äðóãèå ýëåìåíòû ïíåâìîñèñòåìû, èìåþùèå
áîëåå íèçêóþ, ÷åì âîçäóõ, òåìïåðàòóðó. Åñëè òðóáîïðîâîä âûõîäèò
íà óëèöó, òî â çèìíåå âðåìÿ îõëàæäåíèå âîçäóõà ìîæåò îêàçàòüñÿ
âåñüìà ñóùåñòâåííûì. Â ïíåâìîñèñòåìå, òàêèì îáðàçîì, ìîæåò
âûïàäàòü áîëüøîå êîëè÷åñòâî êîíäåíñàòà. ×òîáû èñêëþ÷èòü âûïàäåíèå
êîíäåíñàòà â ïíåâìîñèñòåìå, âîçäóõ ïîäâåðãàþò îñóøêå – îïåðàöèè ïî
ñíèæåíèþ ñîäåðæàíèÿ âîäÿíîãî ïàðà.
Îñóøêà âîçäóõà ïðèíöèïèàëüíî ñâîäèòñÿ ê ñíèæåíèþ òî÷êè ðîñû,
òî åñòü òåìïåðàòóðû, ïðè êîòîðîé âîçäóõ ïðåäåëüíî íàñûùåí âëàãîé
(âëàæíîñòü 100%). ×åì íèæå òî÷êà ðîñû, òåì ìåíüøåå êîëè÷åñòâî âëàãè
îñòàåòñÿ â ñæàòîì âîçäóõå.
 ïðîìûøëåííîñòè ïðèìåíÿþòñÿ òðè îñíîâíûõ âèäà îñóøèòåëåé
âîçäóõà, êîòîðûå ðàáîòàþò ïî ïðèíöèïó àáñîðáöèè, àäñîðáöèè èëè
îõëàæäåíèÿ.
ÀÁÑÎÐÁÖÈÎÍÍÀß ÎÑÓØÊÀ
Ïðèíöèï äåéñòâèÿ çàêëþ÷àåòñÿ â ïðîïóñêàíèè ïîòîêà ñæàòîãî
âîçäóõà ÷åðåç ñïåöèàëüíîå îñóøàþùåå âåùåñòâî (ðèñ.4.10). Èì ìîæåò
áûòü îáåçâîæåííûé ìåë èëè õëîðèñòûé ìàãíèé. Ýòè âåùåñòâà ñîõðàíÿþò
ïîñëå êîíòàêòà ñ âëàãîé òâåðäîå ñîñòîÿíèå. Åñëè èñïîëüçóþòñÿ
õëîðèñòûé ëèòèé èëè õëîðèñòûé êàëüöèé, òî ýòè âåùåñòâà âñòóïàþò
ñ âëàãîé â ðåàêöèþ ñ îáðàçîâàíèåì ðàñòâîðà, êîòîðûé âïîñëåäñòâèè
ñëèâàþò ÷åðåç äíèùå ðåçåðâóàðà.
Îñóøàþùåå âåùåñòâî äîëæíî ÷åðåç ðåãóëÿðíûå ïðîìåæóòêè
âðåìåíè ïîïîëíÿòüñÿ, ïîñêîëüêó ïî ìåðå ðàñõîäîâàíèÿ ñîëåé â ïðîöåññå
4. Производство и распределение сжатого воздуха
43
ðàáîòû îñóøèòåëÿ òî÷êà ðîñû áóäåò ïîâûøàòüñÿ. Òåì íå ìåíåå ìîæåò
áûòü äîñòèãíóòî çíà÷åíèå òî÷êè ðîñû 5°Ñ ïðè äàâëåíèè 7 áàð.
ŸÃ³¿µ
¿µ³¿µ
Ðèñ. 4.10. Óñòðîéñòâî àáñîðáöèîííîãî îñóøèòåëÿ âîçäóõà
Îñíîâíûìè ïðåèìóùåñòâàìè ýòîãî ñïîñîáà îñóøêè ÿâëÿþòñÿ
åãî íèçêèå ïåðâîíà÷àëüíûå è ýêñïëóàòàöèîííûå çàòðàòû. Îäíàêî
íåîáõîäèìî èìåòü â âèäó, ÷òî òåìïåðàòóðà ñæàòîãî âîçäóõà íà âõîäå
â îñóøèòåëü íå äîëæíà ïðåâûøàòü 30°Ñ, êðîìå òîãî, ïðèìåíÿåìûå
â îñóøèòåëå õèìèêàòû âûçûâàþò êîððîçèþ ìåòàëëîâ, èç-çà ÷åãî
âîçíèêàåò íåîáõîäèìîñòü â òùàòåëüíîé ôèëüòðàöèè âîçäóõà ïîñëå
îñóøèòåëÿ ñ öåëüþ íåäîïóùåíèÿ ïîïàäàíèÿ â ïíåâìàòè÷åñêóþ ñèñòåìó
ýòèõ õèìèêàòîâ â âèäå ìåëêîäèñïåðñíîãî òóìàíà.
 îòå÷åñòâåííîé ïðàêòèêå, êàê â ïðîøëîì, òàê è â íàñòîÿùåå âðåìÿ,
àáñîðáöèîííàÿ îñóøêà èñïîëüçîâàëàñü ðåäêî, â îñíîâíîì äëÿ îñóøêè
íåáîëüøèõ îáúåìîâ âîçäóõà â ëàáîðàòîðíûõ óñëîâèÿõ [1].
ÀÄÑÎÐÁÖÈÎÍÍÀß ÎÑÓØÊÀ
 âåðòèêàëüíóþ êàìåðó (ðèñ.4.11) ïîìåùàþò ñïåöèàëüíûå õèìèêàòû,
òàêèå êàê ñèëèêàãåëü, àêòèâèðîâàííûé ãëèíîçåì èëè ñèíòåòè÷åñêèå
öåîëèòû â ãðàíóëàõ. Ïðè ïðîõîæäåíèè ñæàòîãî âîçäóõà ÷åðåç ýòó êàìåðó
ãðàíóëû õèìèêàòîâ îñàæäàþò íà ñâîåé ïîâåðõíîñòè ñîäåðæàùóþñÿ â íåì
âëàãó (ôèçè÷åñêàÿ àäñîðáöèÿ). Êàê òîëüêî ïîâåðõíîñòü ÷àñòèö ñîðáåíòà
íàñûùàåòñÿ âëàãîé, îí ïîäâåðãàåòñÿ ðåãåíåðàöèè ïóòåì íàãðåâà èëè,
êàê ïîêàçàíî íà ðèñ. 4.11, ïðîäóâêè îñóøåííûì âîçäóõîì.
Âëàæíûé ñæàòûé âîçäóõ ïîäàåòñÿ (ñì.ðèñ.4.11) ÷åðåç óïðàâëÿåìûé
ðàñïðåäåëèòåëü è ïðîõîäèò ÷åðåç ñóøèëüíóþ êîëîííó 1. Îñóøåííûé
âîçäóõ âûòåêàåò ÷åðåç âûõîäíîå îòâåðñòèå. Îò 10 äî 20 ïðîöåíòîâ
îñóøåííîãî âîçäóõà ïðîïóñêàåòñÿ ÷åðåç îòâåðñòèå Î2 è êîëîííó 2 â
44
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
îáðàòíîì íàïðàâëåíèè ñ öåëüþ ïîãëîùåíèÿ âëàãè èç îñóøèòåëÿ äëÿ
åãî ðåãåíåðàöèè. Èñïîëüçîâàííûé äëÿ ðåãåíåðàöèè ñîðáåíòà âîçäóõ
âûâîäèòñÿ èç ñèñòåìû. Ðàñïðåäåëèòåëü ïðè ïîìîùè òàéìåðà ïåðèîäè÷åñêè
ïåðåêëþ÷àåòñÿ, ïîïåðåìåííî ïîäâîäÿ âîçäóõ òî ê îäíîé êîëîííå, òî ê
äðóãîé (ñîîòâåòñòâåííî äëÿ îñóøêè âîçäóõà è ðåãåíåðàöèè ñîðáåíòà).
Òåì ñàìûì îáåñïå÷èâàåòñÿ íåïðåðûâíàÿ ïîäà÷à ñóõîãî âîçäóõà.
›¿¼¿¾¾±
Á±²¿È±Ð
›¿¼¿¾¾±
Á¶´¶¾¶Á±Ç¹¿¾¾±Ð
Ÿ
Ÿ
ŸÃ³¿µ
¿ÂÄɶ¾¾¿´¿
³¿¸µÄƱ
¿µ³¿µ
³¼±·¾¿´¿³¿¸µÄƱ
“ÌƼ¿À
Ðèñ. 4.11. Óñòðîéñòâî àäñîðáöèîííîãî îñóøèòåëÿ
Ïðè ïîìîùè ýòîãî ìåòîäà ìîæíî äîáèòüñÿ î÷åíü íèçêèõ çíà÷åíèé
òî÷êè ðîñû – ìèíóñ 40°Ñ è íèæå.
 îñóøèòåëü ìîæåò áûòü âñòðîåí öâåòîâîé èíäèêàòîð äëÿ êîíòðîëÿ
ñòåïåíè íàñûùåíèÿ àãåíòà. Â öåëÿõ ïðåäîòâðàùåíèÿ óíîñà â âîçäóõ
ìåëêèõ ÷àñòèö ñîðáåíòà î÷åíü âàæíî îáåñïå÷èòü ìèêðîôèëüòðàöèþ íà
âûõîäå èç îñóøèòåëÿ. Ïåðâîíà÷àëüíûå è ýêñïëóàòàöèîííûå çàòðàòû íà
äàííóþ êîíñòðóêöèþ ñðàâíèòåëüíî âûñîêèå, à çàòðàòû íà òåõíè÷åñêîå
îáñëóæèâàíèå èìåþò âûðàæåííóþ òåíäåíöèþ ê ñíèæåíèþ.
ÎÑÓØÊÀ ÎÕËÀÆÄÅÍÈÅÌ (ÊÎÍÄÅÍÑÀÖÈÎÍÍÀß)
Îñóøèòåëü
ðåôðèæåðàòîðíîãî
òèïà
ïðåäñòàâëÿåò
ñîáîé
ìåõàíè÷åñêèé àãðåãàò, ñîñòîÿùèé èç îõëàæäàþùåãî êîíòóðà è äâóõ
òåïëîîáìåííèêîâ (ðèñ.4.12).
Âëàæíûé, íàãðåòûé äî âûñîêîé òåìïåðàòóðû âîçäóõ ïîäâåðãàåòñÿ
ïðåäâàðèòåëüíîìó îõëàæäåíèþ â ïåðâîì òåïëîîáìåííèêå 1 çà ñ÷åò
ïåðåäà÷è ÷àñòè òåïëà îõëàæäåííîìó âîçäóõó, âûõîäÿùåìó èç îñóøèòåëÿ.
4. Производство и распределение сжатого воздуха
45
Äàëåå âîçäóõ îõëàæäàåòñÿ ïî ïðèíöèïó îòâîäà òåïëà â õîëîäèëüíèêå
çà ñ÷åò èñïàðåíèÿ ôðåîíà èëè åãî çàìåíèòåëÿ â îõëàæäàþùåì êîíòóðå
òåïëîîáìåííèêà 2. Ïðè ýòîì âëàãà è ìàñëÿíûé òóìàí êîíäåíñèðóþòñÿ è
àâòîìàòè÷åñêè îòäåëÿþòñÿ îò ïîòîêà âîçäóõà.
“¦Ÿ•
´¿ÁÐȶ´¿³¿¸µÄƱ
“¬¦Ÿ•
ÂÄÆ¿´¿³¿¸µÄƱ
 £¶À¼¿¿²½¶¾¾¹»h³¿¸µÄÆ
¾±³Æ¿µ¶³¿¸µÄƾ±³ÌÆ¿µ¶i

 £¶À¼¿¿²½¶¾¾¹»h³¿¸µÄÆ
¾±³Æ¿µ¶ÅÁ¶¿¾i
•
‘ ¥Á¶¿¾¿³Ìº¿Æ¼±µ¹Ã¶¼Í

’ “¶¾Ã¹¼ÐÿÁ µ¼ÐÀ¿¸
“ ¥Á¶¿¾¿³Ìº»¿½ÀÁ¶Â¿Á
–
”
’ “
‘
” £¶Á½¿Á¶´Ä¼¹ÁÄÏʹº»¼±À±¾
• “¿¸µÄɾ̺Ź¼ÍÃÁ
– ‘³Ã¿½±Ã¹È¶Â»¹ºÂ¼¹³
£¶À¼¿À¶Á¶µ±È±
Ðèñ. 4.12. Óñòðîéñòâî îñóøèòåëÿ ðåôðèæåðàòîðíîãî òèïà
×åðåç âîçäóøíûé òåïëîîáìåííèê 1 ïðîõîäèò âîçâðàòíàÿ òðóáà,
çàïîëíåííàÿ õîëîäíûì ñóõèì âîçäóõîì, êîòîðàÿ è îòáèðàåò òåïëî èç
ïîäâîäèìîãî âîçäóõà, èìåþùåãî áîëåå âûñîêóþ òåìïåðàòóðó. Áëàãîäàðÿ
ýòîìó ïðåäóïðåæäàåòñÿ îáðàçîâàíèå êîíäåíñàòà â çîíå âûïóñêà âîçäóõà,
óâåëè÷èâàåòñÿ îáúåì âîçäóõà è ñíèæàåòñÿ åãî îòíîñèòåëüíàÿ âëàæíîñòü.
Ïðè ïîìîùè ñîâðåìåííûõ ðåôðèæåðàòîðíûõ îñóøèòåëåé ìîæíî
ïîëó÷èòü òî÷êó ðîñû íà âûõîäå 2°Ñ, õîòÿ è 5°Ñ áóäåò äîñòàòî÷íîé äëÿ
áîëüøèíñòâà ñëó÷àåâ ïðîìûøëåííîãî èñïîëüçîâàíèÿ ñæàòîãî âîçäóõà.
Òåìïåðàòóðà íà âõîäå ìîæåò äîñòèãàòü 60°Ñ, îäíàêî áîëåå ýêîíîìè÷íûì
âàðèàíòîì ÿâëÿåòñÿ ïîäà÷à â îñóøèòåëü ïðåäâàðèòåëüíî îõëàæäåííîãî
âîçäóõà.
Çàòðàòû íà îñóøêó ñæàòîãî âîçäóõà, êàê ïðàâèëî, ñîñòàâëÿþò 10–
20% îò çàòðàò íà åãî ñæàòèå.
ÌÀÃÈÑÒÐÀËÜÍÛÉ ÔÈËÜÒÐ
Äëÿ óäàëåíèÿ èç ñæàòîãî âîçäóõà çàãðÿçíåíèé – òâåðäûõ ÷àñòèö,
êàïåëü êîíäåíñàòà, âîäÿíîãî è ìàñëÿíîãî òóìàíà – çà ðåñèâåðîì
äîëæåí áûòü óñòàíîâëåí ôèëüòð ñ âûñîêîé ïðîïóñêíîé ñïîñîáíîñòüþ
46
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
(ðèñ.4.13).
Ýòîò ôèëüòð äîëæåí èìåòü ìèíèìàëüíîå ñîïðîòèâëåíèå ïîòîêó
ñæàòîãî âîçäóõà è ïðè ýòîì îáåñïå÷èâàòü óäàëåíèå ìåëü÷àéøèõ êàïåëü
ìàñëà, ïîïàâøèõ â âîçäóõ èç êîìïðåññîðà, âî èçáåæàíèå îáðàçîâàíèÿ
ýìóëüñèè ïðè êîíòàêòå ìàñëà ñ âîäÿíûì êîíäåíñàòîì, ïðèñóòñòâóþùèì
â ìàãèñòðàëè.
¢½¶¾¾Ìº
»±ÁÃÁ¹µ·
¶Ã±¼¼¹È¶Â»¹º
Âñ»±¾
¢½¿ÃÁ¿³¿¶
¿»¾¿
¢¼¹³¾¿º
»¼±À±¾
Ðèñ. 4.13. Òèïîâîé ìàãèñòðàëüíûé ôèëüòð
 ìàãèñòðàëüíîì ôèëüòðå îòñóòñòâóåò äåôëåêòîð, äëÿ ïðàâèëüíîãî
ôóíêöèîíèðîâàíèÿ êîòîðîãî òðåáóåòñÿ îïðåäåëåííûé ìèíèìàëüíûé
ïåðåïàä äàâëåíèÿ, êàê ýòî èìååò ìåñòî â “ñòàíäàðòíîì ôèëüòðå”, î
êîòîðîì áóäåò èäòè ðå÷ü ïîçäíåå â ðàçäåëå, ïîñâÿùåííîì ïîäãîòîâêå
âîçäóõà.
Äëÿ îáåñïå÷åíèÿ ðåãóëÿðíîãî ñáðîñà íàêîïèâøåãîñÿ êîíäåíñàòà
ïðåäóñìîòðåí àâòîìàòè÷åñêèé êîíäåíñàòîîòâîä÷èê, êîòîðûé ëèáî
ìîíòèðóåòñÿ íà êîðïóñå ôèëüòðà, ëèáî íåïîñðåäñòâåííî â íåãî
âñòðàèâàåòñÿ.
Êàê ïðàâèëî, ìàãèñòðàëüíûå ôèëüòðû èìåþò áûñòðîñìåííûé
ôèëüòðóþùèé ýëåìåíò.
ÐÀÑÏÐÅÄÅËÅÍÈÅ ÂÎÇÄÓÕÀ
Âîçäóøíàÿ ìàãèñòðàëü ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé òðóáîïðîâîäíóþ
ðàñïðåäåëèòåëüíóþ ñèñòåìó, ïðåäíàçíà÷åííóþ äëÿ ïîäâîäà âîçäóõà
ðàçëè÷íûì ïîòðåáèòåëÿì.
Íà ïðàêòèêå ïðèìåíÿþò äâå îñíîâíûå êîíôèãóðàöèè: ëèíåéíàÿ
(òóïèêîâàÿ) è êîëüöåâàÿ ìàãèñòðàëü.
4. Производство и распределение сжатого воздуха
47
ËÈÍÅÉÍÀß ÌÀÃÈÑÒÐÀËÜ
Äëÿ îáåñïå÷åíèÿ íàäåæíîãî äðåíàæà òðóáîïðîâîä äîëæåí èìåòü
íàêëîí âíèç âåëè÷èíîé ïðèìåðíî 1:100 â íàïðàâëåíèè ïîòîêà, à òàêæå
íàäåæíóþ ñèñòåìó ñëèâà. Íà îïðåäåëåííûõ ó÷àñòêàõ ìàãèñòðàëü ìîæåò
áûòü ñíîâà âûâåäåíà íà ïåðâîíà÷àëüíóþ âûñîòó çà ñ÷åò äâóõ øèðîêèõ
èçãèáîâ ïîä ïðÿìûì óãëîì.  íèæíåé òî÷êå óñòàíàâëèâàåòñÿ îòâîä äëÿ
äðåíàæà (ðèñ.4.14).
Ðèñ. 4.14. Òèïîâàÿ ëèíåéíàÿ ìàãèñòðàëü
ÊÎËÜÖÅÂÀß ÌÀÃÈÑÒÐÀËÜ
 ñèñòåìå ñ êîëüöåâîé ìàãèñòðàëüþ (ðèñ.4.15) âîçäóõ ìîæåò
ïîäàâàòüñÿ ê òî÷êå íàèáîëüøåãî ïîòðåáëåíèÿ ñ äâóõ ñòîðîí, ÷òî
ïîçâîëÿåò ñíèçèòü ïîòåðè äàâëåíèÿ. Îäíàêî, ïðè ýòîì êîíäåíñàò ìîæåò
óíîñèòüñÿ â ñèñòåìó â ëþáîì íàïðàâëåíèè, ïîýòîìó çäåñü ñëåäóåò
ïðåäóñìîòðåòü äîñòàòî÷íîå êîëè÷åñòâî òî÷åê îòáîðà âîäû ñ óñòðîéñòâàìè
àâòîìàòè÷åñêîãî ñëèâà.
Ðèñ. 4.15. Òèïîâàÿ êîëüöåâàÿ ìàãèñòðàëü
48
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
Äëÿ òîãî ÷òîáû ðàçáèòü âîçäóøíóþ ìàãèñòðàëü íà ñåêöèè, ìîæíî
óñòàíîâèòü çàïîðíûå êëàïàíû. Ýòî äàåò âîçìîæíîñòü âðåìåííî îòêëþ÷èòü
îò ñèñòåìû ó÷àñòêè, êîòîðûå òðåáóþò òåõíè÷åñêîãî îáñëóæèâàíèÿ èëè
ðåìîíòà.
ÎÒÂÎÄÛ
“¿µ±¿Âñ¶ÃÂг
ÃÁIJ¿ÀÁ¿³¿µ¶
B
“¿µ±À¿ÂÃÄÀ±¶Ã³ÄÂÃÁ¿ºÂó¿
±³Ã¿½±Ã¹È¶Â»¿´¿Â¼¹³±
C
Ðèñ. 4.16. Îòáîð âîçäóõà (à) è îòâîä êîíäåíñàòà (b)
Åñëè â ñèñòåìå íå óñòàíîâëåíû âûñîêîïðîèçâîäèòåëüíûå îõëàäèòåëü
è îñóøèòåëü ñæàòîãî âîçäóõà, ðàñïðåäåëèòåëüíûé òðóáîïðîâîä âûñòóïàåò
â êà÷åñòâå îõëàæäàþùåé ïîâåðõíîñòè.  ðåçóëüòàòå, êîíäåíñàò âîäû è
ìàñëà ñêàïëèâàåòñÿ ïî âñåé åãî äëèíå.
Îòâîäíûå òðóáû (îïóñêè) ïîäñîåäèíÿþòñÿ ê âåðõíåé ÷àñòè
ìàãèñòðàëè äëÿ òîãî, ÷òîáû âîäà, íàõîäÿùàÿñÿ â ìàãèñòðàëè, ïîïàäàëà
íå â íèõ, à â äðåíàæíûå òðóáû, êîòîðûå ïîäñîåäèíÿþòñÿ ê ìàãèñòðàëè
â êàæäîé íèæíåé òî÷êå (ðèñ.4.16 à, b). Èç ýòèõ äðåíàæíûõ òðóá
íåîáõîäèìî ëèáî ïîñòîÿííî ñëèâàòü êîíäåíñàò, ëèáî ïðåäóñìîòðåòü
ñèñòåìó àâòîìàòè÷åñêîãî ñëèâà.
Àâòîìàòè÷åñêèå
êîíäåíñàòîîòâîä÷èêè
òðåáóþò
áîëüøèõ
ïåðâîíà÷àëüíûõ çàòðàò íà èõ óñòàíîâêó, çàòî âïîñëåäñòâèè îíè áîëåå
ýêîíîìè÷íû ïî ñðàâíåíèþ ñ óñòðîéñòâàìè ðó÷íîãî îòâîäà êîíäåíñàòà,
òàê êàê â ïîñëåäíåì ñëó÷àå òðóäîçàòðàòû îêàçûâàþòñÿ çíà÷èòåëüíî
âûøå. Îòñóòñòâèå ðó÷íîãî èëè àâòîìàòè÷åñêîãî ñëèâà êîíäåíñàòà ìîæåò
ñòàòü ïðè÷èíîé çàãðÿçíåíèÿ ìàãèñòðàëè.
ÀÂÒÎÌÀÒÈ×ÅÑÊÈÅ ÊÎÍÄÅÍÑÀÒÎÎÒÂÎÄ×ÈÊÈ
Íà ðèñ. 4.17 è 4.18 ïîêàçàíû äâà òèïà àâòîìàòè÷åñêèõ óñòðîéñòâ
äëÿ îòâîäà êîíäåíñàòà.
 êîíäåíñàòîîòâîä÷èêå ïîïëàâêîâîãî òèïà, ïîêàçàííîì íà ðèñ.
4.17, ïîïëàâîê ïåðåìåùàåòñÿ ïî òðóáêå, êîòîðàÿ ñëóæèò åìó â êà÷åñòâå
íàïðàâëÿþùåé. Âíóòðåííÿÿ ïîëîñòü òðóáêè èìååò ñâÿçü ñ àòìîñôåðîé
÷åðåç ôèëüòð, ïðåäîõðàíèòåëüíûé êëàïàí, îòâåðñòèå â ïîäïðóæèíåííîì
ïîðøíå è ïîëîñòü, â êîòîðîé õîäèò øòîê ðóêîÿòêè ðó÷íîãî ñëèâà.
Êîíäåíñàò ñîáèðàåòñÿ â íèæíåé ÷àñòè êîðïóñà, è, êàê òîëüêî åãî
íàêîïèòñÿ äîñòàòî÷íî ìíîãî, ïîïëàâîê ïîäíèìàåòñÿ ñî ñâîåãî ñåäëà. Â
4. Производство и распределение сжатого воздуха
49
ðåçóëüòàòå äàâëåíèå, ñóùåñòâóþùåå â êîðïóñå, ïåðåäàåòñÿ íà ïîðøåíü,
êîòîðûé ñìåùàåòñÿ âïðàâî è îòêðûâàåò ñëèâíîé êëàïàí, ïîçâîëÿÿ âîäå
âûëèòüñÿ. Â ðåçóëüòàòå ïîïëàâîê îïóñêàåòñÿ è ïåðåêðûâàåò ïîäà÷ó
âîçäóõà íà ïîðøåíü.
¢¿À¼¿
¿À¼±³¿»
Á¶µ¿ÆÁ±¾¹Ã¶¼Í¾Ìº
»¼±À±¾
¥¹¼ÍÃÁ
¡ÄȾ¿ºÂ¼¹³
¢¶µ¼¿
¼¹³¾¿´¿»¼±À±¾±
Ðèñ. 4.17. Àâòîìàòè÷åñêèé êîíäåíñàòîîòâîä÷èê ïîïëàâêîâîãî òèïà
 ìîìåíò, êîãäà ïîïëàâîê ïåðåêðûâàåò ñîïëî, ïðåäîõðàíèòåëüíûé
êëàïàí îãðàíè÷èâàåò äàâëåíèå çà ïîðøíåì. Âåëè÷èíà ýòîãî äàâëåíèÿ,
êîòîðàÿ ïðåäâàðèòåëüíî íàñòðàèâàåòñÿ, ïîçâîëÿåò ïîðøíþ íå ðûâêîì,
à ïîñòåïåííî âîçâðàùàòüñÿ â èñõîäíîå ïîëîæåíèå, ïî ìåðå òîãî, êàê
âîçäóõ áóäåò âûõîäèòü ÷åðåç ïðåäîõðàíèòåëüíûé êëàïàí.
Íà ðèñ. 4.18 ïîêàçàí êîíäåíñàòîîòâîä÷èê ñ ýëåêòðè÷åñêèì ïðèâîäîì,
â êîòîðîì ïåðèîäè÷åñêèé ñáðîñ êîíäåíñàòà îñóùåñòâëÿåòñÿ ÷åðåç
òàðåëü÷àòûé êëàïàí, ïðèâîäèìûé â äåéñòâèå âðàùàþùèìñÿ êóëà÷êîì.
¢¹¾ÆÁ¿¾¾Ìº
춻ÃÁ¿µ³¹´±Ã¶¼Í
›Ä¼±È¿»
¡ÄȾ¿ºÂ¼¹³
Ðèñ. 4.18. Àâòîìàòè÷åñêèé êîíäåíñàòîîòâîä÷èê ñ ýëåêòðîïðèâîäîì
Ïðåèìóùåñòâî ýòîãî óñòðîéñòâà çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî îíî ìîæåò
íàäåæíî ðàáîòàòü ïðè ëþáîé îðèåíòàöèè â ïðîñòðàíñòâå è â óñëîâèÿõ
ïîâûøåííîé âèáðàöèè, áëàãîäàðÿ ÷åìó åãî ìîæíî óñòàíàâëèâàòü
â ïåðåäâèæíûõ êîìïðåññîðàõ, à òàêæå â ïíåâìàòè÷åñêèõ ñèñòåìàõ
àâòîáóñîâ èëè ãðóçîâûõ àâòîìîáèëåé.
50
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
ÎÏÐÅÄÅËÅÍÈÅ ÐÀÇÌÅÐÎÂ ÒÐÓÁÎÏÐÎÂÎÄÎÂ
Ñòîèìîñòü âîçäóøíûõ ìàãèñòðàëåé ñóùåñòâåííî çàâèñèò îò
ïåðâîíà÷àëüíûõ çàòðàò íà ìîíòàæ óñòàíîâîê ñæàòîãî âîçäóõà.
Óìåíüøåíèå äèàìåòðà òðóáû õîòÿ è ñíèçèò êàïèòàëüíûå çàòðàòû,
íî ïðèâåäåò ê óâåëè÷åíèþ ïîòåðü äàâëåíèÿ â ñèñòåìå è ðîñòó
ýêñïëóàòàöèîííûõ ðàñõîäîâ, â ðåçóëüòàòå ÷åãî çàòðàòû ïðåâûñÿò
äîïîëíèòåëüíóþ ñòîèìîñòü, â êîòîðóþ áû âûëèëîñü èñïîëüçîâàíèå òðóá
áîëüøåãî äèàìåòðà.
Êðîìå òîãî, ïîñêîëüêó òðóäîçàòðàòû ñîñòàâëÿþò áîëüøóþ ÷àñòü
îáùèõ ðàñõîäîâ è â òî æå âðåìÿ î÷åíü ìàëî çàâèñÿò îò ðàçìåðîâ òðóá,
òî, íàïðèìåð, ñòîèìîñòü ìîíòàæà òðóá äèàìåòðîì 25 ìì ïî÷òè òàêàÿ æå,
êàê è äëÿ òðóá äèàìåòðîì 50 ìì. Âìåñòå ñ òåì, ïðîïóñêíàÿ ñïîñîáíîñòü
òðóá äèàìåòðîì 50 ìì â ÷åòûðå ðàçà áîëüøå, ÷åì ïðîïóñêíàÿ ñïîñîáíîñòü
òðóá äèàìåòðîì 25 ìì.
z
z
z
z
z
z
œ¹¾¹Ð
µ±³¼¶¾¹Ð  ±
z
z
z
z
9
'Á» ±½
²±Á½
µ¼¹¾ÌÃÁIJÌ
2 NOT
›¿¾ÃÁ¿¼Í¾±Ð
¼¹¾¹Ð
“¾ÄÃÁ¶¾¾¹º
µ¹±½¶ÃÁÃÁIJÌ
½½
Ðèñ. 4.19. Íîìîãðàììà äëÿ îïðåäåëåíèÿ äèàìåòðà ìàãèñòðàëüíîé òðóáû
4. Производство и распределение сжатого воздуха
51
Íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî â êîëüöåâîé ìàãèñòðàëè ïîäà÷à ñæàòîãî âîçäóõà
ê ëþáîìó êîíêðåòíîìó ïîòðåáèòåëþ îñóùåñòâëÿåòñÿ ñ äâóõ ñòîðîí,
ò.å. èç äâóõ òðóáîïðîâîäîâ, ïðè îïðåäåëåíèè ðàçìåðà òðóá ñëåäóåò
ïðåíåáðå÷ü ýòîé äâîéíîé ïîäà÷åé è òåîðåòè÷åñêè ïðåäïîëîæèòü, ÷òî
âîçäóõ áóäåò ïîäàâàòüñÿ òîëüêî ïî îäíîé òðóáå.
Ðàçìåðû âîçäóøíîé ìàãèñòðàëè è åå îòâîäîâ îïðåäåëÿþòñÿ
èñõîäÿ èç îãðàíè÷åíèÿ ñêîðîñòè âîçäóøíîãî ïîòîêà, êîòîðóþ îáû÷íî
ðåêîìåíäóåòñÿ çàäàâàòü íå âûøå 6 ì/ñ.  òî æå âðåìÿ ðàáî÷èå êîíòóðû ñ
äàâëåíèåì îêîëî 6 áàð è äëèíîé â íåñêîëüêî ìåòðîâ, ìîãóò ðàáîòàòü ïðè
ñêîðîñòÿõ âîçäóøíîãî ïîòîêà äî 20 ì/ñ. Âåëè÷èíà ïåðåïàäà äàâëåíèÿ
ìåæäó âûõîäîì èç êîìïðåññîðà è êîíöîì îòâîäíîé òðóáû íå äîëæíà
ïðåâûøàòü 0,3 áàð. Íåîáõîäèìûé äèàìåòð òðóáû ìîæíî îïðåäåëèòü ïî
íîìîãðàììå (ðèñ. 4.19).
Êîëåíà, îòâîäû è êëàïàíû ÿâëÿþòñÿ èñòî÷íèêàìè äîïîëíèòåëüíîãî
àýðîäèíàìè÷åñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ. Ïðè ðàñ÷åòå îáùåãî ïàäåíèÿ
äàâëåíèÿ èõ ìîæíî ó÷åñòü êàê äîïîëíèòåëüíóþ (ýêâèâàëåíòíóþ) äëèíó,
ñîçäàþùóþ òàêîå æå ñîïðîòèâëåíèå ïîòîêó. Â òàáëèöå 4.20 ïðèâåäåíû
çíà÷åíèÿ ýêâèâàëåíòíûõ äëèí äëÿ ðàçëè÷íîé òðóáíîé àðìàòóðû, îáû÷íî
èñïîëüçóåìîé â ïíåâìàòèêå.
Ïðèìåð (à): Òðåáóåòñÿ îïðåäåëèòü ðàçìåð òðóáû, ÷åðåç êîòîðóþ áóäåò
ïðîõîäèòü ðàñõîä âîçäóõà 16800 íîðì.ë/ìèí ïðè ìàêñèìàëüíîì
ïåðåïàäå äàâëåíèÿ íå áîëåå 0,3 áàð íà 125 ì äëèíû òðóáû.
Äâóõñòóïåí÷àòûé êîìïðåññîð âêëþ÷àåòñÿ ïðè äàâëåíèè 8 áàð è
îòêëþ÷àåòñÿ ïðè äàâëåíèè 10 áàð. Ñðåäíåå äàâëåíèå ñîñòàâëÿåò 9
áàð.
Ïàäåíèå äàâëåíèÿ â 30 êÏà íà 125 ì ñîîòâåòñòâóåò 30 êÏà/125 ì
= 0,24 êÏà/ì.
Îáðàòèìñÿ ê íîìîãðàììå 4.19:
Ïðîâåäåì ëèíèþ îò òî÷êè 9 áàð íà ëèíèè äàâëåíèÿ ÷åðåç òî÷êó,
ñîîòâåòñòâóþùóþ çíà÷åíèþ 0,24 êÏà/ì, íà ëèíèè ïåðåïàäîâ
äàâëåíèÿ äî ïåðåñå÷åíèÿ ñ êîíòðîëüíîé ëèíèåé â òî÷êå Õ.
Ñîåäèíèì òî÷êó Õ ñ òî÷êîé 0,28 ì3í/ñ ïðÿìîé ëèíèåé äî
ïåðåñå÷åíèÿ ñ ëèíèåé, íà êîòîðîé îòëîæåíû çíà÷åíèÿ ðàçìåðà
òðóáû. Ýòî ïðîèçîéäåò ïðèìåðíî â òî÷êå 61 ìì.
Ýòî çíà÷èò, ÷òî ìèíèìàëüíûé âíóòðåííèé äèàìåòð òðóáû, êîòîðóþ
ìîæíî èñïîëüçîâàòü äëÿ íàøåãî ñëó÷àÿ, ñîñòàâëÿåò 61 ìì. Ïî
òàáëèöå îïðåäåëÿåì, ÷òî òðóáà ñ óñëîâíûì ïðîõîäîì 65 ìì (ñì.
òàáëèöó 4.21) èìååò ôàêòè÷åñêèé âíóòðåííèé äèàìåòð 68,8 ìì, è
òàêàÿ òðóáà áóäåò óäîâëåòâîðÿòü óñëîâèÿì òåõíè÷åñêîãî çàäàíèÿ.
Ïðèìåð (b): Ïðåäïîëîæèì, ÷òî â òðóáó äëèíîé 125 ì â ïðèâåäåííîì âûøå
ïðèìåðå (à) áóäóò âðåçàíû ïîñëåäîâàòåëüíî íåñêîëüêî ôèòèíãîâ:
äâà êîëåíà, äâà ïðÿìûõ îòâîäà 90°, øåñòü ñòàíäàðòíûõ òðîéíèêîâ,
à òàêæå äâà îáðàòíûõ êëàïàíà. Ñïðàøèâàåòñÿ, ïîòðåáóåòñÿ ëè äëÿ
îáåñïå÷åíèÿ ïåðåïàäà äàâëåíèÿ â 30 êÏà òðóáà áîëüøåãî äèàìåòðà.
Ïî òàáëèöå 4.20, ãðàôà “Óñëîâíûé ïðîõîä òðóáû 65 ìì”,
îïðåäåëèì ýêâèâàëåíòíóþ äëèíó òðóáû äëÿ ïåðå÷èñëåííûõ
52
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
ýëåìåíòîâ:
äâà êîëåíà:
äâà ïðÿìûõ îòâîäà 90°
øåñòü ñòàíäàðòíûé òðîéíèêîâ
äâà îáðàòíûõ êëàïàíà
Âñåãî
2
2
6
2
·
·
·
·
1,4
0,8
0,7
0,5
ì
ì
ì
ì

=
=
=
=
=
2.8
1,6
4,2
1,0
9,6
ì
ì
ì
ì
ì
Ýòè
äâåíàäöàòü
ýëåìåíòîâ
ñîçäàþò
àýðîäèíàìè÷åñêîå
ñîïðîòèâëåíèå, ýêâèâàëåíòíîå ïðèìåðíî äîïîëíèòåëüíûì 10
ìåòðàì òðóáû.
Òàêèì îáðàçîì, “ýôôåêòèâíàÿ äëèíà” òðóáû ñîñòàâèò
125 + 9,6  135 ì, à äîïóñòèìûé ïåðåïàä ð/ì:
30 êÏà/135 ì = 0,22 êÏà/ì.
Îáðàòèìñÿ ñíîâà ê íîìîãðàììå íà ðèñ. 4.19: òî÷êà ïåðåñå÷åíèÿ ñ
ëèíèåé ðàçìåðà òðóáû ñîîòâåòñòâóåò ïî÷òè òîìó æå ñàìîìó äèàìåòðó,
÷òî è ðàíüøå. Ñëåäîâàòåëüíî, äëÿ çàäàííûõ óñëîâèé ïîäîéäåò òðóáà ñ
óñëîâíûì ïðîõîäîì 65 ìì, èëè ñ ôàêòè÷åñêèì âíóòðåííèì äèàìåòðîì
68,8 ìì.
Ïðèìå÷àíèå: Ïðè îïðåäåëåíèè ðàçìåðîâ ìàãèñòðàëè äëÿ âíîâü ñîçäàâàåìûõ
ñèñòåì íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü âîçìîæíîñòü ïîñëåäóþùåãî
óâåëè÷åíèÿ êîëè÷åñòâà àðìàòóðû.
Òàáëèöà 4.20. Ýêâèâàëåíòíàÿ äëèíà òðóáû äëÿ àðìàòóðíûõ
ýëåìåíòîâ, èñïîëüçóåìûõ â ìàãèñòðàëüíûõ òðóáîïðîâîäàõ
Тип фитинга
Условный проход трубы (мм)
15
20
25
30
40
50
65
80
100
125
Колено
0,3
0,4
0,5
0,7
0,8
1,1
1,4
1,8
2,4
3,2
Прямой отвод 90°
(длинный)
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,8
0,9
1,2
1,5
Прямой отвод 90°
1,0
1,2
1,6
1,8
2,2
2,6
3,0
3,9
5,4
7,1
Отвод 180°
0,5
0,6
0,8
1,1
1,2
1,7
2,0
2,6
3,7
4,1
Шаровой клапан
0,8
1,1
1,4
2,0
2,4
3,4
4,0
5,2
7,3
9,4
Обратный клапан
0,1
0,1
0,2
0,3
0,3
0,4
0,5
0,6
0,9
1,2
Стандартный тройник
0,1
0,2
0,2
0,4
0,4
0,5
0,7
0,9
1,2
1,5
Боковой тройник
0,5
0,7
0,9
1,4
1,6
2,1
2,7
3,7
4,1
6,4
ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÄËß ÒÐÓÁÎÏÐÎÂÎÄÎÂ
ÑÒÀÍÄÀÐÒÍÀß ÃÀÇÎÂÀß ÒÐÓÁÀ
Ìàãèñòðàëüíûå òðóáîïðîâîäû îáû÷íî ìîíòèðóþòñÿ èç ñòàëüíûõ
òðóá èëè òðóá èç êîâêîãî ÷óãóíà. Ýòî ìîãóò áûòü ÷åðíûå èëè
53
4. Производство и распределение сжатого воздуха
îöèíêîâàííûå òðóáû, êîòîðûå ìåíüøå ïîäâåðæåíû êîððîçèè. Íà
òðóáàõ ìîæåò íàðåçàòüñÿ ðåçüáà äëÿ óñòàíîâêè íåîáõîäèìîé àðìàòóðû.
Äëÿ òðóá äèàìåòðîì ñâûøå 80 ìì çà÷àñòóþ áîëåå ýêîíîìè÷íûì, ÷åì
íàðåçêà ðåçüáû â òåëå òðóáû áîëüøîãî ñå÷åíèÿ, îêàçûâàåòñÿ ïðèìåíåíèå
ïðèâàðíûõ ôëàíöåâ. Íèæå ïðèâåäåíû òåõíè÷åñêèå äàííûå ñòàíäàðòíûõ
ãàçîâûõ òðóá, èçãîòîâëåííûõ èç óãëåðîäèñòîé ñòàëè:
Òàáëèöà 4.21. Ðàçìåðíûå õàðàêòåðèñòèêè òðóá
Условный проход
А
В
Наружный
диаметр, мм
Толщина, мм
Масса, кг/м
6
1/8
10,5
2,0
0,419
8
1/4
13,8
2,3
0,652
10
3/8
17,3
2,3
0,851
15
1/2
21,7
2,8
1,310
20
3/4
27,2
2,8
1,680
25
1
34,0
3,2
2,430
32
1 1/4
42,7
3,5
3,380
40
1 1/2
48,6
3,5
3,890
50
2
60,3
3,65
5,100
65
2 1/2
76,1
3,65
6,510
75
3
88,9
4,05
8,470
100
4
114,3
4,5
12,100
ÒÐÓÁÎÏÐÎÂÎÄÛ ÈÇ ÍÅÐÆÀÂÅÞÙÅÉ ÑÒÀËÈ
Ïðèìåíÿþòñÿ â ïåðâóþ î÷åðåäü äëÿ ïðÿìûõ ìàãèñòðàëåé áîëüøîé
ïðîòÿæåííîñòè, êîãäà òðåáóþòñÿ ïðîõîäíûå ñå÷åíèÿ î÷åíü áîëüøîãî
äèàìåòðà.
ÌÅÄÍÛÅ ÒÐÓÁÎÏÐÎÂÎÄÛ
Òàì, ãäå òðåáóåòñÿ ïîâûøåííàÿ óñòîé÷èâîñòü ê êîððîçèè, âûñîêîé
òåìïåðàòóðå, à òàêæå áîëüøàÿ æåñòêîñòü, ìîãóò èñïîëüçîâàòüñÿ ìåäíûå
òðóáû ñ âåëè÷èíîé óñëîâíîãî ïðîõîäà äî 40 ìì. Íåîáõîäèìî, îäíàêî,
èìåòü â âèäó, ÷òî òðóáû äèàìåòðîì ñâûøå 28 ìì áóäóò ñðàâíèòåëüíî
äîðîãèìè. Ñáîðêà çíà÷èòåëüíî îáëåã÷àåòñÿ ïðè èñïîëüçîâàíèè
âûñîêîêà÷åñòâåííûõ îòîææåííûõ òðóá â ñî÷åòàíèè ñ îáæèìíûìè
ñîåäèíåíèÿìè.
54
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
ÐÅÇÈÍÎÂÛÅ ÒÐÓÁÎÏÐÎÂÎÄÛ
(“ÂÎÇÄÓØÍÛÅ ØËÀÍÃÈ”)
Ðåçèíîâûé øëàíã èëè øëàíã èç óïðî÷íåííîé ïëàñòìàññû ëó÷øå
âñåãî ïîäõîäèò äëÿ ðó÷íîãî ïíåâìàòè÷åñêîãî èíñòðóìåíòà, òàê êàê îí
îáåñïå÷èâàåò ìàêñèìàëüíóþ ñâîáîäó äåéñòâèé äëÿ îïåðàòîðà. Ðàçìåðû
ðåçèíîâûõ øëàíãîâ ïðèâåäåíû íèæå.
Òàáëèöà 4.22. Òåõíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè
ðåçèíîâîãî øëàíãà ñ òêàíåâîé îáîëî÷êîé
Условный
проход, дюйм
Наружный
диаметр, мм
Внутренний
диаметр, мм
Площадь внутреннего
сечения, мм2
1/8
9,2
3,2
8,04
1/4
10,3
6,3
31,2
3/8
18,5
9,5
70,9
1/2
21,7
12,7
127
5/8
24,10
15,9
199
3/4
29,0
19,0
284
1
35,4
25,4
507
1 1/4
45,8
31,8
794
1 1/2
52,1
38,1
1140
1 3/4
60,5
44,5
1560
2
66,8
50,8
2030
2 1/4
81,1
57,1
2560
2 1/2
90,5
63,5
3170
Ðåçèíîâûé øëàíã ðåêîìåíäóåòñÿ óñòàíàâëèâàòü ãëàâíûì îáðàçîì
äëÿ èíñòðóìåíòîâ, à òàêæå â äðóãèõ ñëó÷àÿõ, êîãäà òðóáà ïîäâåðãàåòñÿ
ìåõàíè÷åñêîìó èçíîñó.
ÏËÀÑÒÌÀÑÑÎÂÛÅ ÒÐÓÁÎÏÐÎÂÎÄÛ
Ïëàñòìàññîâûé òðóáîïðîâîä ÷àùå âñåãî ïðèìåíÿåòñÿ äëÿ ñîåäèíåíèÿ
îòäåëüíûõ ýëåìåíòîâ ïíåâìàòè÷åñêîé ñèñòåìû ìåæäó ñîáîé.  ïðåäåëàõ
ñâîåãî (îãðàíè÷åííîãî) äèàïàçîíà ðàáî÷èõ òåìïåðàòóð ïëàñòìàññîâûå
òðóáêè îáëàäàþò ÿâíûì ïðåèìóùåñòâîì ñ òî÷êè çðåíèÿ ìîíòàæà, òàê
êàê îíè õîðîøî ðåæóòñÿ íà íóæíóþ äëèíó è îáåñïå÷èâàþò áûñòðîå
ñîåäèíåíèå ïðè ïîìîùè îáæèìíûõ èëè áûñòðîðàçúåìíûõ ôèòèíãîâ.
Åñëè ïî óñëîâèÿì ðàáîòû ïíåâìîñèñòåìû íåîáõîäèìî, ÷òîáû
òðóáîïðîâîä îáëàäàë áîëüøîé ãèáêîñòüþ èç-çà íàëè÷èÿ êðóòûõ èçãèáîâ
èëè íåîáõîäèìîñòè ïîñòîÿííî ñîâåðøàòü îïðåäåëåííûå äâèæåíèÿ, òî
â ýòîì ñëó÷àå ïðèìåíÿåòñÿ ìÿãêèé íåéëîí èëè ïîëèóðåòàí, õîòÿ ýòîò
4. Производство и распределение сжатого воздуха
55
ìàòåðèàë ðàññ÷èòàí íà ìåíüøèå çíà÷åíèÿ ìàêñèìàëüíîãî äàâëåíèÿ,
ãàðàíòèðóþùèå áåçîïàñíóþ ðàáîòó.
ÔÈÒÈÍÃÈ Â ÏÍÅÂÌÀÒÈ×ÅÑÊÈÕ ÑÈÑÒÅÌÀÕ
 ïíåâìàòè÷åñêèõ ñèñòåìàõ ñîåäèíåíèå îòäåëüíûõ ýëåìåíòîâ ìåæäó
ñîáîé îñóùåñòâëÿåòñÿ ðàçëè÷íûìè ñïîñîáàìè.
Ôèòèíã ñ íàêèäíîé ãàéêîé è âðåçíîé âòóëêîé (ðèñ.4.23)
îáåñïå÷èâàåò íàäåæíîå ôèêñèðóþùåå óñèëèå âíóòðè è ñíàðóæè òðóáû.
Ïðè íàâîðà÷èâàíèè íàêèäíîé ãàéêè òðóáà îáæèìàåòñÿ ãèëüçîé. Âòóëêà
øòóöåðà, âõîäÿùàÿ âíóòðü òðóáû, óìåíüøàåò åå âíóòðåííèé äèàìåòð,
â ðåçóëüòàòå ÷åãî ñîçäàåòñÿ íåêîòîðîå äîïîëíèòåëüíîå ñîïðîòèâëåíèå.
Ðèñ. 4.23. Ôèòèíã ñ íàêèäíîé ãàéêîé è âðåçíîé âòóëêîé
Áûñòðîðàçúåìíûé öàíãîâûé ôèòèíã (ðèñ.4.24) îáåñïå÷èâàåò
âûñîêîå ôèêñèðóþùåå óñèëèå. Êðîìå òîãî, â íåì ïðèìåíÿåòñÿ óïëîòíåíèå
ñïåöèàëüíîãî ïðîôèëÿ, ãàðàíòèðóþùåå íàäåæíîå óïëîòíåíèå êàê äëÿ
èçáûòî÷íîãî äàâëåíèÿ, òàê è äëÿ âàêóóìà, è äëÿ âîäû.
Ðèñ. 4.24. Áûñòðîðàçúåìíûé öàíãîâûé ôèòèíã â âèäå êîëåíà
Ýòî ñîåäèíåíèå íå ñîçäàåò äîïîëíèòåëüíîãî àýðîäèíàìè÷åñêîãî
ñîïðîòèâëåíèÿ, ïîñêîëüêó ïëîùàäü åãî âíóòðåííåãî ñå÷åíèÿ, ðàâíà
ïëîùàäè òðóáêè.
Ñàìîçàïèðàþùèéñÿ ôèòèíã (ðèñ.4.25) èìååò âñòðîåííûé îáðàòíûé
êëàïàí, áëàãîäàðÿ êîòîðîìó âîçäóõ íå ñáðàñûâàåòñÿ èç ïíåâìîñèñòåìû
56
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
â àòìîñôåðó ïîñëå óäàëåíèÿ òðóáêè.
B
C
Ðèñ. 4.25. Ïðèìåð ñàìîçàïèðàþùåãîñÿ ôèòèíãà
à. Åñëè òðóáà íå âñòàâëåíà, ôèòèíã çàêðûò
ïðè ïîìîùè îáðàòíîãî êëàïàíà.
b. Ïðè âñòàâëåííîé òðóáå ôèòèíã îòêðûò çà ñ÷åò
ñìåùåíèÿ îáðàòíîãî êëàïàíà ñ ñåäëà.
5. ÏÎÄÃÎÒÎÂÊÀ ÂÎÇÄÓÕÀ
Êàê óæå áûëî óïîìÿíóòî âûøå, àòìîñôåðíûé âîçäóõ ñîäåðæèò ïûëü
è âëàãó. Ïîñëå åãî ñæàòèÿ, ñîäåðæàùàÿñÿ â íåì âëàãà êîíäåíñèðóåòñÿ â
âûõîäíîì îõëàäèòåëå è ðåñèâåðå, îäíàêî, íåêîòîðîå åå êîëè÷åñòâî âñåòàêè ïîïàäàåò â ìàãèñòðàëü. Áîëåå òîãî, ìåëêèå ÷àñòèöû ìàñëà, ðæàâ÷èíà
è îêàëèíà ñî ñòåíîê òðóáû è äðóãèå ïîñòîðîííèå âêëþ÷åíèÿ, òàêèå,
íàïðèìåð, êàê ïðîäóêòû èçíîñà óïëîòíåíèé, âûïàäàþò â ñèñòåìå â âèäå
îñàäêà. Âñå ýòî îòðèöàòåëüíî ñêàçûâàåòñÿ íà ñîñòîÿíèè ïíåâìàòè÷åñêîãî
îáîðóäîâàíèÿ, ïðèâîäÿ ê ïîâûøåííîìó èçíîñó óïëîòíåíèé è óçëîâ
îáîðóäîâàíèÿ, êîððîçèè è “çàëèïàíèþ” êëàïàíîâ.
Äëÿ óäàëåíèÿ ýòèõ çàãðÿçíèòåëåé âîçäóõ äîëæåí î÷èùàòüñÿ ïî
âîçìîæíîñòè äî òàêîãî ñîñòîÿíèÿ, êîòîðîå îòâå÷àåò òðåáîâàíèÿì
ïîòðåáèòåëÿ. Ïðîöåññ ïîäãîòîâêè âîçäóõà âêëþ÷àåò â ñåáÿ òàêæå
ðåãóëèðîâàíèå äàâëåíèÿ è ïðè íåîáõîäèìîñòè — ñìàçêó.
ÔÈËÜÒÐÀÖÈß
ÑÒÀÍÄÀÐÒÍÛÉ ÔÈËÜÒÐ
 ïíåâìàòèêå ïðèíÿòî íàçûâàòü «ñòàíäàðòíûì» ôèëüòð, êîòîðûé,
â îòëè÷èå îò ìàãèñòðàëüíîãî, ïðåäíàçíà÷åí äëÿ î÷èñòêè âîçäóõà
íåïîñðåäñòâåííî ó ïîòðåáèòåëÿ. Ñòàíäàðòíûé ôèëüòð (ðèñ. 5.1)
ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé êîìáèíàöèþ âëàãîîòäåëèòåëÿ è ôèëüòðà. Åñëè
âîçäóõ ïðåäâàðèòåëüíî íå áóäåò î÷èùåí îò êðóïíûõ êàïåëü êîíäåíñàòà
è ÷àñòèö, â ôèëüòðå áóäåò ñêàïëèâàòüñÿ ìíîãî âëàãè, è, êðîìå òîãî, îí
íà÷íåò çàáèâàòüñÿ òâåðäûìè ÷àñòèöàìè ïûëè è ðæàâ÷èíû.
Ïåðâè÷íîå âëàãîîòäåëåíèå îñóùåñòâëÿåòñÿ ìåòîäîì èíåðöèîííîé
î÷èñòêè, ÷òî îáåñïå÷èâàåòñÿ äåôëåêòîðîì, óñòàíîâëåííûì íà âõîäå â
ôèëüòð. Íàèáîëåå òÿæåëûå ÷àñòèöû ãðÿçè, âîäû è ìàñëà îòáðàñûâàþòñÿ
îò öåíòðà è ïîïàäàþò íà ñòåíêè ñòàêàíà-îòñòîéíèêà, îòêóäà îíè ñòåêàþò
âíèç è ñîáèðàþòñÿ íà äíå. Ïîñëå ýòîãî îòñòîé ìîæíî ñëèòü ëèáî ÷åðåç
ðó÷íîé ñëèâíîé êðàí, ëèáî ÷åðåç àâòîìàòè÷åñêîå ñëèâíîå óñòðîéñòâî.
Ðàçäåëèòåëüíàÿ ïåðåãîðîäêà îòñåêàåò âèõðåâóþ êàìåðó îò
íàõîäÿùåéñÿ ïîä íåé ñïîêîéíîé çîíû. Áëàãîäàðÿ åå íàëè÷èþ
îòäåëèâøàÿñÿ îò ñæàòîãî âîçäóõà æèäêîñòü íå ïîïàäàåò îáðàòíî â ïîòîê
ñæàòîãî âîçäóõà.
58
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
¨¹ÂÃ̺³¿¸µÄÆ
•¶Å¼¶»Ã¿Á
¤ÀÁ±³¼ÐÏʹº
»¼±À±¾
¥¹¼ÍÃÁ
˜¿¾±¸±³¹ÆÁ¶¾¹Ð
¡±¸µ¶¼¹Ã¶¼Í¾±Ð
À¶Á¶´¿Á¿µ»±
¢³¿²¿µ¾±Ð¿Ã
¸±³¹ÆÁ¶¾¹º¸¿¾±
¿À¼±³¿»
›¼±À±¾
±³Ã¿½±Ã¹È¶Â»¿´¿
¼¹³±
¢Ã±»±¾¿ÃÂÿº¾¹»
˜±Ê¹Ã¾±Ð¿²¿¼¿È»±
›¼±À±¾
ÁÄȾ¿´¿
¼¹³±
Ÿ²¿¸¾±È¶¾¹¶
Ź¼ÍÃÁ±³¼±´¿¿Ãµ¶¼¹Ã¶¼Ð
Ÿ²¿¸¾±È¶¾¹¶
Ź¼ÍÃÁ±³¼±´¿¿Ãµ¶¼¹Ã¶¼Ð
±³Ã¿½±Ã¹È¶Â»¹½Â¼¹³¿½
Ðèñ. 5.1. Òèïîâîé ôèëüòð-âëàãîîòäåëèòåëü è óñòðîéñòâî
àâòîìàòè÷åñêîãî îòâîäà êîíäåíñàòà
Áîëåå ìåëêèå ÷àñòè÷êè ïûëè, ðæàâ÷èíû è ìàñëà óäàëÿþòñÿ íà âòîðîì
ýòàïå î÷èñòêè – ïðè ïðîõîæäåíèè ñæàòîãî âîçäóõà ÷åðåç ôèëüòðóþùèé
ýëåìåíò. Ñòàíäàðòíûé ýëåìåíò SMC îáåñïå÷èâàåò óäàëåíèå ÷àñòèö
ðàçìåðîì îò 5 ìèêðîí. Ïðè íàëè÷èè ìàãèñòðàëüíîé ïîäãîòîâêè âîçäóõà
ýòîò ýëåìåíò ñëóæèò äî 2 ëåò, åãî ìîæíî ëåãêî ïîìåíÿòü íà íîâûé.
Íåîáõîäèìîñòü ïåðèîäè÷åñêîé çàìåíû ôèëüòðóþùåãî ýëåìåíòà
âûçâàíà äâóìÿ ïðè÷èíàìè: 1) çàñîðåíèåì ýëåìåíòà, 2) èçíîñîì ýëåìåíòà,
ò.å. èçìåíåíèåì ìèêðîñòðóêòóðû âîëîêîí. Î çàñîðåíèè ýëåìåíòà ñóäÿò
ïî ïåðåïàäó äàâëåíèé íà ôèëüòðå. Êîãäà ïåðåïàä ïðèáëèæàåòñÿ ê 1
áàð, ýëåìåíò ñ÷èòàåòñÿ èñ÷åðïàâøèì ñâîþ ðàáîòîñïîñîáíîñòü ââèäó
çàñîðåíèÿ. Òàêèì îáðàçîì, çàìåíà ôèëüòðóþùåãî ýëåìåíòà ïðîèçâîäèòñÿ
ïðè íàñòóïëåíèè îäíîãî èç ñîáûòèé:
À) Èñòå÷åíèå äâóõ ëåò ñ íà÷àëà ýêñïëóàòàöèè,
Á) Äîñòèæåíèå ïåðåïàäà äàâëåíèé 1 áàð.
Ïðèìå÷àíèå: íà ïðàêòèêå íîðìàòèâû ìîãóò îòëè÷àòüñÿ îò óêàçàííûõ âûøå,
ïîýòîìó â êàæäîì êîíêðåòíîì ñëó÷àå ñëåäóåò ðóêîâîäñòâîâàòüñÿ
òåõíè÷åñêîé äîêóìåíòàöèåé íà èçäåëèå.
Ñòàêàí-îòñòîéíèê îáû÷íî èçãîòàâëèâàåòñÿ èç ïîëèêàðáîíàòà. Äëÿ
çàùèòû ñòàêàíà îò ïîâðåæäåíèé îí ïîìåùàåòñÿ â çàùèòíóþ îáîëî÷êó,
âûïîëíåííóþ èç ìåòàëëà èëè òàêæå èç ïîëèêàðáîíàòà. Åñëè ñòàêàí
ïðåäíàçíà÷åí äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ â õèìè÷åñêè àãðåññèâíîé ñðåäå, òî
äëÿ åãî èçãîòîâëåíèÿ íåîáõîäèìî ïðèìåíåíèå ñïåöèàëüíûõ ìàòåðèàëîâ.
Åñëè ñòàêàí-îòñòîéíèê ïîäâåðãàåòñÿ âîçäåéñòâèþ âûñîêèõ òåìïåðàòóð
59
5. Подготовка воздуха
èëè íà íåãî ïîïàäàþò èñêðû è ò.ï., òî îí äîëæåí áûòü âûïîëíåí èç
ìåòàëëà.
Åñëè êîíäåíñàò íàêàïëèâàåòñÿ áûñòðî, æåëàòåëüíî óñòàíîâèòü
àâòîìàòè÷åñêèé êîíäåíñàòîîòâîä÷èê.
Íà ðèñ.5.1 ñïðàâà ïîêàçàí àâòîìàòè÷åñêèé êîíäåíñàòîîòâîä÷èê
ïîïëàâêîâîãî òèïà, îáû÷íî âñòðàèâàåìûé â ñòàíäàðòíûå ôèëüòðû.
ÔÈËÜÒÐÛ ÒÎÍÊÎÉ Î×ÈÑÒÊÈ (ÌÈÊÐÎÔÈËÜÒÐÛ)
Êîìïðåññîðíîå ìàñëî ñîäåðæèòñÿ â ñæàòîì âîçäóõå â âèäå àýðîçîëÿ
ñ ðàçìåðîì ÷àñòèö îò 0.01 äî 1 ìêì, ïðè÷åì ÷èñëî ÷àñòèö òàêèõ ðàçìåðîâ
äîñòèãàåò 90% îò îáùåãî êîëè÷åñòâà êàïåëü ìàñëà â ïîòîêå [3]. Áûâàåò,
÷òî äëÿ ïîòðåáèòåëÿ íàëè÷èå â âîçäóõå ìàñëÿíîãî òóìàíà êðàéíå
íåæåëàòåëüíî.  òàêîì ñëó÷àå èñïîëüçóåòñÿ ôèëüòð òîíêîé î÷èñòêè
(ðèñ.5.2). Ïîñêîëüêó ýòî ôèëüòð â ÷èñòîì âèäå, â åãî êîíñòðóêöèè íå
ïðåäóñìîòðåí äåôëåêòîð.
¢½¶¾¾Ìº»±ÁÃÁ¹µ·
¶ÁÅ¿Á¹Á¿³±¾¾Ìº¼¹ÂÃ
¹¸¾¶Á·±³¶ÏʶºÂñ¼¹
¥¹¼ÍÃÁÄÏʱÐû±¾Í
½»½
¿Á¹ÂÃ̺ ¦“
½±Ã¶Á¹±¼
¥¹¼ÍÃÁÄÏʱвĽ±´±
½»½
¤Â¼¿³¾¿¶¿²¿¸¾±È¶¾¹¶
½¹»Á¿Å¹¼ÍÃÁ±³Â¹Âö½¶
*40
Ðèñ. 5.2. Òèïîâîé ôèëüòð òîíêîé î÷èñòêè
Ïîòîê âîçäóõà ÷åðåç âõîäíîå îòâåðñòèå ñíà÷àëà íàïðàâëÿåòñÿ â
öåíòð ôèëüòðóþùåãî ýëåìåíòà, ïðîõîäèò ÷åðåç ìíîãîñëîéíûå ñòåíêè
îò öåíòðà ê ïåðèôåðèè, è çàòåì âûõîäèò íàðóæó ÷åðåç âûïóñêíîå
îòâåðñòèå.
Ïûëü óëàâëèâàåòñÿ ôèëüòðóþùèì ýëåìåíòîì. Êàïëè ìàñëÿíîãî
è âîäÿíîãî òóìàíà, îñåäàÿ íà âîëîêíàõ, ñëèâàþòñÿ è óêðóïíÿþòñÿ.
Ïîä äåéñòâèåì ïîòîêà âîçäóõà óêðóïíåííûå êàïëè âûñòóïàþò ÷åðåç
íàðóæíóþ ïîâåðõíîñòü ýëåìåíòà, íî îíè ñòàíîâÿòñÿ íàñòîëüêî òÿæåëû,
60
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
÷òî ïîòîê íå â ñîñòîÿíèè ïîäõâàòèòü èõ. Â ðåçóëüòàòå êàïëè ñòåêàþò
âíèç, è êîíäåíñàò ñîáèðàåòñÿ íà äíå ñòàêàíà. ßâëåíèå ñëèÿíèÿ ìåëêèõ
êàïåëü â áîëåå êðóïíûå íîñèò íàçâàíèå êîàëåñöåíöèè, èç-çà ÷åãî è ñàìè
ôèëüòðû, èñïîëüçóþùèå ýòîò ïðèíöèï ñáîðà êîíäåíñàòà, íàçûâàþò
êîàëåñöåíòíûìè.
ÔÈËÜÒÐÛ ÑÂÅÐÕÒÎÍÊÎÉ Î×ÈÑÒÊÈ
Äëÿ îáåñïå÷åíèÿ ìàêñèìàëüíîé çàùèòû òàêèõ ñïåöèàëüíûõ óñòðîéñòâ
êàê ïðåöèçèîííîå èçìåðèòåëüíîå ïíåâìàòè÷åñêîå îáîðóäîâàíèå,
óñòðîéñòâà äëÿ îêðàñêè ìåòîäîì ýëåêòðîñòàòè÷åñêîãî íàïûëåíèÿ,
óñòðîéñòâà äëÿ ÷èñòêè è îñóøêè ýëåêòðîííûõ óçëîâ è ò.ï. ïðèìåíÿþòñÿ
ôèëüòðû ñâåðõòîíêîé î÷èñòêè, êîòîðûå óäàëÿþò ïðàêòè÷åñêè âñå ìàñëî
è âîäó, à òàêæå ìåëü÷àéøèå ÷àñòèöû ðàçìåðîì ñâûøå 0,01 ìèêðîíà.
Ïðèíöèï ðàáîòû ôèëüòðà ñâåðõòîíêîé î÷èñòêè òî÷íî òàêîé æå,
êàê è ó ôèëüòðà òîíêîé î÷èñòêè, ñ òîé ëèøü ðàçíèöåé, ÷òî â íåì
ôèëüòðóþùèé ýëåìåíò èìååò äîïîëíèòåëüíûå ñëîè ñ áîëåå âûñîêîé
ôèëüòðóþùåé ñïîñîáíîñòüþ.
ÂÛÁÎÐ ÔÈËÜÒÐÀ
Ðàçìåðû âîçäóøíîãî ôèëüòðà, íåîáõîäèìîãî äëÿ êàæäîãî
êîíêðåòíîãî ñëó÷àÿ, çàâèñÿò îò äâóõ ôàêòîðîâ:
à) âåëè÷èíû ìàêñèìàëüíîãî ðàñõîäà ñæàòîãî âîçäóõà, ïîòðåáëÿåìîãî
ïíåâìàòè÷åñêèì îáîðóäîâàíèåì,
á) ìàêñèìàëüíî äîïóñòèìîãî ïàäåíèÿ äàâëåíèÿ â ñèñòåìå.
Äëÿ òîãî ÷òîáû ìîæíî áûëî ïðàâèëüíî ïîäîáðàòü ðàçìåðû ôèëüòðà,
ñëåäóåò çàïðîñèòü ó èçãîòîâèòåëÿ åãî õàðàêòåðèñòèêè (ãðàôèêè
çàâèñèìîñòè ïåðåïàäà äàâëåíèé íà ôèëüòðå îò ðàñõîäà ïðè ðàçëè÷íûõ
äàâëåíèÿõ).
Íåîáõîäèìî îòìåòèòü, ÷òî â íåêîòîðûõ ñëó÷àÿõ èç-çà íèçêîé
ñêîðîñòè ïîòîêà âîçäóõà îäíîãî ñòàíäàðòíîãî ôèëüòðà ìîæåò îêàçàòüñÿ
íåäîñòàòî÷íî äëÿ ýôôåêòèâíîãî óäàëåíèÿ çàãðÿçíåíèé.
ÊÀ×ÅÑÒÂÎ ÑÆÀÒÎÃÎ ÂÎÇÄÓÕÀ
ÑÒÅÏÅÍÜ ÔÈËÜÒÐÀÖÈÈ
Íà ðèñ. 5.3 ïîêàçàíû ðàçëè÷íûå ñòåïåíè î÷èñòêè ñæàòîãî âîçäóõà
â çàâèñèìîñòè îò òðåáîâàíèé, ïðåäúÿâëÿåìûõ ðàçëè÷íûìè âèäàìè
ïíåâìàòè÷åñêîãî îáîðóäîâàíèÿ.
Âîçäóõ èç êîìïðåññîðà ïðîõîäèò ÷åðåç îõëàäèòåëü ñ àâòîìàòè÷åñêèì
óñòðîéñòâîì ñëèâà êîíäåíñàòà. Ïî ìåðå äàëüíåéøåãî îõëàæäåíèÿ
ñæàòîãî âîçäóõà â ðåñèâåðå âíîâü îáðàçóþùèéñÿ êîíäåíñàò óäàëÿåòñÿ
÷åðåç óñòðîéñòâî àâòîìàòè÷åñêîãî ñëèâà, êîòîðîå ìîíòèðóåòñÿ â äíèùå
61
5. Подготовка воздуха
ðåñèâåðà. Âî âñåõ íèçøèõ òî÷êàõ òðóáîïðîâîäà òàêæå ìîãóò áûòü
óñòàíîâëåíû äîïîëíèòåëüíûå êîíäåíñàòîîòâîä÷èêè.
Ñèñòåìà ïîäðàçäåëÿåòñÿ íà òðè îñíîâíûå ÷àñòè:
 îòâîäû 1 è 2 âîçäóõ ïîïàäàåò íàïðÿìóþ èç ðåñèâåðà.  îòâîäû 3-6
âîçäóõ ïîñòóïàåò ïîñëå îáðàáîòêè â îñóøèòåëå ðåôðèæåðàòîðíîãî òèïà.
 îòâîäå 7 óñòàíàâëèâàåòñÿ äîïîëíèòåëüíûé îñóøèòåëü àäñîðáöèîííîãî
òèïà.
Ñòàíäàðòíûå ôèëüòðû â îòâîäàõ 1 è 2 îáîðóäîâàíû ñèñòåìîé
àâòîìàòè÷åñêîãî óäàëåíèÿ êîíäåíñàòà. Îòâîä 2 îáåñïå÷èâàåò áîëåå
âûñîêóþ ñòåïåíü î÷èñòêè áëàãîäàðÿ íàëè÷èþ ôèëüòðà òîíêîé î÷èñòêè.
 îòâîäû 3-5 ïîñòóïàåò ñóõîé âîçäóõ, ïðîøåäøèé ÷åðåç îñóøèòåëü
ðåôðèæåðàòîðíîãî òèïà.
¡¶Â¹³¶Á
ŸÆ¼±µ¹Ã¶¼Í
ŸÂÄɹö¼Í
Á¶ÅÁ¹·¶Á±Ã¿Á
¾¿´¿Ã¹À±
B
›¿½ÀÁ¶Â¿Á
¤ÂÃÁ¿ºÂó¿
±³Ã¿½±Ã¹È¶Â»¿´¿
¼¹³±
B
B¥¹¼ÍÃÁÿ¾»¿º¿È¹Âû¹
C¥¹¼ÍÃÁ³¶ÁÆÿ¾»¿º¿È¹Âû¹
D¥¹¼ÍÃÁµ¼Ðĵ±¼¶¾¹Ð¸±À±Æ±
E‘µÂ¿Á²Ç¹¿¾¾Ìº¿ÂÄɹö¼Í
B
C
B
C
D
B
E
C
Ðèñ. 5.3. 7 óðîâíåé ôèëüòðàöèè. Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà
 èòîãå îòâîä 3 îáåñïå÷èâàåò àâòîìàòè÷åñêèé ñëèâ, îòâîä 4 ñíàáæåí
ïðåäâàðèòåëüíîé ôèëüòðàöèåé, à èç îòâîäà 5 ïîñòóïàåò âîçäóõ ñ
ïîâûøåííîé ñòåïåíüþ î÷èñòêè, áëàãîäàðÿ íàëè÷èþ ôèëüòðîâ òîíêîé è
ñâåðõòîíêîé î÷èñòêè.
Îòâîä 6 îáîðóäîâàí ôèëüòðîì äëÿ óäàëåíèÿ çàïàõà. Óñòàíîâëåííûé
â îòâîäå 7 îñóøèòåëü àäñîðáöèîííîãî òèïà èñêëþ÷àåò âîçìîæíîñòü
îáðàçîâàíèÿ êîíäåíñàòà ïðè íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ.
Òèïîâûå ñëó÷àè ïðèìåíåíèÿ ðàçëè÷íûõ óðîâíåé ôèëüòðàöèè
ïðèâåäåíû â òàáëèöå 5.4.
62
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
Òàáëèöà 5.4. Õàðàêòåðèñòèêè è òèïîâûå ïðèìåíåíèÿ
ñåìè óðîâíåé êà÷åñòâà î÷èñòêè ñæàòîãî âîçäóõà
№
Где применяется
Типовой пример
1
Влага >99%
Частицы пыли >5 мкм
Жидкое масло >96%
Что удаляется
Везде, где допускается
присутствие некоторого
количества твердых
частиц, влаги и масла.
Промышленный воздух для зажимных
приспособлений, продувки, простые
пневматические приводы.
2
Частицы пыли >0,3 мкм
Масляный туман >99,9%
Насыщение влагой 99%
Везде, где в первую
очередь требуется
удаление пыли и масла,
а некоторое содержание
конденсата допускается.
Общепромышленное пневматическое
оборудование для систем
управления и приводов.
Соединение металлических
частей без использования
уплотнений, пневматические
инструменты и пневмодвигатели.
3
Влажность – до точки
росы ниже -17°
Далее как в п. 1
Везде, где удаление
влаги является крайне
необходимым, однако
наличие пыли и
масла допускается.
То же, что в п. (1), а также обычная
окраска распылением при
условии, что воздух дополнительно
подвергается осушке.
4
Частицы пыли >0,3 мкм
Масляный туман>99%
Влажность - до точки
росы ниже -17°
Везде, где не
допускается присутствия
в воздухе влаги,
мелкой пыли и
масляного тумана.
Системы управления
технологическими процессами,
измерительное оборудование,
высококачественная окраска
распылением, охлаждение литейных
форм, в том числе пресс-форм
для литья под давлением.
5
Частицы пыли >0,01 мкм
Масляный туман
>99,9999%
Влажность как в п. (4)
Везде, где требуется
чистый воздух,
практически свободный
от каких-либо
загрязнителей.
Прецизионное измерительное
пневмооборудование, окраска
методом электростатического
напыления, чистка и сушка
электронного оборудования.
6
Как в п. (5), с
дополнительным
удалением запаха.
Везде, где требуется
абсолютно чистый
воздух, как в п. (5), но
еще и без запаха
Фармацевтическая промышленность,
процессы упаковки в пищевой
промышленности, пневмотранспорт
и пивоварение, воздух для дыхания
7
Все загрязнители как
в п.(6), но с точкой
росы ниже -30°С.
Везде, где должна
быть устранена
всякая возможность
конденсации при
расширении и при
низких температурах.
Сушка элементов микроэлектроники.
Хранение фармацевтической
продукции.
Морское измерительное
оборудование.
Пневмотранспорт
порошкообразных материалов.
63
5. Подготовка воздуха
ÑÒÀÍÄÀÐÒÛ, ÐÅÃËÀÌÅÍÒÈÐÓÞÙÈÅ
ÇÀÃÐßÇÍÅÍÍÎÑÒÜ ÑÆÀÒÎÃÎ ÂÎÇÄÓÕÀ
 1971 ãîäó â íàøåé ñòðàíå áûë ââåäåí ïåðâûé â ìèðîâîé ïðàêòèêå
ñòàíäàðò, ðåãëàìåíòèðóþùèé çàãðÿçíåííîñòü ñæàòîãî âîçäóõà [4].
Ñåãîäíÿ îí èçâåñòåí êàê ÃÎÑÒ 17433-80 [5]. Ñòàíäàðò óñòàíàâëèâàåò 15
êëàññîâ çàãðÿçíåííîñòè (òàáëèöà 5.5).
Òàáëèöà 5.5. Êëàññû çàãðÿçíåííîñòè ñæàòîãî âîçäóõà
ïî ÃÎÑÒ 17433-80
Содержание посторонних примесей, мг/м3, не более
Класс
загрязненности
Размер твердой
частицы, мкм,
не более
Твердые частицы
0
0,5
0,001
5
1
10
2
25
2
40
4
80
4
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
12,5
Нерегламентируется
25
Вода (в жидком
состоянии)
Масла (в жидком
состоянии)
Не допускаются
Не допускаются
500
Не допускаются
Не допускаются
800
16
Не допускаются
800
16
Не допускаются
800
16
Не допускаются
800
16
Не допускаются
3200
25
Не допускаются
10000
100
Êëàññ 0 ñîîòâåòñòâóåò ìèíèìàëüíîé çàãðÿçíåííîñòè. Îñòàëüíûå
êëàññû îáúåäèíåíû â ïàðû (1-2, 3-4, è ò.ä.). Òðåáîâàíèÿ ïî ðàçìåðó è
ñîäåðæàíèþ òâåðäûõ ÷àñòèö – îäèíàêîâû äëÿ îáîèõ êëàññîâ, âõîäÿùèõ
â êàæäóþ ïàðó. Îäíàêî òðåáîâàíèÿ ïî ñîäåðæàíèþ âëàãè (êàê â æèäêîì,
òàê è â ïàðîîáðàçíîì ñîñòîÿíèè) è ìàñëà ñóùåñòâåííî ðàçëè÷íû. Äëÿ
íå÷åòíûõ êëàññîâ (1, 3, 5, 7, 9, 11, 13) íàëè÷èå âîäû è ìàñëà â æèäêîì
ñîñòîÿíèè íå äîïóñêàåòñÿ. Ñîãëàñíî ÃÎÑÒ 24484-80 [6], çàãðÿçíåííîñòü
âîçäóõà âîäîé è ìàñëîì óäîâëåòâîðÿåò òðåáîâàíèþ «íå äîïóñêàåòñÿ»,
åñëè ïðè 5-ìèíóòíîì îáäóâå ÷èñòîé ôèëüòðîâàëüíîé áóìàãè ñòðóåé
ñæàòîãî âîçäóõà ñ ðàññòîÿíèÿ 5-10 ñì íà áóìàãå íå îñòàåòñÿ ïÿòåí
óâëàæíåíèÿ.
Ñòàíäàðò óñòàíàâëèâàåò òàêæå îãðàíè÷åíèå íà ñîäåðæàíèå âëàãè â
64
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
ïàðîîáðàçíîì ñîñòîÿíèè: òî÷êà ðîñû äëÿ «0» è âñåõ íå÷åòíûõ êëàññîâ
äîëæíà áûòü íèæå ìèíèìàëüíîé ðàáî÷åé òåìïåðàòóðû íå ìåíåå ÷åì
íà 10°Ñ. Òî÷êà ðîñû îòíîñèòñÿ ê âîçäóõó, íàõîäÿùåìóñÿ ïîä ðàáî÷èì
äàâëåíèåì. Äëÿ ÷åòíûõ êëàññîâ (2, 4, 6, 8, 10, 12, 14) äîïóñêàåòñÿ
íàëè÷èå âîäû è ìàñëà â æèäêîì ñîñòîÿíèè (ñì.òàáëèöó), à òî÷êà ðîñû
íå ðåãëàìåíòèðóåòñÿ. Ñîäåðæàíèå ïîñòîðîííèõ ïðèìåñåé óêàçàíî â
òàáëèöå äëÿ âîçäóõà, ïðèâåäåííîãî ê óñëîâèÿì: äàâëåíèå 1.013 áàð è
òåìïåðàòóðà 20°Ñ.
Ïðèìåð îáîçíà÷åíèÿ: Âîçäóõ êë.7 ÃÎÑÒ 17433-80
 1991 ãîäó ïîÿâèëñÿ ìåæäóíàðîäíûé ñòàíäàðò, ðåãëàìåíòèðóþùèé
÷èñòîòó ñæàòîãî âîçäóõà.  Ðîññèè îí ââåäåí â 2005 ãîäó êàê ÃÎÑÒ
Ð ÈÑÎ 8573-1-2005 [7]. Åãî ãëàâíîå îòëè÷èå çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî
÷èñòîòà âîçäóõà õàðàêòåðèçóåòñÿ òðåìÿ êëàññàìè, íå çàâèñÿùèìè äðóã îò
äðóãà: ïî òâåðäûì ÷àñòèöàì, ïî âîäå è ïî ìàñëó. Îñíîâíîå ñîäåðæàíèå
ñòàíäàðòà âèäíî èç òàáëèöû 5.6.
Òàáëèöà 5.6. Êëàññû ÷èñòîòû ñæàòîãî âîçäóõà
ïî ÃÎÑÒ Ð ÈÑÎ 8573-1-2005
Часть 1. Классификация по размеру или содержанию твердых частиц
Класс
Максимальное число частиц в 1 куб. метре
Размер частиц d, мкм
 0,10
0
0,10  d  0,5
0,5  d  1,0
1,0  d  5,0
Размер
частиц,
мкм
Содержание,
мг/м3
–
–
Меньше, чем по классу 1 – регламентируется
поставщиком или пользователем оборудования
1
–
100
1
0
2
–
100 000
1 000
10
3
–
–
10 000
500
4
–
–
–
1 000
5
–
–
–
20 000
6
–
5
5
7
–
 40
 10
Часть 2. Классификация по содержанию влаги
Класс
Точка росы сжатого воздуха, °С
0
Ниже, чем по классу 1 – регламентируется поставщиком
или пользователем оборудования
1
 -70
2
 -40
3
 -20
5. Подготовка воздуха
65
 +3
4
5
 +7
6
 +10
Содержание воды CW (в жидком состоянии), г/м3
7
CW  0,5
8
0.5 < CW  5
9
5 < CW  10
Часть 3. Классификация по содержанию масла
Класс
Общее содержание масла
(в аэрозольном, жидком и парообразном состоянии), мг/м3
0
Меньше, чем по классу 1 – регламентируется поставщиком
или пользователем оборудования
1
 0,01
2
 0,1
3
1
4
5
Ñîäåðæàíèå ïîñòîðîííèõ ïðèìåñåé óêàçàíî â òàáëèöàõ äëÿ âîçäóõà,
ïðèâåäåííîãî ê óñëîâèÿì: äàâëåíèå 1.013 áàð è òåìïåðàòóðà 20 °Ñ.
Ïðèìåð îáîçíà÷åíèÿ:
Êëàññ ÷èñòîòû ñæàòîãî âîçäóõà ÃÎÑÒ Ð ÈÑÎ 8573-1-2005
2.6.3
Ýòî ñëåäóåò ïîíèìàòü òàê:
– êëàññ ïî òâåðäûì ÷àñòèöàì – 2, ò.å. â 1 ì3 ñîäåðæèòñÿ íå áîëåå
100000 ÷àñòèö ñ ðàçìåðîì îò 0,1 äî 0,5 ìêì, íå áîëåå 1000 ÷àñòèö
ñ ðàçìåðîì îò 0,5 äî 1,0 ìêì è íå áîëåå 10 ÷àñòèö ñ ðàçìåðîì îò
1,0 äî 5,0 ìêì;
– êëàññ ïî âëàãå – 6, ò.å. âîçäóõ, íàõîäÿùèéñÿ ïîä äàâëåíèåì,
èìååò òî÷êó ðîñû íå âûøå +10 °Ñ;
– êëàññ ïî ìàñëó – 3, ò.å. â 1 ì3 âîçäóõà ñîäåðæèòñÿ íå áîëåå 1 ìã
ìàñëà, ïðè÷åì ýòî êîëè÷åñòâî âêëþ÷àåò ìàñëî â âèäå àýðîçîëÿ,
æèäêîñòè è ïàðà.
ÐÅÃÓËÈÐÎÂÊÀ ÄÀÂËÅÍÈß
Ðåãóëèðîâàòü äàâëåíèå â ïíåâìîñèñòåìå íåîáõîäèìî, òàê êàê åãî
ïîâûøåííûé óðîâåíü âûçûâàåò óñêîðåííûé èçíîñ ïíåâìàòè÷åñêîãî
îáîðóäîâàíèÿ ïðè ñîâñåì íåçíà÷èòåëüíîì èëè âîâñå íóëåâîì óâåëè÷åíèè
ïðîèçâîäèòåëüíîñòè.
Ñëèøêîì
ìàëîå
äàâëåíèå
ýêîíîìè÷åñêè
íåîïðàâäàííî, òàê êàê îíî ðåçêî ñíèæàåò ÊÏÄ îáîðóäîâàíèÿ.
66
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
ÑÒÀÍÄÀÐÒÍÛÉ ÐÅÃÓËßÒÎÐ
 êîíñòðóêöèþ ðåãóëÿòîðîâ äàâëåíèÿ (ðèñ.5.5) âõîäèò ïîðøåíü
èëè äèàôðàãìà, ïîçâîëÿþùèå èçìåíÿòü âåëè÷èíó âûõîäíîãî äàâëåíèÿ
çà ñ÷åò óðàâíîâåøèâàíèÿ óñèëèÿ ñî ñòîðîíû ïðóæèíû, êîòîðîå ìîæíî
ðåãóëèðîâàòü.
¡¶´Ä¼¹Á¿³¿È¾±ÐÁÄÈ»±
¡¶´Ä¼¹Á¿³¿È¾Ìº³¹¾Ã
'
¤Âñ¾¿³¿È¾±ÐÀÁÄ·¹¾±
•¹Â»µ¹±ÅÁ±´½Ì
•¹±ÅÁ±´½±
Q
Q
›¼±À±¾
ÁÄ·¹¾±»¼±À±¾±
Ðèñ. 5.5. Óñòðîéñòâî ðåãóëÿòîðà äàâëåíèÿ
Äàâëåíèå íà âûõîäå çàäàåòñÿ ïðè ïîìîùè ðåãóëèðîâî÷íîãî âèíòà,
êîòîðûé ñîçäàåò íàãðóçêó íà óñòàíîâî÷íóþ ïðóæèíó ñ öåëüþ óäåðæàíèÿ
ãëàâíîãî êëàïàíà â îòêðûòîì ïîëîæåíèè, áëàãîäàðÿ ÷åìó ïîòîê âîçäóõà
èç âõîäíîãî îòâåðñòèÿ ñ íà÷àëüíûì äàâëåíèåì ð1 ïîäàåòñÿ íà âûõîäíîå
îòâåðñòèå ñ êîíå÷íûì äàâëåíèåì ð2. Òîãäà äàâëåíèå â êîíòóðå,
ïîäñîåäèíåííîì ê âûõîäó, ïîâûøàåòñÿ è âîçäåéñòâóåò íà äèàôðàãìó
ñíèçó. Âîçíèêàåò ñèëà, ïðîòèâîäåéñòâóþùàÿ óñèëèþ ïðóæèíû.
Ðàññìîòðèì ìîìåíò íà÷àëà ðàáîòû ïíåâìàòè÷åñêîé ñèñòåìû. Êàê
òîëüêî íà÷íåòñÿ ïîòðåáëåíèå ñæàòîãî âîçäóõà, äàâëåíèå ð2 â ïåðâûé
ìîìåíò ñíèçèòñÿ, è óñèëèå óñòàíîâî÷íîé ïðóæèíû íà ìãíîâåíèå ñòàíåò
áîëüøå, ÷åì ñèëà äàâëåíèÿ, äåéñòâóþùàÿ íà äèàôðàãìó ñíèçó, êîòîðàÿ
çàâèñèò îò âåëè÷èíû äàâëåíèÿ ð2.  ðåçóëüòàòå ýòîãî êëàïàí îòêðîåòñÿ.
Åñëè â ïðîöåññå ðàáîòû ïíåâìîñèñòåìû ïîòðåáëåíèå ñæàòîãî
âîçäóõà ñîêðàòèòñÿ, äàâëåíèå ð2 íåçíà÷èòåëüíî óâåëè÷èòñÿ, áëàãîäàðÿ
÷åìó âîçðàñòåò ñèëà äàâëåíèÿ, äåéñòâóþùàÿ ñíèçó íà äèàôðàãìó è
ïðîòèâîäåéñòâóþùàÿ óñèëèþ ïðóæèíû. Äèàôðàãìà è êëàïàí íà÷íóò
ïîäíèìàòüñÿ äî òåõ ïîð, ïîêà óñèëèå ïðóæèíû è ñèëà äàâëåíèÿ íå áóäóò
ñíîâà óðàâíîâåøåíû. Ðàñõîä âîçäóõà, ïðîõîäÿùåãî ÷åðåç êëàïàí, áóäåò
ñíèæàòüñÿ äî òåõ ïîð, ïîêà îí íå ïðèäåò â ñîîòâåòñòâèå ñ èíòåíñèâíîñòüþ
ïîòðåáëåíèÿ ñæàòîãî âîçäóõà, è íå óñòàíîâèòñÿ íåîáõîäèìîå âûõîäíîå
äàâëåíèå.
Åñëè â ïðîöåññå ðàáîòû ïíåâìîñèñòåìû ïîòðåáëåíèå ñæàòîãî
âîçäóõà âîçðàñòåò, äàâëåíèå ð2 íåçíà÷èòåëüíî ñíèçèòñÿ.  ðåçóëüòàòå
ýòîãî óìåíüøèòñÿ âåëè÷èíà óñèëèÿ, äåéñòâóþùåãî ñíèçó íà äèàôðàãìó
è ïðîòèâîäåéñòâóþùåãî óñèëèþ ïðóæèíû. Äèàôðàãìà è êëàïàí ñòàíóò
67
5. Подготовка воздуха
îïóñêàòüñÿ äî òåõ ïîð, ïîêà óñèëèå ïðóæèíû è ñèëà äàâëåíèÿ íå
óðàâíîâåñÿòñÿ ñíîâà. Áëàãîäàðÿ ýòîìó ðàñõîä âîçäóõà, ïðîõîäÿùåãî
÷åðåç êëàïàí, áóäåò óâåëè÷èâàòüñÿ, ïîêà íå ïðèäåò â ñîîòâåòñòâèå ñ
èíòåíñèâíîñòüþ ïîòðåáëåíèÿ ñæàòîãî âîçäóõà.
‘
¢²Á¿Âµ±³¼¶¾¹Ð


B
C
Ðèñ. 5.6. Èëëþñòðàöèÿ ôóíêöèè ñáðîñà èçáûòî÷íîãî äàâëåíèÿ
Ïðè îòñóòñòâèè ïîòðåáëåíèÿ ñæàòîãî âîçäóõà êëàïàí çàêðûò.
Âûõîäíîå äàâëåíèå ìîæåò ïðåâûñèòü íàñòðîåííóþ ñ ïîìîùüþ
ðåãóëÿòîðà âåëè÷èíó ïî ñëåäóþùèì ïðè÷èíàì:
 ïðè ïåðåíàñòðîéêå ðåãóëÿòîðà íà áîëåå íèçêîå âûõîäíîå äàâëåíèå
ïî æåëàíèþ ïîòðåáèòåëÿ
 èç-çà âîçíèêíîâåíèÿ âñòðå÷íîãî óñèëèÿ ñî ñòîðîíû îäíîãî èç
èñïîëíèòåëüíûõ ìåõàíèçìîâ,
 ýòîì ñëó÷àå äèàôðàãìà íà÷íåò ïîäíèìàòüñÿ è îòêðîåò êëàïàí
ñáðîñà äàâëåíèÿ, ÷òîáû èçëèøíåå äàâëåíèå ìîãëî áûòü ñáðîøåíî â
àòìîñôåðó ÷åðåç âûïóñêíîå îòâåðñòèå â êîðïóñå ðåãóëÿòîðà (ðèñ.5.6).
Q
Q
Q
¢¿¶µ¹¾¹Ã¶¼Í¾Ìº»±¾±¼
Ðèñ. 5.7. Óñòðîéñòâî ðåãóëÿòîðà ñ êîìïåíñàöèåé ïî ðàñõîäó
68
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
Ïðè î÷åíü áîëüøîì ðàñõîäå ïîòðåáëÿåìîãî âîçäóõà êëàïàí øèðîêî
îòêðûâàåòñÿ, â ðåçóëüòàòå ÷åãî ïðóæèíà çíà÷èòåëüíî ðàçæèìàåòñÿ
è îñëàáåâàåò. Èç-çà ýòîãî ðàâíîâåñèå ìåæäó óñèëèåì, ðàâíûì
ïðîèçâåäåíèþ âåëè÷èíû äàâëåíèÿ ð2 íà ïëîùàäü äèàôðàãìû, è óñèëèåì
ïðóæèíû (âñïîìíèì, ÷òî ýòî óñèëèå è îïðåäåëÿåò æåëàåìûé óðîâåíü
âûõîäíîãî äàâëåíèÿ) íàñòóïàåò ïðè áîëåå íèçêèõ çíà÷åíèÿõ p2.
Âîçíèêàåò ïðîáëåìà íèçêîé òî÷íîñòè ïîääåðæàíèÿ çàäàííîãî
óðîâíÿ äàâëåíèÿ: ñ óâåëè÷åíèåì ðàñõîäà ðåãóëÿòîð «ïåðåíàñòðàèâàåòñÿ»
íà áîëåå íèçêîå äàâëåíèå. Ýòó ïðîáëåìó ìîæíî óñòðàíèòü ïóòåì
ñîçäàíèÿ òðåòüåé êàìåðû, ñîîáùàþùåéñÿ ñ âûõîäíûì êàíàëîì
(ðèñ.5.7). Ïðè áîëüøîì ðàñõîäå âîçäóõà â ýòîì êàíàëå óñòàíàâëèâàåòñÿ
âûñîêàÿ ñêîðîñòü ïîòîêà âîçäóõà. Êàê óæå áûëî ñêàçàíî â ðàçäåëå 3,
ñ óâåëè÷åíèåì ñêîðîñòè ïîòîêà ñòàòè÷åñêîå äàâëåíèå â íåì ñíèæàåòñÿ
(çàêîí Áåðíóëëè). Èìåííî ýòî ñòàòè÷åñêîå äàâëåíèå è ïîäàåòñÿ â òðåòüþ
êàìåðó. Òàêèì îáðàçîì, íåïîñðåäñòâåííî íà äèàôðàãìó òåïåðü áóäåò
âîçäåéñòâîâàòü íå äàâëåíèå p2, à áîëåå íèçêîå ñòàòè÷åñêîå äàâëåíèå p3.
Îñëàáëåíèå óñèëèÿ ïðóæèíû ïðè áîëüøèõ ðàñõîäàõ êîìïåíñèðóåòñÿ
ñíèæåíèåì ñèëû äàâëåíèÿ, äåéñòâóþùåé ñíèçó íà äèàôðàãìó. Ýòî
ïîçâîëÿåò îáåñïå÷èòü äîñòàòî÷íóþ òî÷íîñòü ïîääåðæàíèÿ âûõîäíîãî
äàâëåíèÿ äàæå ïðè áîëüøèõ ðàñõîäàõ. Ýòîò ìåòîä ïîâûøåíèÿ òî÷íîñòè
ðåãóëèðîâàíèÿ íàçûâàåòñÿ Q-êîìïåíñàöèåé, èëè êîìïåíñàöèåé ïî
ðàñõîäó.
Òî÷íîñòü ðåãóëèðîâàíèÿ ìîæíî åùå áîëåå ïîâûñèòü, åñëè â
ñîåäèíèòåëüíûé êàíàë âñòàâèòü òðóáêó, êîòîðàÿ ñðåçàíà ïîä óãëîì è
îòâåðñòèåì îðèåíòèðîâàíà íà âûõîäíîé êàíàë (ðèñ. 5.8).
 ðåãóëÿòîðå, ïîêàçàííîì íà ðèñ. 5.7, èìååòñÿ îïðåäåëåííûé
íåäîñòàòîê: åñëè âõîäíîå äàâëåíèå ð1 âîçðàñòàåò, íà äíî êëàïàíà
âîçäåéñòâóåò áîëüøåå óñèëèå, êîòîðîå ñòðåìèòñÿ çàêðûòü êëàïàí.
Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî óâåëè÷åíèå âõîäíîãî äàâëåíèÿ âûçûâàåò ñíèæåíèå
âûõîäíîãî äàâëåíèÿ, è íàîáîðîò. Ýòîãî ìîæíî èçáåæàòü, óñòàíîâèâ
êëàïàí, èìåþùèé îäèíàêîâûå ïëîùàäè ïîâåðõíîñòåé, íà êîòîðûå
âîçäåéñòâóþò êàê âõîäíîå, òàê è âûõîäíîå äàâëåíèÿ â îáîèõ
íàïðàâëåíèÿõ. Ýòîò ïðèíöèï ðåàëèçîâàí â ðåãóëÿòîðå, èçîáðàæåííîì
íà ðèñ. 5.8.
Íàèáîëåå âàæíûìè êîíñòðóêòèâíûìè ýëåìåíòàìè òàêîãî êëàïàíà
ÿâëÿþòñÿ (ñì.ðèñ.5.8):
5. Подготовка воздуха
69
1. Регулировочный винт


‘
˜
’
“
”
•
–
2. Установочная пружина
3. Клапан сброса давления
4. Диафрагма
5. Камера компенсации по расходу
6. Соединительная трубка в системе
компенсации по расходу
7. Клапан
8. Уплотнительное кольцо в системе
компенсации по давлению
9. Пружина клапана
10. Уплотнительное кольцо в системе
компенсации по расходу
—
Ðèñ. 5.8. Ðåãóëÿòîð äàâëåíèÿ ñ ïîëíîé êîìïåíñàöèåé
Íà äèñêå êëàïàíà èìååòñÿ îòâåðñòèå (íà ðèñ.5.8 íå ïîêàçàíî), ÷åðåç
êîòîðîå âûõîäíîå äàâëåíèå ïðîíèêàåò â ïîëîñòü ïîä êëàïàíîì. Ýòî
ïîçâîëÿåò óðàâíÿòü ñèëû äàâëåíèÿ, äåéñòâóþùèå íà êëàïàí ñâåðõó è
ñíèçó. Â ðåçóëüòàòå âõîäíîå äàâëåíèå ð1 óæå íå âëèÿåò íà âûõîäíîå
äàâëåíèå ð2. Ýòîò ìåòîä ïîâûøåíèÿ òî÷íîñòè ðåãóëèðîâàíèÿ íàçûâàåòñÿ
P-êîìïåíñàöèåé, èëè êîìïåíñàöèåé ïî äàâëåíèþ. Êàê ïðàâèëî,
ñîâðåìåííûå ðåãóëÿòîðû äàâëåíèÿ èìåþò êîìïåíñàöèþ êàê ïî ðàñõîäó,
òàê è ïî äàâëåíèþ (ñì.ðèñ.5.8).
ÐÅÃÓËßÒÎÐ ÍÅÏÐßÌÎÃÎ ÄÅÉÑÒÂÈß
(Ñ ÏÈËÎÒÍÛÌ ÓÏÐÀÂËÅÍÈÅÌ)
Ðåãóëÿòîð íåïðÿìîãî äåéñòâèÿ (ðèñ.5.9) îáåñïå÷èâàåò ïîâûøåííóþ
òî÷íîñòü ðåãóëèðîâàíèÿ äàâëåíèÿ â øèðîêîì äèàïàçîíå çíà÷åíèé
ðàñõîäîâ âîçäóõà.
Ýòà òî÷íîñòü äîñòèãàåòñÿ çà ñ÷åò çàìåíû óñèëèÿ óñòàíîâî÷íîé
ïðóæèíû â ñòàíäàðòíîì ðåãóëÿòîðå íà óñèëèå, ñîçäàâàåìîå óïðàâëÿþùèì
äàâëåíèåì îò íåáîëüøîãî âñïîìîãàòåëüíîãî èëè óïðàâëÿþùåãî
ðåãóëÿòîðà (ïèëîòà), êîòîðûé ìîíòèðóåòñÿ â âåðõíåé ÷àñòè îñíîâíîãî
óñòðîéñòâà.
Âñïîìîãàòåëüíûé ðåãóëÿòîð ïîäàåò èëè ñáðàñûâàåò óïðàâëÿþùèé
ïîòîê âîçäóõà òîëüêî âî âðåìÿ êîððåêòèðîâêè âûõîäíîãî äàâëåíèÿ.
Áëàãîäàðÿ ýòîìó ðåãóëÿòîð ìîæåò ðàáîòàòü ñ î÷åíü áîëüøèìè çíà÷åíèÿìè
ðàñõîäà, ñîõðàíÿÿ ïðè ýòîì ìèíèìàëüíóþ äëèíó óñòàíîâî÷íîé ïðóæèíû.
70
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
Óñòðîéñòâî èñïîëüçóåòñÿ êàê ñòàáèëèçàòîð âûõîäíîãî äàâëåíèÿ.
¡¶´Ä¼¹Á¿³¿È¾±ÐÁÄÈ»±
¤Âñ¾¿³¿È¾±ÐÀÁÄ·¹¾±
›¼±À±¾Â²Á¿Â±µ±³¼¶¾¹ÐÁ¶´Ä¼ÐÿÁ±ÄÀÁ±³¼¶¾¹Ð
•¹±ÅÁ±´½±ÄÀÁ±³¼ÐÏʶ´¿Á¶´Ä¼ÐÿÁ±
›¼±À±¾Á¶´Ä¼ÐÿÁ±ÄÀÁ±³¼¶¾¹Ð
•¹±ÅÁ±´½±´¼±³¾¿´¿Á¶´Ä¼ÐÿÁ±
Q
Q
›¼±À±¾´¼±³¾¿´¿Á¶´Ä¼ÐÿÁ±
ÁÄ·¹¾±»¼±À±¾±´¼±³¾¿´¿Á¶´Ä¼ÐÿÁ±
¤ÂÃÁ¿ºÂó¿Â²Á¿Â±³ÌÆ¿µ¾¿´¿µ±³¼¶¾¹Ð
Ðèñ. 5.9. Ðåãóëÿòîð äàâëåíèÿ íåïðÿìîãî äåéñòâèÿ
ÔÈËÜÒÐ-ÐÅÃÓËßÒÎÐ
Ôèëüòð-ðåãóëÿòîð (ðèñ.5.10) ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé êîìáèíàöèþ
äâóõ óñòðîéñòâ – âîçäóøíîãî ôèëüòðà è ðåãóëÿòîðà äàâëåíèÿ â îäíîì
êîðïóñå, ÷òî ïîçâîëÿåò ýêîíîìèòü ðàáî÷åå ïðîñòðàíñòâî, çàíèìàåìîå
îáîðóäîâàíèåì.
ÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊÈ
Ðàçìåð ðåãóëÿòîðà âûáèðàåòñÿ òàêèì îáðàçîì, ÷òîáû íåîáõîäèìûé
äëÿ êîíêðåòíîãî âèäà îáîðóäîâàíèÿ ðàñõîä ñæàòîãî âîçäóõà
îáåñïå÷èâàëñÿ ïðè ìèíèìàëüíûõ êîëåáàíèÿõ óñòàíîâëåííîé âåëè÷èíû
äàâëåíèÿ â ïðåäåëàõ âñåãî äèàïàçîíà èçìåíåíèÿ âåëè÷èíû ðàñõîäà,
îáåñïå÷èâàåìîãî óñòðîéñòâîì.
Èçãîòîâèòåëè ïðåäîñòàâëÿþò ãðàôè÷åñêóþ èíôîðìàöèþ â âèäå
ðàñõîäíûõ õàðàêòåðèñòèê ñâîåãî îáîðóäîâàíèÿ. Íàèáîëåå âàæíîé
ÿâëÿåòñÿ äèàãðàììà ðàñõîä Q – äàâëåíèå ð2 (ðèñ.5.11).
Îíà ïîêàçûâàåò, êàê óìåíüøàåòñÿ äàâëåíèå ð2 ñ óâåëè÷åíèåì
ðàñõîäà (ðèñ. 5.11). Äàííàÿ êðèâàÿ èìååò òðè îò÷åòëèâî âûðàæåííûõ
ó÷àñòêà:
I – ðåçêîå ïàäåíèå äàâëåíèÿ, ñîîòâåòñòâóþùåå íåáîëüøîìó
“îêíó” â êëàïàíå, â ïðåäåëàõ êîòîðîãî ïîêà åùå íå óäàåòñÿ ïîíàñòîÿùåìó îáåñïå÷èòü íåîáõîäèìîå ðåãóëèðîâàíèå,
II – äèàïàçîí ðåãóëèðîâàíèÿ,
III – äèàïàçîí íàñûùåíèÿ: êëàïàí øèðîêî îòêðûò, è äàëüíåéøåå
ðåãóëèðîâàíèå íåâîçìîæíî.
71
5. Подготовка воздуха
•±³¼¶¾¹¶¾±³ÌÆ¿µ¶Q  ±
I
II
B
2 MNJO
Q ±
±µ¶¾¹¶µ±³¼¶¾¹ÐQ  ±
Q ±
Q ±
Q ±
C
Ðèñ. 5.10. Òèïîâîé
ôèëüòð-ðåãóëÿòîð
III
2 MNJO
Ðèñ. 5.11. Òèïîâûå õàðàêòåðèñòèêè
ðàñõîä/äàâëåíèå
à: ðåãóëÿòîð, b: ôèëüòð
ÎÏÐÅÄÅËÅÍÈÅ ÐÀÇÌÅÐÎÂ ÐÅÃÓËßÒÎÐÎÂ È ÔÈËÜÒÐÎÂ
Ðàçìåðû ýëåìåíòîâ, âõîäÿùèõ â êîìáèíàöèþ «ôèëüòð–ðåãóëÿòîð–
ìàñëîðàñïûëèòåëü» (ÔÐÌ) äîëæíû ñîîòâåòñòâîâàòü òðåáóåìîé
ïðîèçâîäèòåëüíîñòè. Äëÿ ðåãóëÿòîðîâ âåëè÷èíà ñðåäíåãî îáúåìíîãî
ðàñõîäà äîëæíà ïðèõîäèòüñÿ íà ñåðåäèíó äèàïàçîíà ðåãóëèðîâàíèÿ
(äèàïàçîí II íà ðèñ.5.11 à). Ðàçìåð ôèëüòðà îïðåäåëÿåòñÿ äîïóñòèìîé
âåëè÷èíîé ïåðåïàäà äàâëåíèÿ íà íåì. Äëÿ ðàáîòû ñòàíäàðòíîãî ôèëüòðàâëàãîîòäåëèòåëÿ (íå ïóòàòü ñ ìàãèñòðàëüíûì ôèëüòðîì) òðåáóåìûé
ìèíèìàëüíûé ïåðåïàä äàâëåíèÿ ñîñòàâëÿåò îêîëî 0,2 áàð. Îäíàêî â
ëþáîì ñëó÷àå ïðè ìàêñèìàëüíîì ðàñõîäå ïåðåïàä äàâëåíèÿ ñëåäóåò
ïîääåðæèâàòü íà óðîâíå ìåíåå 1 áàð.
Òàêèì îáðàçîì, ðàçìåð ÔÐÌ îïðåäåëÿåòñÿ ðàñõîäîì, à íå
ïðèñîåäèíèòåëüíûìè ðàçìåðàìè êîìïîíåíòîâ äàííîãî ïíåâìàòè÷åñêîãî
óçëà. Â ìîäóëüíûõ ñèñòåìàõ âñåãäà åñòü âîçìîæíîñòü ïîäîáðàòü
72
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
ïåðåõîäíèê â ñîîòâåòñòâèè ñ èìåþùèìñÿ ðàçìåðîì òðóáû.
ÑÌÀÇÊÀ ÏÍÅÂÌÀÒÈ×ÅÑÊÎÃÎ ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈß
Íà ñåãîäíÿøíèé äåíü äëÿ îñíîâíîé ìàññû ñîâðåìåííîãî
ïíåâìàòè÷åñêîãî îáîðóäîâàíèÿ ñìàçêà íå òðåáóåòñÿ, ïîñêîëüêó
çàëîæåííîé íà ñòàäèè èçãîòîâëåíèÿ ñìàçêè õâàòàåò íà âåñü ñðîê ñëóæáû.
Ñðîê ñëóæáû è òåõíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè òàêèõ ïíåâìàòè÷åñêèõ
óñòðîéñòâ
ïîëíîñòüþ
óäîâëåòâîðÿþò
òðåáîâàíèÿì,
êîòîðûå
ïðåäúÿâëÿþòñÿ ê ñîâðåìåííîìó ïðîèçâîäñòâåííîìó îáîðóäîâàíèþ,
ðàáîòàþùåìó ñ âûñîêîé èíòåíñèâíîñòüþ.
Ïðåèìóùåñòâà “íåñìàçûâàåìîãî” îáîðóäîâàíèÿ çàêëþ÷àþòñÿ â
ñëåäóþùåì:
à) ýêîíîìèÿ çàòðàò íà ñìàçî÷íîå îáîðóäîâàíèå, ñìàçî÷íîå ìàñëî, à
òàêæå íà îáñëóæèâàíèå ñìàçî÷íûõ ñèñòåì;
á) ïíåâìàòè÷åñêèå ñèñòåìû ñòàíîâÿòñÿ áîëåå ÷èñòûìè è,
ñëåäîâàòåëüíî, áîëåå ãèãèåíè÷íûìè, ÷òî îñîáåííî âàæíî äëÿ
ïèùåâîé è ôàðìàöåâòè÷åñêîé ïðîìûøëåííîñòè;
â) âîçäóõ â ðàáî÷åì ïîìåùåíèè ñòàíîâèòñÿ áîëåå ÷èñòûì, à çíà÷èò,
ïðåäñòàâëÿåò ìåíüøóþ óãðîçó äëÿ çäîðîâüÿ è áåçîïàñíîñòè
îáñëóæèâàþùåãî ïåðñîíàëà.
Òåì íå ìåíåå, íåêîòîðûå ïíåâìàòè÷åñêèå ýëåìåíòû âñå-òàêè òðåáóþò
ñìàçêè. Äëÿ îáåñïå÷åíèÿ ïîñòîÿííîé ñìàçêè òàêîãî îáîðóäîâàíèÿ â
ñæàòûé âîçäóõ ïðè ïîìîùè ìàñëîðàñïûëèòåëåé äîáàâëÿþò îïðåäåëåííîå
êîëè÷åñòâî ñìàçî÷íîãî ìàñëà.
ÏÐÎÏÎÐÖÈÎÍÀËÜÍÛÅ ÌÀÑËÎÐÀÑÏÛËÈÒÅËÈ
Ïðèíöèï ðàáîòû ìàñëîðàñïûëèòåëÿ çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî
ñîçäàâàåìûé â íåì ïåðåïàä äàâëåíèÿ, âåëè÷èíà êîòîðîãî ïðÿìî
ïðîïîðöèîíàëüíà âåëè÷èíå ðàñõîäà, çàñòàâëÿåò ìàñëî ïîäíèìàòüñÿ èç
ñòàêàíà ìàñëîðàñïûëèòåëÿ â ïðîçðà÷íûé êîëïà÷îê ïîäà÷è ìàñëà.
Ïðè ñòðîãî ôèêñèðîâàííîé ñòåïåíè ñóæåíèÿ ïîòîêà (èñïîëüçîâàíèè
ïîñòîÿííîãî äðîññåëÿ) ñëèøêîì âûñîêèé ðàñõîä âûçâàë áû ÷ðåçìåðíî
áîëüøîé ïåðåïàä äàâëåíèÿ è ïðèâåë áû ê òîìó, ÷òî â ñîñòàâå âîçäóøíîìàñëÿíîé ñìåñè îêàçàëîñü áû ñëèøêîì ìíîãî ìàñëà.
È íàîáîðîò, ïîíèæåííûé ðàñõîä íå ñìîã áû îáåñïå÷èòü äîñòàòî÷íûé
ïåðåïàä äàâëåíèÿ, â ðåçóëüòàòå ÷åãî âîçäóøíî-ìàñëÿíàÿ ñìåñü îêàçàëàñü
áû îáåäíåííîé.
Äëÿ ðåøåíèÿ ýòîé ïðîáëåìû íåîáõîäèìî, ÷òîáû ìàñëîðàñïûëèòåëè
èìåëè ñïåöèàëüíûå óñòðîéñòâà àâòîìàòè÷åñêîãî ðåãóëèðîâàíèÿ
âåëè÷èíû ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ äðîññåëÿ äëÿ ïîääåðæàíèÿ ïîñòîÿííîãî
ñîîòíîøåíèÿ êîìïîíåíòîâ â ñìåñè.
Âîçäóõ, ïîñòóïàþùèé ÷åðåç âõîäíîå îòâåðñòèå À (ðèñ.5.12),
ðàñõîäèòñÿ ïî äâóì íàïðàâëåíèÿì: ÷àñòü åãî ïðîõîäèò ÷åðåç ãèáêóþ
73
5. Подготовка воздуха
ïåðåãîðîäêó è âûâîäèòñÿ íàðóæó, à äðóãàÿ ÷àñòü ïîïàäàåò â ñòàêàí
ìàñëîðàñïûëèòåëÿ ÷åðåç íåáîëüøîé îáðàòíûé êëàïàí.
Ïðè îòñóòñòâèè ïîòîêà âîçäóõà äàâëåíèå áóäåò îäèíàêîâûì íàä
ïîâåðõíîñòüþ ìàñëà â ñòàêàíå, â ìàñëÿíîé òðóáêå è â ïðîçðà÷íîì
êîëïà÷êå ïîäà÷è ìàñëà. Ñîîòâåòñòâåííî, ïðè ýòîì íèêàêîãî ïåðåìåùåíèÿ
ìàñëà íå íàáëþäàåòñÿ.
Êàê òîëüêî âîçäóõ íà÷íåò ïðîõîäèòü ÷åðåç óñòðîéñòâî, ïðåïÿòñòâèå
â âèäå ãèáêîé ïåðåãîðîäêè âûçîâåò ïåðåïàä äàâëåíèÿ ìåæäó âõîäîì
è âûõîäîì ìàñëîðàñïûëèòåëÿ. ×åì âûøå ðàñõîä, òåì áîëüøå áóäåò
ïåðåïàä äàâëåíèÿ.
Ïîñêîëüêó ïðîçðà÷íûé êîëïà÷îê ïîäà÷è ìàñëà ÷åðåç êàïèëëÿðíûé
êàíàë ñîîáùàåòñÿ ñ çîíîé íèçêîãî äàâëåíèÿ, íà÷èíàþùåéñÿ ñðàçó
çà ïåðåãîðîäêîé, äàâëåíèå â êîëïà÷êå áóäåò ìåíüøå, ÷åì äàâëåíèå â
ñòàêàíå.
Ýòà ðàçíîñòü äàâëåíèé çàñòàâèò ìàñëî ïîäíèìàòüñÿ ïî òðóáêå â
êîëïà÷îê ÷åðåç îáðàòíûé êëàïàí è ðåãóëÿòîð ðàñõîäà.
Êàê òîëüêî ìàñëî îêàæåòñÿ â êîëïà÷êå, îíî íà÷íåò ÷åðåç
êàïèëëÿðíûé êàíàë ïðîñà÷èâàòüñÿ â ãëàâíûé âîçäóøíûé ïîòîê â òîì
ìåñòå, ãäå ñæàòûé âîçäóõ èìååò íàèáîëüøóþ ñêîðîñòü. Çäåñü ìàñëî
ðàçáèâàåòñÿ íà ìåëü÷àéøèå ÷àñòèöû äî ñîñòîÿíèÿ ìåëêîäèñïåðñíîé
ïûëè è ðàâíîìåðíî ñìåøèâàåòñÿ ñ âîçäóõîì çà ñ÷åò òóðáóëåíòíîñòè â
âèõðåâîé çîíå çà ãèáêîé ïåðåãîðîäêîé.
˜±¼¹³¾¿¶¿Ã³¶ÁÂù¶
Á¿¸Á±È¾Ìº»¿¼À±È¿»
À¿µ±È¹½±Â¼±
›±À¹¼¼ÐÁ¾Ìº
»±¾±¼
•Á¿Â¶¼ÍÀ¿µ±È¹½±Â¼±
"
”¹²»±ÐÀ¶Á¶´¿Á¿µ»±
Ÿ²Á±Ã¾Ìº»¼±À±¾
³Â¹Âö½¶À¿µ±È¹½±Â¼±
“¿¸µÄɾ̺
¿²Á±Ã¾Ìº»¼±À±¾
£ÁIJ»±µ¼ÐÀ¿µ±È¹½±Â¼±
¢Ã±»±¾
˜±Ê¹Ã¾±Ð¿²¿¼¿È»±
¥¹¼ÍÃÁ
¹¸À¿Á¿É»¿³¿º²Á¿¾¸Ì
Ðèñ. 5.12. Ïðîïîðöèîíàëüíûé ìàñëîðàñïûëèòåëü
Ïåðåãîðîäêà
èçãîòàâëèâàåòñÿ
èç
ýëàñòè÷íîãî
ìàòåðèàëà,
ïîçâîëÿþùåãî åé òåì áîëüøå èçãèáàòüñÿ, ÷åì âûøå ðàñõîä.  ðåçóëüòàòå
ýòîãî ïîïåðå÷íîå ñå÷åíèå âîçäóøíîé ñòðóè ìîæåò óìåíüøàòüñÿ è
74
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
óâåëè÷èâàòüñÿ, îáåñïå÷èâàÿ ïðîïîðöèîíàëüíîå ðåãóëèðîâàíèå ïåðåïàäà
äàâëåíèÿ è ïîääåðæèâàÿ òåì ñàìûì ïîñòîÿííîå ñîîòíîøåíèå âîçäóõà è
ìàñëà â ñìåñè.
Ðåãóëèðóåìûé äðîññåëü â ëèíèè ïîäà÷è ìàñëà ïîçâîëÿåò ðåãóëèðîâàòü
êîëè÷åñòâî ìàñëà ñ ó÷åòîì êîíêðåòíîé âåëè÷èíû ïåðåïàäà äàâëåíèÿ.
Åñëè ïîòîê ñæàòîãî âîçäóõà áóäåò âðåìåííî îñòàíîâëåí, îáðàòíûé
êëàïàí â ñèñòåìå ïîäà÷è ìàñëà “çàïðåò” ìàñëî â âåðõíåé ÷àñòè òðóáêè.
Âîçäóøíûé îáðàòíûé êëàïàí ïîçâîëÿåò äîëèâàòü ìàñëî â
ìàñëîðàñïûëèòåëü ïðè íàëè÷èè äàâëåíèÿ â ñèñòåìå, êîòîðàÿ ïðè ýòîì
ìîæåò ïðîäîëæàòü íîðìàëüíî ðàáîòàòü.
Òðåáóåìàÿ âåëè÷èíà ïîäà÷è ìàñëà çàâèñèò îò ðåæèìà ðàáîòû,
îäíàêî, îáû÷íî ñëåäóåò îðèåíòèðîâàòüñÿ íà îäíó èëè äâå êàïëè íà öèêë
ðàáîòû ìàøèíû.
Ðåêîìåíäóåòñÿ ïðèìåíÿòü ÷èñòîå ìèíåðàëüíîå ìàñëî (áåç
ïðèñàäîê) ñ âÿçêîñòüþ 32 ñÑò. Íåêîòîðûå êîìïàíèè ïî ïðîèçâîäñòâó
ñìàçî÷íûõ ìàñåë ïðåäëàãàþò ñïåöèàëüíûå ìàðêè äëÿ ïíåâìàòè÷åñêîãî
îáîðóäîâàíèÿ, îáëàäàþùèå âûñîêîé ñïîñîáíîñòüþ âïèòûâàòü âëàãó áåç
óòðàòû ñìàçî÷íûõ ñâîéñòâ.
ÁËÎÊÈ ÏÎÄÃÎÒÎÂÊÈ ÂÎÇÄÓÕÀ (ÔÐÌ)
Ôèëüòð, ðåãóëÿòîð äàâëåíèÿ è ìàñëîðàñïûëèòåëü ìîãóò áûòü
ñîåäèíåíû â åäèíûé ðàáî÷èé áëîê (ðèñ.5.13) ïðè ïîìîùè ïåðåõîäíèêîâ
è êðåïåæíûõ ýëåìåíòîâ.
±Â¼¿Á±ÂÀ̼¹Ã¶¼Í
¡¶´Ä¼ÐÿÁ
¥¹¼ÍÃÁ
Ðèñ. 5.13. Òèïîâîé áëîê ïîäãîòîâêè âîçäóõà
5. Подготовка воздуха
75
ÐÀÇÌÅÐÛ È ÌÎÍÒÀÆ
Ðàçìåðû ñáîðíîãî áëîêà äîëæíû âûáèðàòüñÿ èñõîäÿ èç âåëè÷èíû
ìàêñèìàëüíîãî ðàñõîäà, ïðåäóñìîòðåííîãî äëÿ ñèñòåìû. Íåîáõîäèìàÿ
èíôîðìàöèÿ îáû÷íî ïðåäîñòàâëÿåòñÿ èçãîòîâèòåëÿìè.
6. ÈÑÏÎËÍÈÒÅËÜÍÛÅ ÓÑÒÐÎÉÑÒÂÀ
Ðàáîòà,
âûïîëíÿåìàÿ
ïíåâìàòè÷åñêèìè
èñïîëíèòåëüíûìè
óñòðîéñòâàìè, ìîæåò ñîâåðøàòüñÿ ïîñðåäñòâîì ëèíåéíûõ ïåðåìåùåíèé,
óãëîâûõ ïåðåìåùåíèé ëèáî âðàùåíèÿ. Ëèíåéíîå ïåðåìåùåíèå
îáåñïå÷èâàåòñÿ ïîðøíåâûìè ïíåâìàòè÷åñêèìè öèëèíäðàìè, óãëîâîå
ñ óãëîì äî 270° (ñòàíäàðòíûé óãîë) - øèáåðíûì èëè ïîðøíåâûì
ïîâîðîòíûìè ïðèâîäàìè, à íåïðåðûâíîå âðàùåíèå îñóùåñòâëÿåòñÿ
ïîñðåäñòâîì ïíåâìîìîòîðîâ.
ÏÍÅÂÌÀÒÈ×ÅÑÊÈÅ ÖÈËÈÍÄÐÛ
Ïíåâìàòè÷åñêèå öèëèíäðû ðàçëè÷íûõ êîíñòðóêöèé ÿâëÿþòñÿ
íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåííûìè èñïîëíèòåëüíûìè óñòðîéñòâàìè â
ïíåâìàòè÷åñêèõ ñèñòåìàõ àâòîìàòè÷åñêîãî óïðàâëåíèÿ. Ñóùåñòâóþò
äâà áàçîâûõ òèïà ïíåâìàòè÷åñêèõ öèëèíäðîâ, íà îñíîâå êîòîðûõ
ðàçðàáàòûâàþòñÿ ñïåöèàëüíûå êîíñòðóêöèè:
 öèëèíäðû îäíîñòîðîííåãî äåéñòâèÿ ñ îäíèì ïîðòîì äëÿ
ñîâåðøåíèÿ ðàáî÷åãî õîäà â îäíîì íàïðàâëåíèè.
 öèëèíäðû äâóõñòîðîííåãî äåéñòâèÿ ñ äâóìÿ ïîðòàìè äëÿ
ñîâåðøåíèÿ ðàáî÷åãî õîäà â äâóõ íàïðàâëåíèÿõ.
ÖÈËÈÍÄÐ ÎÄÍÎÑÒÎÐÎÍÍÅÃÎ ÄÅÉÑÒÂÈß
Öèëèíäð îäíîñòîðîííåãî äåéñòâèÿ ìîæåò ñîâåðøàòü ðàáî÷åå
äâèæåíèå øòîêà òîëüêî â îäíîì íàïðàâëåíèè. Ýòî äâèæåíèå
îñóùåñòâëÿåòñÿ ïðè ïîäà÷å ñæàòîãî âîçäóõà â îäíó èç ïîëîñòåé, âòîðàÿ
ïîñòîÿííî ñîîáùàåòñÿ ñ àòìîñôåðîé. Îáðàòíî â èñõîäíîå ïîëîæåíèå
øòîê ïîðøíÿ âîçâðàùàåòñÿ ïîä äåéñòâèåì óñòàíîâëåííîé â öèëèíäðå
ïðóæèíû èëè çà ñ÷åò âíåøíèõ ñèë. Öèëèíäðû îäíîñòîðîííåãî äåéñòâèÿ
áûâàþò «òîëêàþùåãî» (ðèñ. 6.1) è «òÿíóùåãî» òèïà.  ïåðâîì ñëó÷àå
äàâëåíèå ïîäàåòñÿ â ïîðøíåâóþ ïîëîñòü (òó, ãäå îòñóòñòâóåò øòîê),
à øòîêîâàÿ ïîëîñòü (òà, ÷åðåç êîòîðóþ ïðîõîäèò øòîê) ñîåäèíåíà ñ
àòìîñôåðîé. Âî âòîðîì – íàîáîðîò.
6. Исполнительные устройства
¥¹¼ÍÃÁ
¹¸À¿Á¿É»¿³¿º²Á¿¾¸Ì
¤À¿Á
ÁÄ·¹¾±
77
¤Â¼¿³¾¿¶
¿²¿¸¾±È¶¾¹¶
¿Áɶ¾Í ³Â¹Âö½¶*40
Ðèñ. 6.1. Òèïîâîé öèëèíäð îäíîñòîðîííåãî äåéñòâèÿ “òîëêàþùåãî” òèïà
Öèëèíäðû îäíîñòîðîííåãî äåéñòâèÿ ïðèìåíÿþòñÿ â çàæèìíûõ è
ìàðêèðîâî÷íûõ óñòðîéñòâàõ, òîëêàòåëÿõ è ò.ï. Äëÿ íèõ õàðàêòåðíî
ìåíüøåå ïîòðåáëåíèå âîçäóõà ïî ñðàâíåíèþ ñ öèëèíäðàìè äâóñòîðîííåãî
äåéñòâèÿ àíàëîãè÷íûõ ðàçìåðîâ. Êðîìå òîãî, òàêèå öèëèíäðû íåñêîëüêî
ïðîùå êîíñòðóêòèâíî, òàê êàê â íèõ íå òðåáóåòñÿ óïëîòíåíèÿ ïîëîñòè,
ñîîáùàþùåéñÿ ñ àòìîñôåðîé (òðåáóåòñÿ ôèëüòðàöèÿ âîçäóõà íà âõîäå
â ïîëîñòü). Ñîîòâåòñòâåííî è ïîòåðè íà òðåíèå â òàêèõ ìåõàíèçìàõ
ìåíüøå, ÷åì â öèëèíäðàõ äâóñòîðîííåãî äåéñòâèÿ. Îäíàêî öèëèíäðû
îäíîñòîðîííåãî äåéñòâèÿ ìîãóò áûòü ïðèìåíåíû òîëüêî â òåõ ñëó÷àÿõ,
êîãäà óñèëèå, íåîáõîäèìîå äëÿ âîçâðàòà çàæèìíûõ ýëåìåíòîâ â
èñõîäíîå ïîëîæåíèå, ñðàâíèòåëüíî íåâåëèêî è ìîæåò áûòü îáåñïå÷åíî
ïðóæèíîé, ïðè ýòîì íè óñèëèå, íè ñêîðîñòü îáðàòíîãî õîäà íå ìîãóò
áûòü èçìåíåíû. Êðîìå òîãî, â öèëèíäðàõ îäíîñòîðîííåãî äåéñòâèÿ
÷àñòü ïîëåçíîé ìîùíîñòè ðàñõîäóåòñÿ íà ñæàòèå âîçâðàòíîé ïðóæèíû.
Íàëè÷èå ïðóæèíû ïðèâîäèò òàêæå ê óâåëè÷åíèþ îáùåé äëèíû
öèëèíäðà, îãðàíè÷èâàåò äëèíó ðàáî÷åãî õîäà ïîðøíÿ.
ÖÈËÈÍÄÐ ÄÂÓÕÑÒÎÐÎÍÍÅÃÎ ÄÅÉÑÒÂÈß
¤À¼¿Ã¾¶¾¹¶±Â¼¿Â˶½¾¿¶»¿¼ÍÇ¿
ŸÀ¿Á±Â»¿¼Í·¶¾¹ÐÉÿ»±
¤Â¼¿³¾¿¶
¿²¿¸¾±È¶¾¹¶
³Â¹Âö½¶*40
Ðèñ.6.2. Òèïîâîé öèëèíäð äâóõñòîðîííåãî äåéñòâèÿ
 òàêèõ èñïîëíèòåëüíûõ óñòðîéñòâàõ (ðèñ.6.2) îñåâîå óñèëèå
ïåðåäàåòñÿ êàê â íàïðàâëåíèè âûäâèæåíèÿ, òàê è â íàïðàâëåíèè
âòÿãèâàíèÿ øòîêà, ïîñêîëüêó äàâëåíèå ñæàòîãî âîçäóõà ïðèêëàäûâàåòñÿ
78
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
ïîïåðåìåííî òî ñ îäíîé, òî ñ äðóãîé ñòîðîíû ïîðøíÿ. Êàæäîå
èç äâèæåíèé ïîðøíÿ (âòÿãèâàþùåå è òîëêàþùåå) ìîæåò áûòü
èñïîëüçîâàíî êàê ðàáî÷åå. Îñåâîå óñèëèå ïðè âòÿãèâàíèè ìåíüøå,
÷åì ïðè âûäâèæåíèè, âñëåäñòâèå ìåíüøåé ïîëåçíîé ïëîùàäè ïîðøíÿ,
îäíàêî äàííîå îáñòîÿòåëüñòâî èìååò çíà÷åíèå òîëüêî â òîì ñëó÷àå, åñëè
öèëèíäð äîëæåí “òÿíóòü” îäíó è òó æå íàãðóçêó â îáîèõ íàïðàâëåíèÿõ.
ÓÑÒÐÎÉÑÒÂÎ ÖÈËÈÍÄÐÀ
Óñòðîéñòâî öèëèíäðà äâóõñòîðîííåãî äåéñòâèÿ ïîêàçàíî íà ðèñ.6.3.
¶Á¶µ¾ÐлÁÌÉ»±
Á¹Â¿¶µ¹
¾¹Ã¶¼Í¾¿¶
¿Ã³¶ÁÂù¶
¤À¼¿Ã¾¶¾¹¶
±Â¼¿Â˶½¾¿¶
»¿¼ÍÇ¿
¤À¼¿Ã¾¶¾¹¶ ¤À¼¿Ã¾¶¾¹¶
À¿ÁɾР±´¾¹Ã¾¿¶ ž±ÀÁ±³¼ÐÏʶ¶
´¹¼Í¸Ì
”¹¼Í¸±
»¿¼ÍÇ¿
»¿¼ÍÇ¿
˜±µ¾ÐлÁÌÉ»±
ǹ¼¹¾µÁ±
©Ã¿»À¿ÁɾÐ
¤Â¼¿³¾¿¶¿²¿¸¾±È¶¾¹¶
³Â¹Âö½¶*40
¤À¼¿Ã¾¶¾¹¶
µ¶½ÀŶÁ±
“Ãļ»±
¢Ãз¾±Ð
µ¶½ÀŶÁ± ÉÀ¹¼Í»±
”±º»±ÂÃз¾¿º
ÉÀ¹¼Í»¹
Ðèñ. 6.3. Êîíñòðóêöèÿ öèëèíäðà äâóõñòîðîííåãî äåéñòâèÿ ñ
äåìïôèðîâàíèåì â êîíöå õîäà. Ãåðìåòè÷íîñòü ïíåâìàòè÷åñêîãî
öèëèíäðà îáåñïå÷èâàåòñÿ ðàçëè÷íûìè òèïàìè óïëîòíåíèé
Ãèëüçà îáû÷íî èçãîòàâëèâàåòñÿ èç áåñøîâíîé òðóáû, âíóòðåííÿÿ
ðàáî÷àÿ ïîâåðõíîñòü êîòîðîé òåðìè÷åñêè è õèìè÷åñêè îáðàáîòàíà è
îòïîëèðîâàíà ñ öåëüþ ñâåäåíèÿ ê ìèíèìóìó òðåíèÿ. Òîðöåâûå êðûøêè
îòëèâàþòñÿ èç àëþìèíèåâîãî ñïëàâà èëè êîâêîãî ÷óãóíà. Îíè ìîãóò
êðåïèòüñÿ ïðè ïîìîùè ñòÿæíûõ øïèëåê, ââîðà÷èâàòüñÿ â òðóáó
ãèëüçû íà ðåçüáå èëè, ïðè ìàëûõ ðàçìåðàõ öèëèíäðîâ, îáæèìàòüñÿ
(çàâàëüöîâûâàòüñÿ).
Äëÿ ðàáîòû â õèìè÷åñêè àãðåññèâíûõ èëè îïàñíûõ óñëîâèÿõ êîðïóñ
öèëèíäðà ìîæåò èçãîòàâëèâàòüñÿ èç àëþìèíèÿ, ëàòóíè, áðîíçû èëè
íåðæàâåþùåé ñòàëè.
ÄÅÌÏÔÈÐÎÂÀÍÈÅ
Ïíåâìàòè÷åñêèå öèëèíäðû ðàáîòàþò ñ î÷åíü áîëüøîé ñêîðîñòüþ,
è ïîýòîìó â êîíöå èõ õîäà âîçíèêàþò çíà÷èòåëüíûå óäàðíûå óñèëèÿ.
Íåáîëüøèå öèëèíäðû ÷àùå âñåãî èìåþò óïðóãèå äåìïôåðû (íàïðèìåð,
6. Исполнительные устройства
79
èç ðåçèíû) äëÿ ïîãàøåíèÿ óäàðîâ è ïðåäîõðàíåíèÿ öèëèíäðîâ îò
ïîâðåæäåíèÿ.
¡¶´Ä¼¹Á¿³¿È¾Ìº³¹¾Ã
Ðèñ. 6.4. Ïðèíöèï ïíåâìàòè÷åñêîãî äåìïôèðîâàíèÿ
 áîëüøèõ öèëèíäðàõ ýíåðãèÿ óäàðà ìîæåò ïîãëîùàòüñÿ ïðè ïîìîùè
ïíåâìàòè÷åñêîãî äåìïôåðà, êîòîðûé çàìåäëÿåò ñêîðîñòü ïîðøíÿ â
êîíöå õîäà. Áëèæå ê êîíöó õîäà ýòîò äåìïôåð îòñåêàåò íåêîòîðîå
êîëè÷åñòâî îòâîäèìîãî âîçäóõà è îáåñïå÷èâàåò åãî ìåäëåííîå èñòå÷åíèå
÷åðåç ðåãóëèðóåìûé èãîëü÷àòûé äðîññåëü (ðèñ. 6.4).
Íîðìàëüíûé ïðîõîä îòâîäèìîãî âîçäóõà ê âûïóñêíîìó îòâåðñòèþ
ïåðåêðûâàåòñÿ, êàê òîëüêî ãèëüçà äåìïôåðà äîéäåò äî óïëîòíåíèÿ
(ìàíæåòû), â ðåçóëüòàòå ÷åãî âîçäóõ ñìîæåò âûõîäèòü òîëüêî
÷åðåç ðåãóëèðóåìîå îòâåðñòèå äðîññåëÿ. Îòñå÷åííûé äåìïôåðîì
âîçäóõ ñæèìàåòñÿ äî ñðàâíèòåëüíî áîëüøîé âåëè÷èíû äàâëåíèÿ
(ïðîòèâîäàâëåíèå), áëàãîäàðÿ ÷åìó ïðîèñõîäèò òîðìîæåíèå ïîðøíÿ.
Ïðè äâèæåíèè ïîðøíÿ â îáðàòíîì íàïðàâëåíèè óïëîòíåíèå
äåìïôåðà ðàáîòàåò êàê îáðàòíûé êëàïàí, îáåñïå÷èâàÿ ïðîõîä âîçäóõà
ê ïîðøíþ. Âìåñòå ñ òåì, óïëîòíåíèå îãðàíè÷èâàåò ðàñõîä âîçäóõà è
óìåíüøàåò óñêîðåíèå ïîðøíÿ. Èìåííî ïîýòîìó ðàáî÷èé õîä äåìïôåðà
äîëæåí áûòü êàê ìîæíî êîðî÷å.
Ïðè î÷åíü áîëüøèõ èíåðöèîííûõ íàãðóçêàõ èëè âûñîêèõ ñêîðîñòÿõ
ïåðåìåùåíèÿ ïîðøíÿ òðåáóåòñÿ åùå è íàðóæíûé äåìïôåð. Òàê, åñëè
êèíåòè÷åñêàÿ ýíåðãèÿ ïîðøíÿ, øòîêà è äâèæóùèõñÿ âìåñòå ñ íèìè ÷àñòåé
ìåõàíèçìà ïðåâûøàåò äîïóñòèìûé óðîâåíü, ñëåäóåò ïðåäóñìîòðåòü
íàðóæíûé ìåõàíè÷åñêèé àìîðòèçàòîð.
ÑÏÅÖÈÀËÜÍÛÅ ÝËÅÌÅÍÒÛ ÊÎÍÑÒÐÓÊÖÈÈ ÖÈËÈÍÄÐÎÂ
ÄÂÓÕÑÒÎÐÎÍÍÈÉ ØÒÎÊ
Äâóõñòîðîííèé øòîê óñòàíàâëèâàåòñÿ â äâóõ îïîðàõ, ðàñïîëîæåííûõ
íà áîëüøîì ðàññòîÿíèè äðóã îò äðóãà, ÷òî äåëàåò ïíåâìàòè÷åñêèé
öèëèíäð áîëåå óñòîé÷èâûì ê áîêîâûì íàãðóçêàì. Ýòîò òèï öèëèíäðà
÷àñòî âûïîëíÿåòñÿ ñ íåïîäâèæíî çàêðåïëåííûì øòîêîì, îòíîñèòåëüíî
80
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
êîòîðîãî ïåðåìåùàåòñÿ ñàì êîðïóñ öèëèíäðà, ñîâåðøàÿ ïðè ýòîì
íåîáõîäèìóþ ðàáîòó.
¤Â¼¿³¾¿¶¿²¿¸¾±È¶¾¹¶
³Â¹Âö½¶*40
Ðèñ. 6.5. Öèëèíäð ñ äâóõñòîðîííèì øòîêîì
ÇÀÙÈÙÅÍÍÛÉ ÎÒ ÏÐÎÂÎÐÀ×ÈÂÀÍÈß ØÒÎÊ
Øòîê ñòàíäàðòíîãî öèëèíäðà ìîæåò íåçíà÷èòåëüíî ïðîâîðà÷èâàòüñÿ,
òàê êàê îí íå èìååò íàïðàâëÿþùåãî ýëåìåíòà, ïðåäîòâðàùàþùåãî
âðàùåíèå. Ïîýòîìó íåïîñðåäñòâåííî íà øòîêå íåëüçÿ çàêðåïëÿòü
èíñòðóìåíò, íàïðèìåð, íîæ.
 ñëó÷àÿõ, êîãäà íåîáõîäèìà ôèêñàöèÿ øòîêà â îïðåäåëåííîì
óãëîâîì ïîëîæåíèè, ìîæåò áûòü ïðèìåíåí ïíåâìàòè÷åñêèé öèëèíäð ñ
çàùèùåííûì îò ïðîâîðà÷èâàíèÿ øòîêîì. Êàê ïîêàçàíî íà ðèñ. 6.6,
øòîê óäåðæèâàåòñÿ îò ïðîâîðà÷èâàíèÿ çà ñ÷åò íàëè÷èÿ íà íåì äâóõ
ïëîñêèõ ôàñîê è íàïðàâëÿþùåãî ýëåìåíòà.
Ðèñ. 6.6. Çàùèùåííûé îò ïðîâîðà÷èâàíèÿ øòîê
Íà ðèñóíêå ïîêàçàíî âîçäåéñòâèå íà øòîê êðóòÿùåãî ìîìåíòà,
ñîçäàþùåãî áîëüøèå óñèëèÿ íà êðîìêàõ ïðîôèëÿ øòîêà, êîòîðûå
ìîãóò ïîâðåäèòü øòîê ïðè äëèòåëüíîé ýêñïëóàòàöèè. Ïîýòîìó òàêèå
öèëèíäðû, êàê ïðàâèëî, íå ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ ðàáîòû â óñëîâèÿõ
ïðèëîæåíèÿ ñóùåñòâåííîãî êðóòÿùåãî ìîìåíòà ê øòîêó.
81
6. Исполнительные устройства
ÑÄÂÎÅÍÍÛÉ ØÒÎÊ
""
"
ž¶¿Å¹Ç¹±¼Í¾¿¶
ļ¿³¾¿¶
¿²¿¸¾±È¶¾¹¶
¤Â¼¿³¾¿¶
¿²¿¸¾±È¶¾¹¶
³Â¹Âö½¶*40
"
Ðèñ. 6.7. Öèëèíäð ñî ñäâîåííûì øòîêîì
ÏËÎÑÊÈÉ ÖÈËÈÍÄÐ
Îáû÷íûé öèëèíäð èìååò ïðÿìîóãîëüíûå êðûøêè è ãèëüçó, êàê
ïðàâèëî, êðóãëîãî ñå÷åíèÿ. Ïðè ñïëþùèâàíèè êðóãëîãî ñå÷åíèÿ äî
îòíîñèòåëüíî äëèííîãî ïðÿìîóãîëüíèêà ñ çàêðóãëåííûìè óãëàìè
(ðèñ.6.8) ðàçâèâàåìîå öèëèíäðîì óñèëèå ñîõðàíÿåòñÿ (ïëîùàäü òà
æå). Îäíàêî ïîÿâëÿåòñÿ ïðåèìóùåñòâî, âûðàæàþùååñÿ â ýêîíîìèè
ìîíòàæíîãî ïðîñòðàíñòâà, êîãäà òàêèå öèëèíäðû ñîåäèíÿþòñÿ âìåñòå, è
øòîê âñåãäà çàùèùåí îò ïðîâîðîòà.
""
"
¤Â¼¿³¾¿¶
¿²¿¸¾±È¶¾¹¶
³Â¹Âö½¶*40
"
Ðèñ. 6.8 Ïëîñêèé öèëèíäð
ÒÀÍÄÅÌ-ÖÈËÈÍÄÐ
Òàíäåì-öèëèíäð (ðèñ.6.9) ñîñòîèò èç äâóõ öèëèíäðîâ äâóõñòîðîííåãî
äåéñòâèÿ, èìåþùèõ îáùèé øòîê è îáðàçóþùèõ åäèíûé àãðåãàò.
¤Â¼¿³¾¿¶¿²¿¸¾±È¶¾¹¶
³Â¹Âö½¶*40
Ðèñ. 6.9. Òàíäåì-öèëèíäð
Çà ñ÷åò îäíîâðåìåííîé ïîäà÷è äàâëåíèÿ â ïîëîñòè îáîèõ öèëèíäðîâ
82
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
âûõîäíîå óñèëèå óâåëè÷èâàåòñÿ ïðàêòè÷åñêè âäâîå ïî ñðàâíåíèþ ñî
ñòàíäàðòíûì öèëèíäðîì òàêîãî æå äèàìåòðà. Òàíäåì-öèëèíäð ñîçäàåò
áîëüøåå óñèëèå ïðè íåèçìåííîì äèàìåòðå öèëèíäðà è, ñëåäîâàòåëüíî,
ïðèìåíÿåòñÿ òàì, ãäå ïðîñòðàíñòâî äëÿ ìîíòàæà îãðàíè÷åíî â ïîïåðå÷íîì
íàïðàâëåíèè.
ÌÍÎÃÎÏÎÇÈÖÈÎÍÍÛÉ ÖÈËÈÍÄÐ
Äâà êîíå÷íûõ ïîëîæåíèÿ ïîðøíÿ ñòàíäàðòíîãî öèëèíäðà - ýòî
äâå ôèêñèðîâàííûå ïîçèöèè. Åñëè ïî óñëîâèÿì ðàáîòû íåîáõîäèìî
èìåòü íåñêîëüêî ðàçëè÷íûõ ôèêñèðîâàííûõ ïîçèöèé, òî â ýòîì ñëó÷àå
èñïîëüçóåòñÿ êîìáèíàöèÿ èç äâóõ öèëèíäðîâ äâóñòîðîííåãî äåéñòâèÿ.
Ìîæíî âûäåëèòü äâà ïðèíöèïà óñòðîéñòâà ìíîãîïîçèöèîííûõ
öèëèíäðîâ:
Äëÿ ðåàëèçàöèè òðåõïîçèöèîííîé ñõåìû òðåáóåòñÿ êîíñòðóêöèÿ,
èçîáðàæåííàÿ íà ðèñ.6.10-a. Òàêàÿ êîíñòðóêöèÿ îáåñïå÷èâàåò
ïîëüçîâàòåëþ âîçìîæíîñòü æåñòêî ôèêñèðîâàòü øòîê öèëèíäðà â ëþáîì
èç òðåõ âîçìîæíûõ ïîëîæåíèé. Ýòîò âàðèàíò ÷àùå âñåãî èñïîëüçóåòñÿ
äëÿ ðåàëèçàöèè âåðòèêàëüíûõ ïåðåìåùåíèé, íàïðèìåð, â ðàçëè÷íîãî
ðîäà ìàíèïóëÿòîðàõ.
B
C
•¼¹¾±Æ¿µ±
¿¼¿·¶¾¹Ð
¤Â¼¿³¾¿¶¿²¿¸¾±È¶¾¹¶
³Â¹Âö½¶*40
Ðèñ. 6.10. Òðåõ- è ÷åòûðåõïîçèöèîííûé ïíåâìàòè÷åñêèé öèëèíäð
Ñëåäóþùàÿ êîíñòðóêòèâíàÿ ñõåìà çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî äâà
íåçàâèñèìûõ öèëèíäðà ñ ðàçëè÷íûìè äëèíàìè ðàáî÷åãî õîäà ñòûêóþòñÿ
ìåæäó ñîáîé çàäíèìè êðûøêàìè. Òàêàÿ êîìáèíàöèÿ ïîçâîëÿåò ïîëó÷èòü
÷åòûðå ðàçëè÷íûõ ôèêñèðîâàííûõ ïîëîæåíèÿ (ñì. ðèñ.6.10-b), íî ïðè
ýòîì ñàìè öèëèíäðû íåâîçìîæíî æåñòêî çàôèêñèðîâàòü. Ñî÷åòàíèå
òðåõ öèëèíäðîâ ñ ðàçëè÷íîé äëèíîé õîäà äàåò âîçìîæíîñòü ðåàëèçîâàòü
8 ïîëîæåíèé, à ñî÷åòàíèå ÷åòûðåõ öèëèíäðîâ – 16 ïîëîæåíèé. Íî ïðè
ýòîì âîçíèêàåò äîâîëüíî çàìûñëîâàòàÿ ñòðóêòóðà, â ïðîöåññå ðàáîòû
83
6. Исполнительные устройства
êîòîðîé äâèæåíèå öèëèíäðîâ â
îêàçûâàåòñÿ î÷åíü íåñòàáèëüíûì.
ïðîòèâîïîëîæíûõ
íàïðàâëåíèÿõ
ÌÎÍÒÀÆ ÖÈËÈÍÄÐÎÂ
Äëÿ ïðàâèëüíîãî ìîíòàæà öèëèíäðîâ ïðîèçâîäèòåëè ïðåäëàãàþò
íà âûáîð íåñêîëüêî ðàçëè÷íûõ âàðèàíòîâ êðåïëåíèé, ïîçâîëÿþùèõ
óäîâëåòâîðèòü ëþáûå òðåáîâàíèÿ, âêëþ÷àÿ ïîâîðîòíîå äâèæåíèå ñ
èñïîëüçîâàíèåì êà÷àþùèõñÿ îïîð (ðèñ.6.11).
¿¾Ã±·¾±À¶Á¶µ¾¶º»ÁÌÉ»¶
¿¾Ã±·¾±À¶Á¶µ¾¶º»ÁÌÉ»¶
»Á¶À¼¶¾¹¶»´±º»±½ÂÃз¾ÌÆÉÀ¹¼¶»
Á¶¸Í²±¾±»ÁÌÉ»¶
¿¾Ã±·
¾±¿À¿Á¾ÌƼ±À±Æ
¿¾Ã±·¾±À¶Á¶µ¾¶½Å¼±¾Ç¶
¿¾Ã±·¾±¸±µ¾¶½Å¼±¾Ç¶
¿¾Ã±·¾±¸±µ¾¶ºÀÁ¿Äɹ¾¶
¿¾Ã±·¾±Ç±ÀŶ
Ðèñ. 6.11. Ðàçëè÷íûå ñïîñîáû ìîíòàæà öèëèíäðîâ
ØÀÐÎÂÛÅ ØÀÐÍÈÐÛ
Äëÿ êîìïåíñàöèè íåèçáåæíî âîçíèêàþùèõ ïåðåêîñîâ è ñìåùåíèé
ìåæäó íàïðàâëåíèåì óñèëèÿ íà øòîêå è íàïðàâëåíèåì ïåðåìåùåíèÿ
íàãðóçêè óñòàíàâëèâàåòñÿ øàðîâîé øàðíèð íà êîíöå øòîêà (ðèñ.6.12).
Ðèñ. 6.12. Øàðîâîé øàðíèð
84
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
ÓÑÒÎÉ×ÈÂÎÑÒÜ Ê ÏÐÎÄÎËÜÍÎÌÓ ÈÇÃÈÁÓ
Åñëè ê øòîêó öèëèíäðà ïðèëîæåíî ÷ðåçìåðíîå îñåâîå óñèëèå ñæàòèÿ,
íåîáõîäèìî ïðèíèìàòü âî âíèìàíèå âîçìîæíîñòü âîçíèêíîâåíèÿ åãî
ïðîäîëüíîãî èçãèáà. Î âåðîÿòíîñòè ÷ðåçìåðíîãî óñèëèÿ ñæàòèÿ ìîæíî
ãîâîðèòü, åñëè:
1) èìååò ìåñòî ñæèìàþùàÿ íàãðóçêà,
2) íàãðóæàåìàÿ äåòàëü, ò.å. øòîê öèëèíäðà, èìååò áîëüøóþ äëèíó
è ìàëûé äèàìåòð.
Ñòåïåíü óñòîé÷èâîñòè ê ïðîäîëüíîìó èçãèáó çàâèñèò â îñíîâíîì îò
ñïîñîáà ìîíòàæà (ðèñ.6.13):
Ðèñ. 6.13. ×åòûðå âàðèàíòà ìîíòàæà:
1. Öèëèíäð æåñòêî çàôèêñèðîâàí ñ îäíîé ñòîðîíû è ñâîáîäåí ñ äðóãîé.
2. Øàðíèðû ñ îáåèõ ñòîðîí.
3. Öèëèíäð æåñòêî çàôèêñèðîâàí ñ îäíîé ñòîðîíû
è çàêðåïëåí íà øàðíèðå ñ äðóãîé.
4. Öèëèíäð æåñòêî çàôèêñèðîâàí ñ îáåèõ ñòîðîí
Óêàçàííûå ñïîñîáû ìîíòàæà ïðèìåíÿþòñÿ â òîì ñëó÷àå, åñëè
öèëèíäð ïðåäíàçíà÷åí äëÿ ïîäúåìà èëè òîëêàíèÿ ãðóçà.  ýòîì ñëó÷àå
öèëèíäð ïîäâåðãàåòñÿ ñæèìàþùåé íàãðóçêå. Åñëè äëèíà ðàáî÷åãî õîäà
ïðåâûøàåò çíà÷åíèå, çàôèêñèðîâàííîå â òåõíè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèêàõ
öèëèíäðà, òî øòîê ìîæåò èçîãíóòüñÿ âáîê, è ïîðøåíü çàêëèíèò,
÷òî âûâåäåò èç ñòðîÿ öèëèíäð. Âî èçáåæàíèå íåîïðàâäàííûõ çàòðàò
âðåìåíè è ñðåäñòâ íåîáõîäèìî ñâåðÿòü äëèíó õîäà øòîêà ñ “òàáëèöåé
6. Исполнительные устройства
85
çíà÷åíèé êðèòè÷åñêîé äëèíû äëÿ ïðîäîëüíîãî èçãèáà”, êîòîðàÿ èìååòñÿ
â êàòàëîãàõ, èçäàâàåìûõ ïðîèçâîäèòåëÿìè ïíåâìîîáîðóäîâàíèÿ.
Äëÿ ïðåäâàðèòåëüíûõ îöåíîê ìîæíî âîñïîëüçîâàòüñÿ ýìïèðè÷åñêèì
ïðàâèëîì:
Длина рабочего хода цилиндра с внутренним диаметром
свыше 50 мм не должна превышать величину диаметра
цилиндра более, чем в три раза, а для цилиндров
меньшего диаметра – больше, чем в пять раз
Ýòî ïðàâèëî îòíîñèòñÿ ê öèëèíäðàì, “òîëêàþùåãî” òèïà.
ÐÀÁÎ×ÈÅ ÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊÈ
ÏÍÅÂÌÀÒÈ×ÅÑÊÎÃÎ ÖÈËÈÍÄÐÀ
ÐÀÁÎ×ÅÅ ÓÑÈËÈÅ
ÒÅÎÐÅÒÈ×ÅÑÊÎÅ ÓÑÈËÈÅ
Ëèíåéíûå öèëèíäðû èìåþò ñëåäóþùèå ñòàíäàðòíûå äèàìåòðû,
ðåêîìåíäóåìûå ìåæäóíàðîäíîé îðãàíèçàöèåé ïî ñòàíäàðòèçàöèè (ISO):
8, 10, 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100,
125, 140, 160, 200, 250, 320 ìì.
Óñèëèå, ðàçâèâàåìîå öèëèíäðîì, çàâèñèò îò äèàìåòðà ïîðøíÿ,
ðàáî÷åãî äàâëåíèÿ âîçäóõà è ñîïðîòèâëåíèÿ ñèë òðåíèÿ. Ïðè
îïðåäåëåíèè òåîðåòè÷åñêîãî óñèëèÿ ðàññìàòðèâàþò òîëüêî îñåâîå óñèëèå
íà íåïîäâèæíîì ïîðøíå, à òðåíèåì ïðåíåáðåãàþò. Òåîðåòè÷åñêîå óñèëèå
ðàññ÷èòûâàåòñÿ ïî ôîðìóëå:
Óñèëèå (Í) = Ïëîùàäü ïîðøíÿ (ì2) · äàâëåíèå âîçäóõà (Í/ì2)
Äëÿ öèëèíäðà äâóõñòîðîííåãî äåéñòâèÿ:
Äëÿ ïðÿìîãî õîäà øòîêà (âûäâèãàíèå):
FE = (/4)·D2·p
ãäå (D – äèàìåòð ïîðøíÿ, p – ðàáî÷åå (ìàíîìåòðè÷åñêîå) äàâëåíèå)
Äëÿ îáðàòíîãî õîäà øòîêà (âòÿãèâàíèå):
FR = (/4)·(D2 - d2)·p
ãäå (d – äèàìåòð øòîêà ïîðøíÿ)
Äëÿ öèëèíäðà îäíîñòîðîííåãî äåéñòâèÿ:
FE s = (p/4)·D2·p - FS
86
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
ãäå FS – óñèëèå ïðóæèíû â êîíöå õîäà.
Äëÿ âûáîðà ðàçìåðîâ öèëèíäðà ãîðàçäî óäîáíåå è áûñòðåå
ïîëüçîâàòüñÿ ãðàôèêîì, èçîáðàæåííûì íà ðèñ.6.14 è ïîêàçûâàþùèì
òåîðåòè÷åñêîå óñèëèå äëÿ 10, 7 è 5 áàð, èëè âîñïîëüçîâàòüñÿ ëþáîé
äðóãîé ïîäîáíîé èíôîðìàöèåé, ïðåäîñòàâëÿåìîé ïðîèçâîäèòåëÿìè
(íàïðèìåð, òàáëèöàìè).
Ïðèìåð:
Òðåáóåòñÿ îïðåäåëèòü òåîðåòè÷åñêèé ðàçìåð öèëèíäðà, ðàáîòàþùåãî
ïðè äàâëåíèè 6 áàð, êîòîðûé äîëæåí ñîçäàâàòü çàæèìíîå óñèëèå â
1600 Í.
Óñèëèå íà ïîðøíå ïðè âûäâèæåíèè:
SD2
FE†R
4
Ïîñëå ïðåîáðàçîâàíèÿ ïîëó÷àåì:
D=
†
= 0,0583 = 58,3 ìì
S†
FE
=
Sp
Äëÿ äàííûõ óñëîâèé äîëæåí áûòü âûáðàí äèàìåòð 63 ìì. Öèëèíäð
áîëüøåãî äèàìåòðà áóäåò ðàçâèâàòü äîïîëíèòåëüíîå óñèëèå äëÿ
ïðåîäîëåíèÿ ñèë òðåíèÿ.
<½½>
Q <
±>
<½½>
Ðèñ. 6.14. Òåîðåòè÷åñêîå óñèëèå ïíåâìàòè÷åñêèõ öèëèíäðîâ ñ äèàìåòðîì
îò 2,5 äî 30 ìì (ëåâàÿ è âåðõíÿÿ øêàëû) è îò 32 äî 300 ìì
(ïðàâàÿ è íèæíÿÿ øêàëû) äëÿ ðàáî÷åãî äàâëåíèÿ 10,7 è 5 áàð.
'<ž>
'<ž>
87
6. Исполнительные устройства
Åñëè ñìîòðåòü ïî ãðàôèêó (ñì.ðèñ.6.14) íà øêàëå ñèë çíà÷åíèå 1600
Í (ñïðàâà), òî ìîæíî óâèäåòü ïóíêòèðíóþ ëèíèþ, ñîîòâåòñòâóþùóþ
çíà÷åíèþ 1500. Äâèãàÿñü âäîëü ýòîé ëèíèè âëåâî, äîéäåì äî îáëàñòè,
çàêëþ÷åííîé ìåæäó ëèíèÿìè äàâëåíèé 5 è 7 áàð, ïîñëå ÷åãî íàéäåì
òî÷êè ïåðåñå÷åíèÿ ñ ëèíèÿìè, ñîîòâåòñòâóþùèìè çíà÷åíèÿì 50 è 63 ìì
íà øêàëå äèàìåòðîâ (â íèæíåé ÷àñòè ãðàôèêà). Íåò ñîìíåíèé, ÷òî äëÿ
1600 Í äèàìåòð öèëèíäðà áóäåò òåì æå, ÷òî è äëÿ 1500 Í.
ÒÐÅÁÓÅÌÎÅ ÓÑÈËÈÅ
Òðåáóåìîå óñèëèå çàâèñèò îò ìàññû íàãðóçêè, óãëà ïîäúåìà, òðåíèÿ,
ðàáî÷åãî äàâëåíèÿ è ïîëåçíîé ïëîùàäè ïîðøíÿ.
Íàãðóæàþùåå óñèëèå ñêëàäûâàåòñÿ èç ïðîåêöèé íà îñü öèëèíäðà
âåñà íàãðóçêè (ðèñ.6.15à), ñèëû òðåíèÿ Fòð, ïðåäñòàâëÿþùåé ñîáîé
êîýôôèöèåíò òðåíèÿ , óìíîæåííûé íà ñèëó ðåàêöèè îïîðû N
(ðèñ.6.15b), è ñèë èíåðöèè, îáóñëîâëåííûõ òðåáóåìûì óñêîðåíèåì
(ðèñ.6.15ñ). Íàïðàâëåíèå ïðîåêöèé ýòèõ ñèë çàâèñèò îò óãëà íàêëîíà îñè
öèëèíäðà ïî îòíîøåíèþ ê ãîðèçîíòàëüíîé ïëîñêîñòè (óãîë ïîäúåìà),
êàê ïîêàçàíî íà ðèñ.6.15d.
' ( x TJOD vxDPTD
'(
'
NxB B
'3 vx(
Y
B
D
B
C
D
E
D
(
Z
Ðèñ. 6.15 Ñîñòàâëÿþùèå íàãðóæàþùåãî óñèëèÿ
Ïðè ãîðèçîíòàëüíîì ïåðåìåùåíèè (óãîë ïîäúåìà () = 0°)
ïðåîäîëåâàþòñÿ òîëüêî ñèëû òðåíèÿ è ñèëà èíåðöèè. Ñèëà ðåàêöèè
îïîðû â äàííîì ñëó÷àå ðàâíà âåñó, ïîýòîìó òðåíèå îïðåäåëÿåòñÿ
êîýôôèöèåíòîì òðåíèÿ , âåëè÷èíà êîòîðîãî îáû÷íî ñîñòàâëÿåò îò
0,1 äî 0,4 äëÿ ñëó÷àÿ ñêîëüæåíèÿ ìåòàëëà ïî ìåòàëëó è îêîëî 0,005
äëÿ ñëó÷àÿ êà÷åíèÿ “ñòàëü ïî ñòàëè” (0,001 – äëÿ øàðèêîâ â îáîéìå
øàðèêîïîäøèïíèêà).
 îáùåì ñëó÷àå ïîäúåìà ïîä íåêîòîðûì óãëîì  ïðîåêöèÿ âåñà
FG=G·sin. Ñèëà ðåàêöèè îïîðû N=G·cos, à ñèëà òðåíèÿ Fòð=·G·cos.
Òîãäà áåç ó÷åòà ñèë èíåðöèè íàãðóæàþùèå óñèëèå F=G·(sin+?·cos).
Âåñ – ýòî ñèëà, ðàâíàÿ ìàññå, ïîìíîæåííîé íà óñêîðåíèå ñèëû òÿæåñòè
(9,81 ì/ñ2).
Ñèëà èíåðöèè – ýòî ïðîèçâåäåíèå âñåé äâèæèìîé ìàññû (âêëþ÷àÿ
ïîðøåíü, øòîê è ò.ä.) íà óñêîðåíèå, êîòîðîå ðàññ÷èòûâàåòñÿ èñõîäÿ èç
íåîáõîäèìîãî áûñòðîäåéñòâèÿ ñèñòåìû.
88
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
ÊÎÝÔÔÈÖÈÅÍÒ ÍÀÃÐÓÇÊÈ
Êîýôôèöèåíò íàãðóçêè “h” ðàññ÷èòûâàåòñÿ êàê
sÏÄÀÒÄËÍÄÒÐÇÊÇĆ
sÄÍÏÄÑÇÖÄÐÉÍÄÒÐÇÊÇÄ
Êîýôôèöèåíò íàãðóçêè èãðàåò ðîëü êîýôôèöèåíòà çàïàñà, ò.å.
ó÷èòûâàåò âîçìîæíîñòè íåïðåäâèäåííîãî óâåëè÷åíèÿ ñîïðîòèâëåíèÿ,
à òàêæå êîìïåíñèðóåò íåó÷òåííîå òðåíèå â øòîêîâîì è ïîðøíåâîì
óïëîòíåíèÿõ, ïðîñåäàíèå äàâëåíèÿ è ò.ï. Äàæå åñëè ó÷òåíû âñå
íàãðóçêè, â òîì ÷èñëå äèíàìè÷åñêèå, êîýôôèöèåíò íàãðóçêè íå äîëæåí
ïðåâûøàòü çíà÷åíèÿ 85%.
Åñëè ðàñ÷åò íåîáõîäèìîãî óñèëèÿ áûë ïðîèçâåäåí áåç ó÷åòà
äèíàìè÷åñêèõ íàãðóçîê, òî êîýôôèöèåíò íàãðóçêè äîëæåí áûòü ñíèæåí.
Òàê, äëÿ òåõ ðàáîò, â êîòîðûõ äëÿ èñïîëíèòåëüíîãî ìåõàíèçìà âàæíî
óñèëèå è íåâàæíî âðåìÿ ïåðåìåùåíèÿ ïîðøíÿ (íàïðèìåð, ïðèæèì
èëè ïðåññîâàíèå), ðåêîìåíäóåòñÿ áðàòü h ðàâíûì 70%. Åñëè æå äëÿ
ðàáîòû âàæíà ñêîðîñòü ïåðåìåùåíèÿ (òðàíñïîðòèðîâêà ãðóçîâ), òî
êîýôôèöèåíò íàãðóçêè ñòîèò ïðèíÿòü 0,4 – 0,5.  ýòîì ñëó÷àå áóäåò
îáåñïå÷åíà õîðîøàÿ äèíàìèêà ñèñòåìû [4, 8].
Åñëè ïî óñëîâèÿì ðàáîòû òðåáóåòñÿ òî÷íîå ðåãóëèðîâàíèå ñêîðîñòè
èëè åñëè íàãðóæàþùåå óñèëèå ìåíÿåòñÿ â øèðîêèõ ïðåäåëàõ, òî â ýòîì
ñëó÷àå êîýôôèöèåíò íàãðóçêè íå äîëæåí ïðåâûøàòü 60-70%.
 òàáëèöå 6.16 ïðèâåäåíû êîýôôèöèåíòû íàãðóçêè äëÿ öèëèíäðîâ
äèàìåòðîì îò 25 äî 100 ìì ïðè ðàçëè÷íûõ óãëàõ ïîäúåìà è äëÿ äâóõ
êîýôôèöèåíòîâ òðåíèÿ: êà÷åíèÿ (0,01) è ñêîëüæåíèÿ (0,2) “ñòàëü ïî
ñòàëè”.
Òàáëèöà 6.16
0
25
32
m (кг)

60°
45°

30°
 0.01
 0.2
 0.01
 0.2
 0.01
 0.2
 0.01
 0.2
100
-
-
-
-
-
-
-
4
80
50
-
-
-
-
-
-
-
2.2
40
20
25
-
(87.2)
(96.7)
71.5
84.9
50.9
67.4
1
12.5
51.8
43.6
48.3
35.7
342.5
25.4
33.7
0.5
10
180
-
-
4.4
87.8
90
-
-
2.2
43.9
45
-
(95.6)
-
78.4
(93.1)
55.8
73.9
1.1
22
22.5
54.9
47.8
53
39.2
46.6
27.9
37
0.55
11
-
-
-
-
89
6. Исполнительные устройства
40
50
63
80
100
250
-
-
-
-
-
-
125
-
-
-
65
-
-
-
47.6
52.8
39
-
3.9
-
-
72.4
(66)
46.3
78
(99.2)
-
2
39
51.6
68.3
1
20.3
27.8
36.8
0.5
10.9
-
4
79.9
35
54.6
400
-
200
-
-
-
-
2
40
100
-
(87)
(96.5)
71.3
84.8
50.8
67.3
1
20
43.5
46.3
35.7
42.4
25.4
-
-
-
50
50
33.6
0.5
0
650
-
-
-
-
4.1
81.8
300
-
-
-
-
1.9
37.8
150
(94.4)
82.3
(91.2)
67.4
80.1
46
63.6
0.9
18.9
75
47.2
41.1
45.6
33.7
40.1
24
31.8
0.5
9.4
1000
-
-
-
-
3.9
76.1
500
-
-
-
-
2
39
250
(97.6)
85
(94.3)
69.7
82.8
49.6
65.7
1
19.5
125
48.8
42.5
47.1
34.8
41.4
24.8
32.8
0.5
9.8
1600
-
-
-
-
4
79.9
800
-
-
-
-
2
40
400
-
(87)
(96.5)
71.4
84.4
50.8
67.3
1
20
200
50
43.5
48.3
35.7
42.2
25.4
33.6
0.5
10
Äëÿ êîððåêòíîãî îïðåäåëåíèÿ íåîáõîäèìîãî äèàìåòðà öèëèíäðà
íà ïðàêòèêå ïîëåçíî èìåòü ïðåäñòàâëåíèå î âåëè÷èíå íàãðóçêè ïðè
ðàçëè÷íûõ óñëîâèÿõ ðàáîòû. Ïîýòîìó â òàáëèöå 6.17 ïðèâåäåíû çíà÷åíèÿ
ìàêñèìàëüíîé ìàññû ñóììàðíîé íàãðóçêè â êã äëÿ êîýôôèöèåíòà
íàãðóçêè 85%. Òàáëèöà ñîñòàâëåíà äëÿ ðàáî÷åãî äàâëåíèÿ 5 áàð, ñ
ó÷åòîì äâóõ êîýôôèöèåíòîâ òðåíèÿ: êà÷åíèÿ – 0,01 (ëåâàÿ êîëîíêà) è
ñêîëüæåíèÿ – 0,2 (ïðàâàÿ êîëîíêà).
Òàáëèöà 6.17. Ìàêñèìàëüíàÿ ìàññà ñóììàðíîé íàãðóçêè
â êã äëÿ öèëèíäðîâ äèàìåòðîì îò 25 äî 100 ìì ïðè
êîýôôèöèåíòå íàãðóçêè 85% è ðàáî÷åì äàâëåíèè 5 áàð
Диаметр
цилиндра


0,01
25
21,2
24,5
22
32
39,2
45
40,5
40
54,5
62,5
56,4
76,3
60°
45°
0,2
0,01

30°
0,2
0,01
0,2
0,01
0,2
30
25
42,5
54,8
46,2
77
31,5
2123
106
58,2
3920
196
64,2
107
80,9
5450
272,5
90
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
50
85
97,7
88
119
100,2
167,3
126,4
8500
425
63
135
155
139,8
189
159,2
265,5
200,5
13500
675
80
217,7
250
225,5
305
256,7
428
323,5
21775
1089
100
340,2
390,8
390,5
476,2
352
669,2
595,5
34020
1701
ÐÅÃÓËÈÐÎÂÀÍÈÅ ÑÊÎÐÎÑÒÈ
Ñêîðîñòü öèëèíäðà îïðåäåëÿåòñÿ âåëè÷èíîé, íà êîòîðóþ óñèëèå,
ðàçâèâàåìîå ïîðøíåì ïîä äåéñòâèåì ñæàòîãî âîçäóõà, ïðåâûøàåò
óñèëèå ïðîòèâîäåéñòâèÿ ñî ñòîðîíû íàãðóçêè. ×åì íèæå êîýôôèöèåíò
íàãðóçêè, òåì ëó÷øå ðåãóëèðóåòñÿ ñêîðîñòü, îñîáåííî åñëè íàãðóçêà
ïîñòîÿííî ìåíÿåòñÿ. Ðåãóëèðîâàíèå ñêîðîñòè îáåñïå÷èâàåòñÿ çà
ñ÷åò äðîññåëèðîâàíèÿ îòâîäèìîãî èç öèëèíäðà âîçäóõà ïðè ïîìîùè
“ðåãóëÿòîðà ñêîðîñòè”, êîòîðûé ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ïàðàëëåëüíîå
ñîåäèíåíèå ðåãóëèðóåìîãî èãîëü÷àòîãî äðîññåëÿ è îáðàòíîãî êëàïàíà,
îáåñïå÷èâàþùåãî áåñïðåïÿòñòâåííûé ïðèòîê âîçäóõà â öèëèíäð. Ïðèìåð
ðåãóëèðîâàíèÿ ñêîðîñòè îïèñàí â ðàçäåëå, ïîñâÿùåííîì óñòðîéñòâó
êëàïàíîâ, â ñëåäóþùåé ãëàâå. Äëÿ ïîëó÷åíèÿ ïîñòîÿííîé ñêîðîñòè
êîýôôèöèåíò íàãðóçêè íå äîëæåí ïðåâûøàòü 75%.
Ïðèìåð:
Ìàññà íàãðóçêè 100 êã, ðàáî÷åå äàâëåíèå 5 áàð, äèàìåòð öèëèíäðà
32 ìì, ïåðåìåùåíèå ãîðèçîíòàëüíîå ñ êîýôôèöèåíòîì òðåíèÿ 0,2.
Òåîðåòè÷åñêîå óñèëèå ñîñòàâëÿåò 401,2 Í.
Ýòî èñõîäíîå óñëîâèå îòðàæåíî â òàáëèöå 6.16, òàì æå íàõîäèì
çíà÷åíèÿ ìàññû – 90 êã è êîýôôèöèåíòà íàãðóçêè – 43,9%. Òàêèì
îáðàçîì, äëÿ 100 êã: 43,9 · 100/90 = 48,8%.
Íàãðóæàþùåå óñèëèå ñîñòàâëÿåò 48,8% îò 401,92 Í = 196 Í. Ïðè
ÊÏÄ öèëèíäðà 95%, òîëüêî 0,95 õ 48,8% = 46,2% ñèëû îñòàåòñÿ
äëÿ óñêîðåíèÿ íàãðóçêè. Ýòî ñîñòàâëÿåò 185,7 Í. Òàêèì îáðàçîì,
óñêîðåíèå áóäåò ðàâíî: 185,7 (êã·ì/ñ2 )/100 êã = 1,857 ì/ñ2. Áåç
ñèñòåìû êîíòðîëÿ ïîðøåíü òåîðåòè÷åñêè äîñòèã áû ñêîðîñòè 2 ì/ñ
÷åðåç îäíó ñåêóíäó. “Òåîðåòè÷åñêè” îçíà÷àåò, ÷òî òàêàÿ ñêîðîñòü
áûëà áû äîñòèãíóòà â òîì ñëó÷àå, åñëè áû íå áûëî íèêàêèõ
îãðàíè÷åíèé äëÿ ïîäâîäà ñæàòîãî âîçäóõà ê ïîðøíþ, à òàêæå íå
áûëî áû âñòðå÷íîãî äàâëåíèÿ íà ïîðøåíü.
Îãðàíè÷åíèå ðàñõîäà ñæàòîãî âîçäóõà íà âûõëîïå ñîçäàåò
ïíåâìàòè÷åñêóþ íàãðóçêó, êîòîðàÿ çàâèñèò îò ñêîðîñòè ïîðøíÿ. Ëþáîå
óâåëè÷åíèå ñêîðîñòè ïîðøíÿ óâåëè÷èâàåò è ñèëó ïðîòèâîäåéñòâèÿ,
îãðàíè÷èâàÿ è ñòàáèëèçèðóÿ ñêîðîñòü ïîðøíÿ. ×åì âûøå ïíåâìàòè÷åñêàÿ
ñîñòàâëÿþùàÿ îáùåé íàãðóçêè, òåì íàäåæíåå îíà áóäåò ñòàáèëèçèðîâàòü
ñêîðîñòü ïîðøíÿ.
Åñëè êîýôôèöèåíò íàãðóçêè 85%, à ÊÏÄ öèëèíäðà 95%, òî 10
ïðîöåíòîâ ïîëåçíîãî óñèëèÿ áóäóò ñòàáèëèçèðîâàòü ïíåâìàòè÷åñêóþ
íàãðóçêó. Åñëè ìåõàíè÷åñêàÿ íàãðóçêà êîëåáëåòñÿ â ïðåäåëàõ ±5%,
6. Исполнительные устройства
91
ýòî çíà÷èò, ÷òî ýôôåêòèâíîñòü ñòàáèëèçàöèè ñíèæàåòñÿ íàïîëîâèíó.
Åñëè êîýôôèöèåíò íàãðóçêè ñîñòàâëÿåò, íàïðèìåð, 50%, ýòè êîëåáàíèÿ
ìåõàíè÷åñêîé íàãðóçêè óæå íå áóäóò çàìåòíî âëèÿòü íà ñêîðîñòü
ïîðøíÿ.
Íåîáõîäèìî îòìåòèòü, ÷òî äëÿ òî÷íîãî ðåãóëèðîâàíèÿ ñêîðîñòè
ïðîïóñêíàÿ ñïîñîáíîñòü òðóáîïðîâîäà äîëæíà áûòü íàìíîãî âûøå, ÷åì
ïðîïóñêíàÿ ñïîñîáíîñòü äðîññåëÿ ñ îáðàòíûì êëàïàíîì (ðåãóëÿòîðà
ñêîðîñòè). Åñëè äèàìåòð òðóáû ñëèøêîì ìàë, òî ðàñõîä ñæàòîãî âîçäóõà
â çíà÷èòåëüíîé ñòåïåíè áóäåò îãðàíè÷åí ñàìîé òðóáîé, à èçìåíåíèå
ïîëîæåíèÿ èãëû äðîññåëÿ íå áóäåò ñóùåñòâåííî âëèÿòü íà ñêîðîñòü.
ÐÀÑÕÎÄ ÑÆÀÒÎÃÎ ÂÎÇÄÓÕÀ È ÅÃÎ ÏÎÒÐÅÁËÅÍÈÅ
Íà ïðàêòèêå ðàçëè÷àþò äâà âèäà ïîòðåáëåíèÿ âîçäóõà â
ïíåâìàòè÷åñêîì öèëèíäðå èëè â ïíåâìàòè÷åñêîé ñèñòåìå.
Ïåðâûé âèä ïîòðåáëåíèÿ âîçäóõà ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ñðåäíåå
ïîòðåáëåíèå ñæàòîãî âîçäóõà â ÷àñ, ò.å. âåëè÷èíó, èñïîëüçóåìóþ äëÿ
ðàñ÷åòà çàòðàò ýíåðãèè êàê ÷àñòè ñòîèìîñòè çàòðàò íà èçãîòîâëåíèå
ïðîäóêöèè, à òàêæå äëÿ îöåíêè íåîáõîäèìîé ìîùíîñòè êîìïðåññîðà è
ðàñ÷åòà ìàãèñòðàëè.
Âòîðîé âèä ïîòðåáëåíèÿ âîçäóõà ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé âåëè÷èíó
ïèêîâîãî ïîòðåáëåíèÿ â ïíåâìîöèëèíäðå, êîòîðàÿ íåîáõîäèìà äëÿ
ïðàâèëüíîãî îïðåäåëåíèÿ ðàçìåðíûõ ïàðàìåòðîâ óïðàâëÿþùåãî
ðàñïðåäåëèòåëÿ è ñîåäèíèòåëüíûõ òðóáîïðîâîäîâ èëè æå ïèêîâîãî
ïîòðåáëåíèÿ â ñèñòåìå â öåëîì, ÷òîáû ìîæíî áûëî ïîäîáðàòü áëîê
ïîäãîòîâêè âîçäóõà è ïîäâîäÿùèå âîçäóõîâîäû ñ íåîáõîäèìûìè
ðàçìåðàìè.
Ïîòðåáëåíèå âîçäóõà â öèëèíäðå îïðåäåëÿåòñÿ ñëåäóþùèì
âûðàæåíèåì:
Площадь поршня  Длина хода  Количество одинарных ходов
в минуту  Степень сжатия воздуха в цилиндре (абсолютное
давление сжатого воздуха/атмосферное давление)
Ïîÿñíåíèå: Åñëè ïîðøåíü ñìåùåí ê ñàìîé êðûøêå öèëèíäðà
(ðèñ.6.18 à), îáúåì öèëèíäðà ðàâåí íóëþ. Åñëè ìû ïîòÿíåì øòîê íà
ñåáÿ, ïîêà ïîðøåíü íå óïðåòñÿ â êðûøêó íà ïðîòèâîïîëîæíîì êîíöå,
öèëèíäð çàïîëíèòñÿ âîçäóõîì ñ àòìîñôåðíûì äàâëåíèåì, ðàâíûì
101325 Ïà àáñîëþòíîãî äàâëåíèÿ (ðèñ.6.18 b). Êàê òîëüêî â öèëèíäð
áóäåò ïîäàíî äàâëåíèå îò èñòî÷íèêà, ê àòìîñôåðíîìó äàâëåíèþ 101325
Ïà äîáàâèòñÿ ìàíîìåòðè÷åñêîå äàâëåíèå,
Ó÷èòûâàÿ ýòî, òåîðåòè÷åñêîå ïîòðåáëåíèå âîçäóõà â öèëèíäðå
ñîñòàâëÿåò íà õîä ïîðøíÿ ïðè ïðÿìîì õîäå âåëè÷èíó, óêàçàííóþ íà
ðèñ.6.18, à ïðè îáðàòíîì õîäå
92
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
ÀR·s·(p + pàòì.)/ðàòì.
Ðèñ. 6.18. Òåîðåòè÷åñêîå ïîòðåáëåíèå âîçäóõà â öèëèíäðå
Ïðè À = D2 · /4 ìû ïîëó÷àåì äëÿ ïðÿìîãî õîäà:
D (ì) · D (ì) · / 4 · (p+1,013) / 1,013 · õîä (ì) ·
n (õîäîâ/ìèí) · 103 (ë/ìèí) èëè
D (ìì) · D (ìì) ·  / 4 · (p+1,013) / 1.013 ·
õîä (ìì) · n (õîäîâ/ìèí) · 10-6 (ë/ìèí)
ãäå ð – ìàíîìåòðè÷åñêîå äàâëåíèå, n - êîëè÷åñòâî îäèíàðíûõ õîäîâ.
Ïðè îáðàòíîì õîäå D ìåíÿåòñÿ íà (D - d).
Ïîòðåáëåíèå âîçäóõà â òðóáîïðîâîäàõ ìåæäó ðàñïðåäåëèòåëåì è
öèëèíäðîì ñîñòàâëÿåò âåëè÷èíó, îïðåäåëÿåìóþ âûðàæåíèåì:
Внутренний диаметр трубы2 (мм2) /4 Длина трубы (мм) 
Манометрическое давление в МПа
 òàáëèöå 6.19 ïðèâåäåíû çíà÷åíèÿ äëÿ òåîðåòè÷åñêîãî ïîòðåáëåíèÿ
ñæàòîãî âîçäóõà íà 100 ìì õîäà ïðè ðàçëè÷íûõ äèàìåòðàõ öèëèíäðîâ
è ðàáî÷èõ äàâëåíèÿõ.
Ïðèìåð 1. Òðåáóåòñÿ îïðåäåëèòü ñòîèìîñòü ýíåðãåòè÷åñêèõ çàòðàò â ÷àñ äëÿ
ïíåâìàòè÷åñêîãî öèëèíäðà äâóñòîðîííåãî äåéñòâèÿ äèàìåòðîì 80
ìì ñ ðàáî÷èì õîäîì 400 ìì, ñîâåðøàþùåãî 12 äâîéíûõ õîäîâ â
ìèíóòó ïðè ðàáî÷åì äàâëåíèè 6 áàð.
Èç òàáëèöû 6.19 âèäíî, ÷òî öèëèíäð äèàìåòðîì 80 ìì ïîòðåáëÿåò
3,5 ëèòðà (ïðèáëèçèòåëüíî) ñæàòîãî âîçäóõà íà 100 ìì õîäà.
Ñëåäîâàòåëüíî:
Q/100 ìì õîäà · 400 ìì õîäà · êîëè÷åñòâî õîäîâ â ìèíóòó · õîä
âïåðåä è íàçàä = 3,5 · 4 · 24 = 336 ë/ìèí.
 ïàðàãðàôå “Òåïëîâîé è îáùèé ÊÏÄ” (ðàçäåë 4) íàõîäèì ðàñõîä
ýëåêòðîýíåðãèè ðàâíûì 1 êÂò íà 0,12–0,15 ì3/ìèí ïðè ðàáî÷åì
äàâëåíèè 7 áàð. Ñëåäîâàòåëüíî, äëÿ ïðîèçâîäñòâà ñæàòîãî âîçäóõà
ñ ðàñõîäîì 1 ì3í/ìèí ìîùíîñòü èñòî÷íèêà ýëåêòðîýíåðãèè äîëæíà
93
6. Исполнительные устройства
ñîñòàâëÿòü îêîëî 8 êÂò.
Ïðåäïîëîæèì, ÷òî îäèí êÂò·÷ (êèëîâàòò-÷àñ) ñòîèò 3 ðóáëÿ.
 ýòîì ñëó÷àå çàòðàòû íà îáåñïå÷åíèå îáúåìíîãî ðàñõîäà âåëè÷èíîé:
1 ì3í/ìèí ñîñòàâÿò 3 ðóáëÿ · 8 êÂò/êÂò·÷ = 24 ðóá./÷àñ.
 íàøåì ïðèìåðå: 0,336 ì3í/ìèí/1 ì3í/ìèí · 24 ðóá./÷àñ = 8,1
ðóáëåé â ÷àñ.
Åñëè ïî ýòîé ñõåìå ðàññ÷èòàòü çàòðàòû äëÿ âñåõ öèëèíäðîâ,
âõîäÿùèõ â ñîñòàâ ìàøèíû, è ñóììèðîâàòü èõ, ìû ïîëó÷èì
ïîòðåáëåíèå ñæàòîãî âîçäóõà, âûðàæåííîå â ýíåðãåòè÷åñêèõ
çàòðàòàõ.
Òàáëèöà 6.19. Òåîðåòè÷åñêîå ïîòðåáëåíèå ñæàòîãî
âîçäóõà â öèëèíäðàõ äâóõñòîðîííåãî äåéñòâèÿ äèàìåòðîì
îò 20 äî 100 ìì, â ëèòðàõ íà 100 ìì õîäà
Диаметр
поршня, мм
Рабочее давление в барах
3
4
5
6
7
20
0,124
0,155
0,186
0,217
0,248
25
0,194
0,243
0,291
0,340
0,388
32
0,319
0,398
0,477
0,557
0,636
40
0,498
0,622
0,746
0,870
0,993
50
0,777
0,971
1,165
1,359
1,553
63
1,235
1,542
1,850
2,158
2,465
80
1,993
2,487
,983
3,479
3,975
100
3,111
3,886
4,661
5,436
6,211
Íåîáõîäèìî îòìåòèòü, ÷òî çíà÷åíèÿ â ïðèâåäåííîé âûøå òàáëèöå
íå ó÷èòûâàþò:
 “ìåðòâûé îáúåì” â êîíå÷íîé ôàçå õîäà â îáîèõ íàïðàâëåíèÿõ
(åñëè åñòü), è “ìåðòâûé îáúåì” â ñîåäèíèòåëüíûõ òðóáàõ
 ïîòåðè ýíåðãèè ïðè åå ïåðåäà÷å (ñì. îá ýòîì íèæå).
Äëÿ îïðåäåëåíèÿ ðàçìåðîâ ðàñïðåäåëèòåëÿ îòäåëüíî âçÿòîãî
öèëèíäðà íàì íåîáõîäèìà äðóãàÿ öèôðà: ïèêîâûé ðàñõîä. Îí
íàáëþäàåòñÿ ïðè ìàêñèìàëüíîé ñêîðîñòè ïîðøíÿ. Îáùàÿ ñóììà ïèêîâûõ
ðàñõîäîâ äëÿ âñåõ îäíîâðåìåííî äâèæóùèõñÿ öèëèíäðîâ ñîñòàâëÿåò
ðàñõîä, íà îñíîâàíèè êîòîðîãî äîëæíû îïðåäåëÿòüñÿ ïàðàìåòðû áëîêà
ïîäãîòîâêè âîçäóõà.
Òàêæå íåëüçÿ íå ó÷èòûâàòü òåïëîâûå ïîòåðè.  ðàçäåëå, ãäå
ðàññìàòðèâàëèñü ñâîéñòâà ãàçîâ, ìû îáñóæäàëè àäèàáàòè÷åñêèé ïðîöåññ
– ïðîöåññ ñ îòñóòñòâèåì òåïëîîáìåíà.  äàííîì ñëó÷àå çàêîí ÁîéëÿÌàðèîòòà “pV = const” ïåðåñòàåò äåéñòâîâàòü, è âñòóïàåò â ñèëó ðàâåíñòâî
“pV = const”. Ïîêàçàòåëü ñòåïåíè  (ãàììà) äëÿ âîçäóõà ðàâåí 1,4.
Íèæå ïðåäñòàâëåíà òàáëèöà, â êîòîðîé óêàçàíà ñòåïåíü ñæàòèÿ (ñì.ãë.3,
ðàçäåë «Èçîòåðìè÷åñêèé ïðîöåññ») äëÿ èçîòåðìè÷åñêîãî (pV=const)
94
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
è àäèàáàòè÷åñêîãî (pV=const) ïðîöåññîâ.  íèæíåé ñòðîêå òàáëèöû
ïðèâåäåí êîýôôèöèåíò, õàðàêòåðèçóþùèé îòíîøåíèå “èçîòåðìè÷åñêîå
ñæàòèå/àäèàáàòè÷åñêîå ñæàòèå”.
рабс
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
сж. изотермическое
0,987 1,987 2,974 3,961 4,948 5,935 6,923 7,908 8,895 9,882
сж. адиабатическое
0,991 1,633 2,178 2,673 3,133 3,576 3,983
коэффициент
1
1,216 1,365 1,482 1,579
1,66
1,738
4,38
4,794 5,136
1,80
1,873 1,924
Íå âäàâàÿñü â ïîäðîáíîñòè, ñêàæåì, ÷òî äëÿ ó÷åòà ÿâëåíèé, èìåþùèõ
ìåñòî ïðè äàííîì ïðîöåññå, òåîðåòè÷åñêèé îáúåìíûé ðàñõîä ñëåäóåò
óìíîæèòü íà êîýôôèöèåíò 1,4, ïðåäñòàâëÿþùèé ñîáîé ýìïèðè÷åñêèé
êîýôôèöèåíò, ïîëó÷åííûé â ðåçóëüòàòå áîëüøîãî êîëè÷åñòâà èñïûòàíèé.
Ýòî ÷èñëî ìåíüøå, ÷åì òåîðåòè÷åñêîå, îäíàêî, è ïðîöåññ íå ÿâëÿåòñÿ íà
100% àäèàáàòè÷åñêèì.
 òàáëèöå 6.20 ïðèâåäåíû öèôðû èç òàáëèöû 6.19, íî ñ ó÷åòîì
äàííîãî ïîïðàâî÷íîãî êîýôôèöèåíòà.
Ïðèìåð 2: Öèëèíäð ñ äèàìåòðîì 63 ìì è õîäîì ïîðøíÿ 500 ìì ðàáîòàåò ïðè
äàâëåíèè 6 áàð. Êàêîâ ôàêòè÷åñêèé ðàñõîä âîçäóõà ïðè 15 öèêëàõ
â ìèíóòó?
À¿Ï
S
3† ËË 2††ËˆÊËÇ̆†ËËÊÊËÇÌ
À¿Ï
4
Ïî òàáëèöå 6.20 íàõîäèì 3,021 ë/ìèí íà 100 ìì õîäà. Ýòó âåëè÷èíó
íåîáõîäèìî óìíîæèòü íà 150, òàê êàê 100 ìì õîäà íåîáõîäèìî
óâåëè÷èòü â 5 ðàç, à òàêæå ó÷åñòü 30 öèêëîâ â ìèíóòó: 150/ìèí ·
3,021 ëèòðà = 453,15 ë/ìèí.
Òàáëèöà 6.20. Ïîòðåáëåíèå ñæàòîãî âîçäóõà â öèëèíäðàõ
äâóõñòîðîííåãî äåéñòâèÿ, â ëèòðàõ íà 100 ìì õîäà
Рабочее давление в барах
Диаметр
поршня, мм
3
4
5
20
0,174
0,217
25
0,272
0,340
6
7
0,260
0,304
0,347
0,408
0,476
0,543
32
0,446
0,557
0,668
0,779
0,890
40
0,697
0,870
1,044
1,218
1,391
50
1,088
1,360
1,631
1,903
2,174
63
1,729
2,159
2,590
3,021
3,451
80
2,790
3,482
4,176
4,870
5,565
100
4,355
5,440
6,525
7,611
8,696
6. Исполнительные устройства
95
ÏÎÂÎÐÎÒÍÛÅ ÏÐÈÂÎÄÛ
ÏÎÐØÍÅÂÎÉ ÏÐÈÂÎÄ
Íà âûõîäíîì âàëó (ðèñ.6.21) óñòàíîâëåíà øåñòåðíÿ, ñîåäèíåííàÿ
ñ îäíèì èëè äâóìÿ ïîðøíÿìè, íà êîòîðûõ íàðåçàíà çóá÷àòàÿ ðåéêà.
Ïåðåìåùåíèå ïîðøíÿ (èëè ïîðøíåé) ïðèâîäèò ê ïîâîðîòó âûõîäíîãî
âàëà. Ñòàíäàðòíûå óãëû ïîâîðîòà: 90° èëè 180°.
¤Â¼¿³¾¿¶¿²¿¸¾±È¶¾¹¶
³Â¹Âö½¶*40
©±Á¹»¿³Ì¶
À¿µÉ¹À¾¹»¹
¡¶º»±
©¶ÂöÁ¾Ð
Ðèñ. 6.21. Ïîðøíåâîé ïðèâîä
ØÈÁÅÐÍÛÉ ÏÐÈÂÎÄ
 ïðèâîäå äàííîãî òèïà äàâëåíèå ñæàòîãî âîçäóõà äåéñòâóåò íà
ëîïàñòü (øèáåð), çàêðåïëåííóþ íà âûõîäíîì âàëó. Ëîïàñòü èìååò
ðåçèíîâîå èëè ïëàñòìàññîâîå ïîêðûòèå, ïðåäîòâðàùàþùåå óòå÷êó
âîçäóõà.
©¹²¶Á
¤ÀÁÄ´¹º
µ¶½ÀŶÁ
t
t
t
Ðèñ. 6.22. Øèáåðíûé (ëîïàñòíîé) ïðèâîä
Ñïåöèàëüíîå óïëîòíåíèå ñëîæíîé îáúåìíîé ôîðìû îáåñïå÷èâàåò
ãåðìåòè÷íîñòü â ìåñòàõ êîíòàêòà ñòîïîðà ñ âàëîì è êîðïóñîì. Ðàçìåð
96
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
ñòîïîðà îïðåäåëÿåò óãîë ïîâîðîòà. Ñòàíäàðòíûå óãëû: 90°, 180° èëè
270°.
Äëÿ óñòàíîâêè ëþáîãî óãëà ïîâîðîòà èñïîëíèòåëüíîãî ìåõàíèçìà â
íåì ìîãóò áûòü ïðåäóñìîòðåíû ðåãóëèðóåìûå óïîðû.
ÎÏÐÅÄÅËÅÍÈÅ ÐÀÇÌÅÐÎÂ ÏÎÂÎÐÎÒÍÛÕ ÏÐÈÂÎÄÎÂ
ÂÐÀÙÀÞÙÈÉ ÌÎÌÅÍÒ È ÈÍÅÐÖÈß
 ëèíåéíûõ ïíåâìàòè÷åñêèõ öèëèíäðàõ äëÿ ñìÿã÷åíèÿ óäàðà â ìîìåíò
ïîäõîäà ïîðøíÿ ê êðûøêå óñòàíàâëèâàåòñÿ äåìïôåð. Ýôôåêòèâíîñòü
ðàáîòû äåìïôåðà îïðåäåëÿåòñÿ âåëè÷èíîé êèíåòè÷åñêîé ýíåðãèè,
êîòîðóþ îí ìîæåò ïîãàñèòü. Ýòà ýíåðãèÿ äëÿ ëèíåéíîãî ïåðåìåùåíèÿ
ðàâíÿåòñÿ mv2/2.
Ðèñ. 6.23. Ðàñ÷åò ìîìåíòà èíåðöèè äëÿ òåë ðàçëè÷íîé ôîðìû
97
6. Исполнительные устройства
Âàæíî, ÷òîáû íàãðóçêà ïðèâîäèëàñü âî âðàùåíèå ñ ìàëûì òðåíèåì è
áîëüøîé ñêîðîñòüþ, íî íåïîñðåäñòâåííàÿ îñòàíîâêà âðàùàþùåéñÿ ìàññû
áåç äåìïôèðîâàíèÿ èëè ñ ïåðåãðóçêîé ñîçäàåò îïàñíîñòü ïîâðåæäåíèÿ
øåñòåðíè èëè ëîïàñòè.
Ïðè èñïîëüçîâàíèè òàêèõ èñïîëíèòåëüíûõ ìåõàíèçìîâ íåîáõîäèìî
èìåòü â âèäó âåëè÷èíó äîïóñòèìîé êèíåòè÷åñêîé ýíåðãèè, óêàçûâàåìóþ
ïðîèçâîäèòåëåì. Êèíåòè÷åñêàÿ ýíåðãèÿ ïðè âðàùåíèè îïðåäåëÿåòñÿ ïî
ôîðìóëå Åê = J2/2, ãäå  – óãëîâàÿ ñêîðîñòü, à J – ìîìåíò èíåðöèè.
Äëÿ îïðåäåëåíèÿ ýòîé ýíåðãèè íåîáõîäèìî çíàòü âåëè÷èíó ìîìåíòà
èíåðöèè âðàùàþùåéñÿ ìàññû. Ìîìåíò èíåðöèè ìàòåðèàëüíîé òî÷êè
ðàâåí:
J=m·r2 (êã · ì2)
Ëþáîå òåëî ìîæíî ïðåäñòàâèòü êàê êîìáèíàöèþ ìàòåðèàëüíûõ
òî÷åê, à ìîìåíò èíåðöèè òåëà ðàâåí ñóììå ìîìåíòîâ èíåðöèè òî÷åê.
Ïðîñòåéøèì ñëó÷àåì ÿâëÿåòñÿ ïîëûé öèëèíäð. Åãî ìîìåíò èíåðöèè,
êàê è ó òî÷êè, ðàâåí åãî ìàññå, ïîìíîæåííîé íà êâàäðàò ðàäèóñà
(ïîñêîëüêó âñå òî÷êè òåëà ðàâíîóäàëåíû îò îñè).
Èíåðöèÿ òåë áîëåå ñëîæíûõ ôîðì äîëæíà ðàññ÷èòûâàòüñÿ ñ
ïîìîùüþ ñïåöèàëüíûõ ôîðìóë. Íà ðèñ. 6.23 ïðèâåäåíû ôîðìóëû äëÿ
ðàñ÷åòà ìîìåíòîâ èíåðöèè öåëîãî ðÿäà áàçîâûõ ýëåìåíòîâ.
Ñëîæíàÿ âðàùàþùàÿñÿ êîíñòðóêöèÿ ðàçáèâàåòñÿ íà áàçîâûå
ýëåìåíòû, à çàòåì ìîìåíòû èíåðöèè êàæäîãî ýëåìåíòà ñêëàäûâàþòñÿ
â èòîãîâóþ âåëè÷èíó. Íàïðèìåð, ìîìåíò èíåðöèè çàæèìíîãî ïàòðîíà,
çàêðåïëåííîãî íà ðû÷àãå, êàê èçîáðàæåíî íà ðèñ. 6.24, ñóììèðóåòñÿ
ñ ìîìåíòîì èíåðöèè ïëå÷à, ïîëó÷àåìîãî â ñâîþ î÷åðåäü óìíîæåíèåì
ìàññû ïëå÷à íà êâàäðàò ðàññòîÿíèÿ ìåæäó åãî öåíòðîì òÿæåñòè è îñüþ
âðàùåíèÿ.
B
¤À¿ÁÌ
¢¹¼±
Á¶±»Ç¹¹
¢Ã¿À¿Á¾ÌºÁÌȱ´
¾±»¿¾Ç¶³±¼±
»³±µÁ±Ã¾¿´¿Â¶È¶¾¹Ð
D
•¶½ÀŶÁÌ
C
¤À¿ÁÌ
Ðèñ. 6.24. Âàðèàíòû óïîðîâ äëÿ ïîâîðîòíîãî ðû÷àãà
Ïî
ìåðå
âîçìîæíîñòè
äëÿ
îñòàíîâêè
âðàùàþùåéñÿ
ìàññû
98
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
äîëæíû áûòü ïðåäóñìîòðåíû ìåõàíè÷åñêèå óïîðû, ïðåäïî÷òèòåëüíî ñ
äåìïôåðîì. Èõ ñëåäóåò óñòàíàâëèâàòü êàê ìîæíî äàëüøå îò îñè, êàê
ïîêàçàíî íà ðèñ. 6.24 à. Åñëè ðàñïîëîæèòü èõ áëèæå ê öåíòðó, òî íà îñè
âðàùåíèÿ âîçíèêàåò ñèëà ðåàêöèè îïîðû (ðèñ. 6.24 b).
Åñëè íåâîçìîæíî óñòàíîâèòü íàðóæíûé óïîð íåïîñðåäñòâåííî ïîä
ðû÷àãîì, åãî ìîæíî îáåñïå÷èòü çà ñ÷åò óñòàíîâêè ñòîïîðíîãî ðû÷àãà
íà ïðîòèâîïîëîæíîì êîíöå âàëà, êîòîðûé â ýòîì ñëó÷àå äîëæåí èìåòü
êâàäðàòíîå ñå÷åíèå (ðèñ. 6.24 ñ).  òàêîì âàðèàíòå âîçíèêàþò áîëüøèå
ñèëû ðåàêöèè, ïîýòîìó ýòî êîíñòðóêòèâíîå ðåøåíèå âîçìîæíî òîëüêî ñ
îäîáðåíèÿ ïðîèçâîäèòåëÿ.
Ðèñ. 6.25. Îïðåäåëåíèå óãëîâîé ñêîðîñòè
Èíåðöèÿ âðàùàþùèõñÿ äåòàëåé àíàëîãè÷íà èíåðöèè äâèæóùåéñÿ
ìàññû ïðè ïðÿìîëèíåéíîì äâèæåíèè. Ïîìèìî èíåðöèè, ýíåðãèÿ
äâèæóùåéñÿ ìàññû îïðåäåëÿåòñÿ åå ñêîðîñòüþ, äëÿ âðàùàòåëüíîãî
äâèæåíèÿ – óãëîâîé ñêîðîñòüþ . Ýòà ñêîðîñòü èçìåðÿåòñÿ â ðàäèàíàõ
â ñåêóíäó. Ðèñ. 6.25 ñëóæèò èëëþñòðàöèåé ê ñêàçàííîìó.
±¼±Ð»¿Á¿ÂÃÍ
“Ì¿»±Ð»¿Á¿ÂÃÍ
›¿¾¶È¾±Ð»¿Á¿ÂÃÍ
¢Á¶µ¾Ðл¿Á¿ÂÃÍ
Ðèñ. 6.26. Ñðåäíÿÿ è êîíå÷íàÿ ñêîðîñòü
Êàê è ïðè îïðåäåëåíèè ãàñÿùåé ñïîñîáíîñòè äåìïôåðà äëÿ
ïðÿìîëèíåéíîãî äâèæåíèÿ, äëÿ ðàñ÷åòà ìàêñèìàëüíî äîïóñòèìîé
ýíåðãèè, êîòîðóþ òðåáóåòñÿ ïîãàñèòü ïðè ðàáîòå ïîâîðîòíîãî
èñïîëíèòåëüíîãî óñòðîéñòâà, íåîáõîäèìî ïðèíèìàòü âî âíèìàíèå
êîíå÷íóþ ñêîðîñòü.
Óñêîðåíèå, ðàçâèâàåìîå ïîä äàâëåíèåì ñæàòîãî âîçäóõà, åñëè îíî íå
îãðàíè÷èâàåòñÿ ñòàáèëèçèðóþùèì ïðîòèâîäàâëåíèåì, ìîæåò ñ÷èòàòüñÿ
ïðàêòè÷åñêè ïîñòîÿííîé âåëè÷èíîé. Äâèæåíèå íà÷èíàåòñÿ ïðè íóëåâîé
ñêîðîñòè è äîõîäèò ïðèáëèçèòåëüíî äî óäâîåííîé ñðåäíåé ñêîðîñòè
(äëèíà õîäà, äåëåííàÿ íà âðåìÿ) â êîíå÷íîé ôàçå õîäà.
6. Исполнительные устройства
99
Äëÿ
îáåñïå÷åíèÿ
áûñòðîãî
ïåðåìåùåíèÿ
ïíåâìàòè÷åñêèõ
èñïîëíèòåëüíûõ óñòðîéñòâ ðàñ÷åòû äîëæíû ñòðîèòüñÿ èñõîäÿ èç
óäâîåííîé ñðåäíåé ñêîðîñòè, êàê ïîêàçàíî íà ðèñ. 6.26.
ÑÏÅÖÈÀËÜÍÛÅ ÈÑÏÎËÍÈÒÅËÜÍÛÅ ÓÑÒÐÎÉÑÒÂÀ
ÑÒÎÏÎÐÍÛÉ ÖÈËÈÍÄÐ
 ïíåâìàòè÷åñêîì öèëèíäðå âìåñòî ñòàíäàðòíîé òîðöåâîé êðûøêè
ìîæåò áûòü óñòàíîâëåíà áëîêèðóþùàÿ ãîëîâêà.
Ýòà ãîëîâêà ïðåäíàçíà÷åíà äëÿ ôèêñàöèè øòîêà â ëþáîì ïîëîæåíèè.
Áëîêèðîâêà ÿâëÿåòñÿ ìåõàíè÷åñêîé, è ïîýòîìó øòîê ôèêñèðóåòñÿ
íàäåæíî, äàæå â ñëó÷àå âíåçàïíîãî ïàäåíèÿ äàâëåíèÿ.
“ÂÀ¿½¿´±Ã¶¼Í¾¿¶
ÄÀÁ±³¼ÐÏʶ¶¿Ã³¶ÁÂù¶
˜±·¹½¾¿ºÁÌȱ´
£¿Á½¿¸¾¿ºÀ¿Áɶ¾Í
£¿Á½¿¸¾¿º
²±É½±»
Ðèñ. 6.27. Òèïîâîé ñòîïîðíûé öèëèíäð
ÁÅÑØÒÎÊÎÂÛÅ ÖÈËÈÍÄÐÛ
Ñ ÌÀÃÍÈÒÍÎÉ ÌÓÔÒÎÉ, ÁÅÇ ÍÀÏÐÀÂËßÞÙÅÉ
Ñòàíäàðòíûé ïíåâìàòè÷åñêèé öèëèíäð ñ õîäîì, íàïðèìåð, 500 ìì
ìîæåò èìåòü ïðè ïîëíîñòüþ âûäâèíóòîì øòîêå ãàáàðèòíûé ðàçìåð
1100 ìì. Áåñøòîêîâûé öèëèíäð ñ òàêèì æå ðàáî÷èì õîäîì áóäåò
çàíèìàòü íàìíîãî ìåíüøå ìåñòà (ïðèáëèçèòåëüíî 600 ìì). Òàêîé
öèëèíäð (ðèñ.6.28) áîëåå ïðåäïî÷òèòåëåí, åñëè òðåáóåòñÿ îáåñïå÷èòü
çíà÷èòåëüíûé ðàáî÷èé õîä ïðè îãðàíè÷åííûõ ïðîäîëüíûõ ãàáàðèòàõ.
Âåëè÷èíà ðàáî÷åãî óñèëèÿ, êîòîðîå ìîæåò ðàçâèòü áåñøòîêîâûé
ïíåâìàòè÷åñêèé öèëèíäð ñ ìàãíèòíîé ìóôòîé, îãðàíè÷èâàåòñÿ
óäåðæèâàþùèì óñèëèåì ìàãíèòà. Îíî ñîîòâåòñòâóåò âåëè÷èíå óñèëèÿ,
ðàçâèâàåìîãî îáû÷íûì öèëèíäðîì ñî øòîêîì, ðàáîòàþùèì ïðè äàâëåíèè
äî 7 áàð, îäíàêî â áåñøòîêîâîì öèëèíäðå ïðè íàëè÷èè äèíàìè÷åñêèõ
óäàðîâ ìîæåò ïðîèçîéòè ðàçðûâ ìàãíèòíîé ñâÿçè êàðåòêè ñ ïîðøíåì.
Ñëåäîâàòåëüíî, ïðèìåíÿòü äàííûé òèï öèëèíäðà äëÿ ðåàëèçàöèè
âåðòèêàëüíûõ ïåðåìåùåíèé íå ðåêîìåíäóåòñÿ, çà èñêëþ÷åíèåì òåõ
ñëó÷àåâ, êîãäà â òî÷íîñòè ñîáëþäàþòñÿ ïðåäïèñàíèÿ ïðîèçâîäèòåëÿ ïî
100
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
ýêñïëóàòàöèè è ñîáëþäåíèþ ìåð áåçîïàñíîñòè.
±´¾¹Ã¾Ì¶µ¹Â»¹ ¢Ã±¼Í¾Ì¶
µ¹Â»¹
ÂÀÁ¿Ã¹³¿À¿¼¿·¾¿º
À¿¼ÐÁ¾¿ÂÃÍÏ
›±Á¶Ã»±
¿Áɶ¾Í
§¹¼¹¾µÁ¹È¶Â»±ÐÃÁIJ±
¹¸¾¶Á·±³¶ÏʶºÂñ¼¹
Ðèñ. 6.28. Òèïîâîé áåñøòîêîâûé öèëèíäð ñ ìàãíèòíîé ìóôòîé,
îáåñïå÷èâàþùåé ñöåïëåíèå ìåæäó ïîðøíåì è êàðåòêîé
Åñëè íåâîçìîæíî îáåñïå÷èòü êîíòàêò ìåæäó êàðåòêîé è íàãðóçêîé
íåïîñðåäñòâåííî ïî îñåâîé ëèíèè öèëèíäðà, à ïðèõîäèòñÿ ðàñïîëàãàòü
íàãðóçêó íà íåêîòîðîì ðàññòîÿíèè îò îñåâîé ëèíèè (Õ – íà ðèñ. 6.29),
òî âåëè÷èíà äîïóñòèìîãî óñèëèÿ ðåçêî óìåíüøèòñÿ. Âî èçáåæàíèå
ïîâðåæäåíèÿ öèëèíäðà íåîáõîäèìî ñòðîãî ïðèäåðæèâàòüñÿ óêàçàíèé
ïðîèçâîäèòåëÿ.
Y
'0
ž±´Áĸ»±
Ðèñ. 6.29. Áîêîâîå ñìåùåíèå íàãðóçêè íà ðàññòîÿíèå
Õ ñíèæàåò åå äîïóñòèìóþ âåëè÷èíó
Ñ ÌÀÃÍÈÒÍÎÉ ÌÓÔÒÎÉ È ÍÀÏÐÀÂËßÞÙÈÌÈ
 çàâèñèìîñòè îò òèïà ïðèìåíÿåìûõ íàïðàâëÿþùèõ, ïðîáëåìà
áîêîâîé íàãðóçêè ìîæåò áûòü ëèáî ðåøåíà, ëèáî óñóãóáëåíà. Ïðè
èñïîëüçîâàíèè â êà÷åñòâå íàïðàâëÿþùåãî ýëåìåíòà øàðèêîïîäøèïíèêîâ
ïîÿâëÿåòñÿ âîçìîæíîñòü âîñïðèíèìàòü çíà÷èòåëüíóþ áîêîâóþ
íàãðóçêó, à òàêæå óâåëè÷èâàòü äëèíó õîäà. ×òî êàñàåòñÿ ïðåöèçèîííûõ
íàïðàâëÿþùèõ, òî îíè èìåþò íàñòîëüêî ìàëûé ïîñàäî÷íûé äîïóñê,
÷òî ìàëåéøàÿ äåôîðìàöèÿ ñóùåñòâåííî óâåëè÷èâàåò òðåíèå. Äëÿ
íàïðàâëÿþùèõ ýòîãî òèïà îäíèì èç ãëàâíûõ êðèòåðèåâ ïðè îïðåäåëåíèè
âåëè÷èíû äîïóñòèìîãî óñèëèÿ ÿâëÿåòñÿ äëèíà õîäà. Ó ïðîèçâîäèòåëåé
âñåãäà ìîæíî ïîëó÷èòü íåîáõîäèìóþ èíôîðìàöèþ îòíîñèòåëüíî
îïòèìàëüíîé áîêîâîé íàãðóçêè è îïòèìàëüíîé îðèåíòàöèè òàêèõ
öèëèíäðîâ ïðè ìîíòàæå îáîðóäîâàíèÿ.
Íà ðèñ. 6.30 ïîêàçàí òèïîâîé áåñøòîêîâûé ïíåâìàòè÷åñêèé öèëèíäð
ñ íàïðàâëÿþùèìè ýëåìåíòàìè è ìàãíèòíîé ìóôòîé, îáåñïå÷èâàþùåé
ñöåïëåíèå ìåæäó ïîðøíåì è êàðåòêîé.
101
6. Исполнительные устройства
Ðèñ. 6.30. Áåñøòîêîâûé öèëèíäð ñ íàïðàâëÿþùèìè,
äåìïôåðàìè è äàò÷èêàìè
Äëÿ òîãî ÷òîáû çàìåäëåíèå õîäà êàðåòêè ïðîèñõîäèëî ìÿãêî,
ðåêîìåíäóåòñÿ ïðåäóñìîòðåòü äåìïôèðóþùèå ýëåìåíòû íà îáîèõ
êîíöàõ öèëèíäðà. Â êîíñòðóêöèè, èçîáðàæåííîé íà ðèñ.6.30,
ïðèìåíåíû âñòðîåííûå äåìïôåðû. Íà ñïåöèàëüíîé ïëàíêå óñòàíîâëåíû
äàò÷èêè ïîëîæåíèÿ, âêëþ÷àþùèåñÿ ïîñðåäñòâîì ïîñòîÿííîãî ìàãíèòà,
âñòðîåííîãî â êàðåòêó.
Ñ ÍÀÏÐÀÂËßÞÙÈÌÈ ÝËÅÌÅÍÒÀÌÈ È
ÌÅÕÀÍÈ×ÅÑÊÈÌ ÑÖÅÏËÅÍÈÅÌ
Äëÿ ïîäúåìà èëè ïåðåìåùåíèÿ ãðóçîâ áîëüøîãî âåñà ïðèìåíÿåòñÿ
áåñøòîêîâûé ïíåâìîöèëèíäð ñ ëåíòî÷íûì óïëîòíåíèåì (ðèñ.6.31),
êîòîðûé èñêëþ÷àåò âîçìîæíîñòü îòñîåäèíåíèÿ êàðåòêè îò ïîðøíÿ
âñëåäñòâèå äèíàìè÷åñêèõ óäàðîâ. Îäíàêî òàêîé öèëèíäð, â îòëè÷èå
îò öèëèíäðà ñ ìàãíèòíûì ñöåïëåíèåì, íå îáåñïå÷èâàåò ñòîïðîöåíòíîé
ãåðìåòè÷íîñòè.
•¶½ÀŹÁÄÏʹº
À±ÃÁIJ¿»
ž¶ÂÄʹºÎ¼¶½¶¾Ã
˜±Ê¹Ã¾±Ð¼¶¾Ã±
œ¶¾Ã¿È¾¿¶
ÄÀ¼¿Ã¾¶¾¹¶
¿Áɶ¾Í
¤À¼¿Ã¾¶¾¹¶
µ¶½ÀŶÁ±
Ðèñ. 6.31. Áåñøòîêîâûé öèëèíäð ñ ëåíòî÷íûì óïëîòíåíèåì
ÏÍÅÂÌÀÒÈ×ÅÑÊÀß ÊÀÐÅÒÊÀ
Ïíåâìàòè÷åñêàÿ
êàðåòêà
(ðèñ.6.32)
ïðåäñòàâëÿåò
ñîáîé
ìàëîãàáàðèòíûé ïðåöèçèîííûé ëèíåéíûé ïðèâîä, êîòîðûé ìîæåò
èñïîëüçîâàòüñÿ â ðîáîòèçèðîâàííûõ êîìïëåêñàõ è ñáîðî÷íûõ àâòîìàòàõ.
Âõîäÿùèå â ñîñòàâ ìåõàíèçìîâ, îñóùåñòâëÿþùèõ îïåðàöèè ïî
ïåðåìåùåíèþ îáúåêòîâ ñ ìåñòà íà ìåñòî èëè èõ ïîçèöèîíèðîâàíèå,
ïíåâìàòè÷åñêèå êàðåòêè îáåñïå÷èâàþò ïðÿìîëèíåéíûå ïåðåìåùåíèÿ ñ
102
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
âûñîêîé òî÷íîñòüþ, áëàãîäàðÿ ïðåöèçèîííî îáðàáîòàííûì ìîíòàæíûì
ïîâåðõíîñòÿì è ñòðîãî ïàðàëëåëüíûì íàïðàâëÿþùèì ïîðøíåé.
¿Áɾ¹
#
"
"
B
#
C
Ðèñ. 6.32. Òèïîâàÿ ïíåâìàòè÷åñêàÿ êàðåòêà
 îäíîì âàðèàíòå íåïîäâèæíûì ìîæåò áûòü êîðïóñ, à øòîêè ñ
òîðöåâûìè ïëèòàìè áóäóò ïåðåìåùàòüñÿ (ðèñ.6.32 b). Èëè íàîáîðîò:
òîðöåâûå ïëèòû çàôèêñèðîâàíû íà ìîíòàæíîé ïîâåðõíîñòè, à ñàì êîðïóñ
ïåðåìåùàåòñÿ (ðèñ.6.32 ñ).  êàæäîì ñëó÷àå ïíåâìîðàñïðåäåëèòåëü
äîëæåí áûòü ïîäñîåäèíåí ê íåïîäâèæíî çàêðåïëåííîìó ýëåìåíòó,
ñîîòâåòñòâåííî ëèáî â òî÷êàõ À è Â, ëèáî â òî÷êàõ À è Â, êàê ïîêàçàíî
íà ðèñ. 6.32 à.
ÖÈËÈÍÄÐ Ñ ÏÓÑÒÎÒÅËÛÌ ØÒÎÊÎÌ
Öèëèíäð òàêîãî òèïà (ðèñ.6.33) ñïåöèàëüíî ðàçðàáîòàí äëÿ
âûïîëíåíèÿ ðàáîò òèïà “ïîäíÿòü-ïîëîæèòü”.
Ïîëûé øòîê îáåñïå÷èâàåò íåïîñðåäñòâåííîå ñîåäèíåíèå ìåæäó
èñòî÷íèêîì âàêóóìà è âàêóóìíîé ïðèñîñêîé, êîòîðàÿ êðåïèòñÿ ê
ðàáî÷åìó êîíöó øòîêà. Ñîåäèíèòåëüíàÿ òðóáêà â çàäíåé ÷àñòè öèëèíäðà
îñòàåòñÿ íåïîäâèæíîé, â òî âðåìÿ êàê øòîê âûäâèãàåòñÿ è âòÿãèâàåòñÿ.
¢Ã¿À¿Á¾±Ð´±º»±
µ¼Ð³±»ÄĽ¾¿º
ÀÁ¹Â¿Â»¹
ž±ÀÁ±³¼ÐÏʱÐ
µ¼ÐÀÁ¶µ¿Ã³Á±Ê¶¾¹Ð
ÀÁ¿³¿Á±È¹³±¾¹Ð
¶Âÿ
À¿µÂ¿¶µ¹¾¶¾¹Ð
¹ÂÿȾ¹»±³±»ÄĽ±
“Ì»¼Ïȱö¼Í
Ðèñ. 6.33. Öèëèíäð ñ ïóñòîòåëûì øòîêîì, æåñòêî
ñâÿçàííûé ñ èñòî÷íèêîì âàêóóìà
6. Исполнительные устройства
103
ÏÎÂÎÐÎÒÍÎ-ËÈÍÅÉÍÛÉ ÌÎÄÓËÜ
Òàê íàçûâàåìûé ïîâîðîòíî-ëèíåéíûé ìîäóëü (ðèñ.6.34) ïðåäñòàâëÿåò
ñîáîé óñòðîéñòâî, ñîñòîÿùåå èç ëèíåéíîãî öèëèíäðà è ïîâîðîòíîãî
èñïîëíèòåëüíîãî ìåõàíèçìà. Ïîâîðîòíûé ðû÷àã, ïðèêðåïëåííûé ê âàëó,
ìîæåò áûòü ñíàáæåí çàõâàòîì èëè âàêóóìíîé ïðèñîñêîé äëÿ ïîäúåìà
çàãîòîâîê è ïåðåíîñà èõ íà äðóãîå ìåñòî ïîñëå ïîâîðîòà ðû÷àãà. Ýòî
ïîçâîëÿåò ñîçäàòü ãîòîâûé ðàáî÷èé óçåë äëÿ ïåðåìåùåíèÿ äåòàëåé ïî
ïðèíöèïó “ïîäíÿòü-ïîëîæèòü”.
Ðèñ.6.34. Ïîâîðîòíî-ëèíåéíûé ìîäóëü
ÏÍÅÂÌÀÒÈ×ÅÑÊÈÉ ÇÀÕÂÀÒ
Ïíåâìàòè÷åñêèé çàõâàò ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé èñïîëíèòåëüíîå
óñòðîéñòâî, ïðåäíàçíà÷åííîå äëÿ çàõâàòà äåòàëåé â ìàøèíàõ òèïà
ïðîìûøëåííûõ ðîáîòîâ.
Ìåõàíèçì, ïîêàçàííûé íà ðèñ.6.35, èìååò äâà ïîðøíÿ,
ïåðåìåùàþùèõñÿ â ïðîòèâîïîëîæíûõ íàïðàâëåíèÿõ è îáåñïå÷èâàþùèõ
ñìûêàíèå è ðàçìûêàíèå ãóáîê.
˜‘¦“‘£¡‘¢›¡¬£
“ÂÀ¿½¿´±Ã¶¼Í¾Ìº
À¿Áɶ¾Í
”¼±³¾ÌºÀ¿Áɶ¾Í
˜‘¦“‘£˜‘›¡¬£
¡¶´Ä¼¹Á¿³¿È¾Ìº
µÁ¿Â¶¼Í
Ðèñ. 6.35. Òèïîâîé ïíåâìàòè÷åñêèé øàðíèðíûé çàõâàò
Ðèñ.6.36 èëëþñòðèðóåò òèïîâûå ñëó÷àè ïðèìåíåíèÿ ïîâîðîòíûõ
ïðèâîäîâ è ïíåâìàòè÷åñêèõ çàõâàòîâ, î êîòîðûõ øëà ðå÷ü âûøå.
104
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
Ðèñ. 6.36. Òèïîâûå ñëó÷àè èñïîëüçîâàíèÿ ïîâîðîòíîãî
ïðèâîäà è ïíåâìàòè÷åñêîãî çàõâàòà
7. ÏÍÅÂÌÀÒÈ×ÅÑÊÈÅ
ÐÀÑÏÐÅÄÅËÈÒÅËÈ
ÔÓÍÊÖÈÈ ÏÍÅÂÌÎÐÀÑÏÐÅÄÅËÈÒÅËÅÉ
Ïíåâìîðàñïðåäåëèòåëè ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ ïåðåðàñïðåäåëåíèÿ ïîòîêà
ñæàòîãî âîçäóõà ìåæäó âõîäíûìè è âûõîäíûìè ïðèñîåäèíèòåëüíûìè
îòâåðñòèÿìè (ïîðòàìè) çà ñ÷åò èçìåíåíèÿ ñõåìû êîììóòàöèè
ñîîáùàþùèõñÿ ñ íèìè êàíàëîâ. Ïíåâìîðàñïðåäåëèòåëè õàðàêòåðèçóþòñÿ
ñëåäóþùèìè ïîêàçàòåëÿìè: êîëè÷åñòâîì ïðèñîåäèíèòåëüíûõ îòâåðñòèé,
êîëè÷åñòâîì ïîçèöèé ïåðåêëþ÷åíèÿ, íîðìàëüíîé (îñíîâíîé) ïîçèöèåé
è ñïîñîáîì óïðàâëåíèÿ ðàñïðåäåëèòåëåì. Ïåðâûå äâà ïóíêòà îáû÷íî
âûðàæàþòñÿ óñëîâíûìè îáîçíà÷åíèÿìè 5/2, 3/2, 2/2 è ò. ä. Ïåðâàÿ
öèôðà îáîçíà÷àåò êîëè÷åñòâî ïðèñîåäèíèòåëüíûõ îòâåðñòèé (èñêëþ÷àÿ
îòâåðñòèÿ óïðàâëåíèÿ), à âòîðàÿ öèôðà îòíîñèòñÿ ê êîëè÷åñòâó ïîçèöèé
ïåðåêëþ÷åíèÿ ðàñïðåäåëèòåëÿ.
Îïèñàíèå îñíîâíûõ ôóíêöèé ðàñïðåäåëèòåëåé è óñëîâíûå
ãðàôè÷åñêèå ñèìâîëû äëÿ èõ îáîçíà÷åíèÿ, ïðèíÿòûå â ñèñòåìå ISO,
ïðèâåäåíû íèæå â òàáë. 7.1.
ÎÁÎÇÍÀ×ÅÍÈÅ ÏÐÈÑÎÅÄÈÍÈÒÅËÜÍÛÕ
ÎÒÂÅÐÑÒÈÉ ÏÍÅÂÌÎÐÀÑÏÐÅÄÅËÈÒÅËÅÉ
Îáîçíà÷åíèÿ ïðèñîåäèíèòåëüíûõ îòâåðñòèé ïíåâìîðàñïðåäåëèòåëåé
íå ÿâëÿþòñÿ óíèâåðñàëüíûìè. Ýòî ñêîðåå äàíü òðàäèöèÿì, ÷åì
ñîáëþäåíèå òðåáîâàíèé ñòàíäàðòîâ.
Áóêâåííûå êîäû âåäóò ñâîå ïðîèñõîæäåíèå îò “ñòàðøåãî ïî
âîçðàñòó” ãèäðàâëè÷åñêîãî îáîðóäîâàíèÿ. Ëàòèíñêàÿ áóêâà “Ð”, êîòîðîé
îáîçíà÷àåòñÿ îòâåðñòèå ïîäâîäà ýíåðãèè (ïèòàíèÿ), áûëà âçÿòà îò ñëîâà
“pump” (íàñîñ), ò.å. îò ïîíÿòèÿ ãèäðàâëè÷åñêîãî íàñîñà êàê èñòî÷íèêà
ïîòåíöèàëüíîé ýíåðãèè æèäêîñòè, íàõîäÿùåéñÿ ïîä äàâëåíèåì.
106
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
Òàáëèöà 7.1. Óñëîâíûå ãðàôè÷åñêèå èçîáðàæåíèÿ, ïðèíöèïèàëüíîå
óñòðîéñòâî è îñíîâíûå îáëàñòè ïðèìåíåíèÿ ïíåâìîðàñïðåäåëèòåëåé
Обозначение
Конструктивная схема
2
2
1
1
2
1
3
2
2
3
1
3
1
Функция
Применение
2/2. ВКЛ/ВЫКЛ без выхлопа
Пневматические
двигатели и
пневматический
инструмент
3/2. Нормально закрытый
(НЗ), для подачи или
выпуска воздуха через
выходное отверстие А
Цилиндры простого
действия (толкающего
типа), пневматические
сигнальные устройства
3/2. Нормально открытый
(НО), для подачи или
выпуска воздуха через
выходное отверстие А
Цилиндры
простого действия,
пневматические
сигнальные устройства
инверсного типа
4/2. Переключение
потока воздуха между
выходными отверстиями А
и В с общим выпуском
Цилиндры
двустороннего
действия
5/2. Переключение потока
воздуха между выходными
отверстиями А и В с
раздельным выпуском
Цилиндры
двустороннего
действия
Цилиндры
5/3. Закрытый центр:
двустороннего
То же, что и 5/2, но с полностью
действия с
отсеченным от пневмосистемы
возможностью
средним положением
остановки
Цилиндры
5/3. Открытый центр:
двустороннего
То же, что и 5/2, но с
действия с
возможностью выпуска воздуха
возможностью сброса
в среднем положении
давления из цилиндра
5/3. Центр под давлением.
То же, что и 5/2, но с
возможностью подачи
давления в среднем положении
Специальные
конструкции,
например, стопорные
цилиндры
Âûõîäíîå (ðàáî÷åå) îòâåðñòèå ðàñïðåäåëèòåëÿ 2/2 èëè 3/2 âñåãäà
îáîçíà÷àëîñü áóêâîé “À”, à âòîðîå îòâåðñòèå ñ àíàëîãè÷íîé ôóíêöèåé ó
ðàñïðåäåëèòåëåé 4/2 è 5/2 - ëàòèíñêîé áóêâîé “Â”.
Âûïóñêíîå îòâåðñòèå (âûõëîï) íåèçìåííî îáîçíà÷àëîñü áóêâîé “R”
îò ñëîâà “return” (âîçâðàò ãèäðàâëè÷åñêîé æèäêîñòè â ìàñëÿíûé áàê).
Âòîðîå âûõîäíîå îòâåðñòèå â êëàïàíå 5/2 îáîçíà÷àëîñü áóêâîé S, ëèáî
îòâåðñòèÿ âûõëîïà êîäèðîâàëè êàê R1 è R2.
Îòâåðñòèå óïðàâëåíèÿ, îáåñïå÷èâàþùåå ñâÿçü ìåæäó îòâåðñòèåì
ïèòàíèÿ è ðàáî÷èì îòâåðñòèåì À, ïåðâîíà÷àëüíî èìåëî êîäîâîå
îáîçíà÷åíèå «Z», à äðóãîå îòâåðñòèå îáîçíà÷àëîñü áóêâîé «Y» (äâå
ïîñëåäíèå áóêâû ëàòèíñêîãî àëôàâèòà, êàê îáîçíà÷åíèå äâóõ êðàéíèõ
107
7. Пневматические распределители
òî÷åê).
Ïîñëå 20 ëåò äèñêóññèé ïî ïîâîäó ñèìâîëîâ, ïðèìåíÿåìûõ â
ïíåâìàòèêå è ãèäðàâëèêå, îäíà èç ðàáî÷èõ ãðóïï Ìåæäóíàðîäíîé
îðãàíèçàöèè ïî ñòàíäàðòèçàöèè (ISO) ïîäàëà èäåþ, çàêëþ÷àþùóþñÿ â
òîì, ÷òîáû ïîðòû ðàñïðåäåëèòåëÿ îáîçíà÷àëèñü íå áóêâàìè, à öèôðàìè,
îäíàêî âûõîä â ñâåò ñòàíäàðòà ISO 1219 áûë çàäåðæàí íà 6 ëåò. Ñîãëàñíî
ýòîìó ñòàíäàðòó, îòâåðñòèå ïîäâîäà ýíåðãèè äîëæíî îáîçíà÷àòüñÿ
öèôðîé “1”, âûõîäíûå îòâåðñòèÿ - öèôðàìè “2” è “4”, îòâåðñòèå
óïðàâëåíèÿ, ñîåäèíÿþùåå “1” è “2”, äîëæíî èìåòü êîä “12” è ò. ä. Â
òàáëèöå 7.2 ïîêàçàíû ÷åòûðå îñíîâíûõ íàáîðà êîäîâ, ïðèìåíÿþùèõñÿ
äëÿ îáîçíà÷åíèÿ ïðèñîåäèíèòåëüíûõ îòâåðñòèé ðàñïðåäåëèòåëÿ. Â
íàñòîÿùåå âðåìÿ ïðåäïî÷òåíèå îòäàåòñÿ öèôðîâûì êîäàì.
Òàáëèöà 7.2. Îñíîâíûå óñëîâíûå îáîçíà÷åíèÿ äëÿ èäåíòèôèêàöèè
ïðèñîåäèíèòåëüíûõ îòâåðñòèé íîðìàëüíî çàêðûòîãî (ÍÇ)
è íîðìàëüíî îòêðûòîãî (ÍÎ) ðàñïðåäåëèòåé
Подвод
воздуха
Выход,
НЗ
Выход,
НО
Выхлоп
НЗ
Выхлоп
НО
Отверстие
управления
НЗ
Отверстие
управления
НО
Р
А
В
R
S
Z
Y
P
A
B
R1
R2
Z
Y
P
A
B
EA
EB
PA
PB
1
2
4
3
5
12
14
ÌÎÍÎÑÒÀÁÈËÜÍÛÅ È ÁÈÑÒÀÁÈËÜÍÛÅ
ÐÀÑÏÐÅÄÅËÈÒÅËÈ
Ìîíîñòàáèëüíûìè
íàçûâàþòñÿ
ðàñïðåäåëèòåëè,
êîòîðûå
âîçâðàùàþòñÿ â èñõîäíîå ïîëîæåíèå ïðè ñíÿòèè óïðàâëÿþùåãî
ñèãíàëà. Îíè èìåþò îäíî, ñòðîãî îïðåäåëåííîå ïîëîæåíèå, â êîòîðîå
âîçâðàùàþòñÿ àâòîìàòè÷åñêè.
Áèñòàáèëüíûå ðàñïðåäåëèòåëè íå èìåþò îñíîâíîãî ïîëîæåíèÿ è ïðè
îòñóòñòâèè ñèãíàëà îñòàþòñÿ â òîì ïîëîæåíèè, â êîòîðîì íàõîäèëèñü,
ïîêà íå ïðèäåò ïðîòèâîïîëîæíûé ñèãíàë. Ïîýòîìó èìè ìîæíî óïðàâëÿòü
ñ ïîìîùüþ êðàòêîâðåìåííûõ (èìïóëüñíûõ) ñèãíàëîâ.
ÒÈÏÛ ÐÀÑÏÐÅÄÅËÈÒÅËÅÉ
Ïî
ñâîåìó
ïðèíöèïèàëüíîìó
êîíñòðóêòèâíîìó
ðåøåíèþ
ðàñïðåäåëèòåëè ïîäðàçäåëÿþòñÿ íà äâà îñíîâíûõ òèïà - êëàïàííûå è
çîëîòíèêîâûå. Ïîñëåäíèå, â ñâîþ î÷åðåäü, ìîãóò èìåòü êàê ýëàñòè÷íûå,
òàê è «ìåòàëëè÷åñêèå» óïëîòíåíèÿ (óïëîòíåíèå ìåòàëë ïî ìåòàëëó). Íà
ðèñ. 7.3 ïðåäñòàâëåíû äàííûå âàðèàíòû.
108
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
¢Î¼±ÂùȾ̽
ÄÀ¼¿Ã¾¶¾¹¶½
›¼±À±¾¾Ì¶
¾¶³½¿Á±ÂÀÁ¶µ¶¼¹Ã¶¼¹
˜¿¼¿Ã¾¹»¿³Ì¶
¢Ç¹¼¹¾µÁ¹È¶Â»¹½
¸¿¼¿Ã¾¹»¿½
›Á±¾¿³Ì¶
Á±ÂÀÁ¶µ¶¼¹Ã¶¼¹
¢½¶Ã±¼¼¹È¶Â»¹½
ÄÀ¼¿Ã¾¶¾¹¶½
¢À¼¿Â»¹½
¸¿¼¿Ã¾¹»¿½
Ðèñ. 7.3. Ðàçëè÷íûå òèïû ðàñïðåäåëèòåëåé è ñïîñîáû óïëîòíåíèé
ÊËÀÏÀÍÍÛÅ ÐÀÑÏÐÅÄÅËÈÒÅËÈ
Óïðàâëåíèå ïîòîêîì âîçäóõà â êëàïàííûõ ðàñïðåäåëèòåëÿõ
îñóùåñòâëÿåòñÿ ïîñðåäñòâîì òàðåëü÷àòîãî êëàïàíà, òî åñòü äèñêà èëè
òîëêàòåëÿ ñ ýëàñòè÷íûì óïëîòíåíèåì, ïåðåìåùàþùèõñÿ â íàïðàâëåíèè
ïîä ïðÿìûì óãëîì ê ïðèëåãàþùåé ïîâåðõíîñòè ñåäëà.
B
C
D
Ðèñ. 7.4. Îñíîâíûå òèïû òàðåëü÷àòûõ êëàïàíîâ
Òàðåëü÷àòûé êëàïàí ìîæåò èìåòü äâà èëè òðè ïðèñîåäèíèòåëüíûõ
îòâåðñòèÿ. Äëÿ ïíåâìîðàñïðåäåëèòåëåé ñ ÷åòûðüìÿ èëè ïÿòüþ ïîðòàìè
â îäíîì êîðïóñå äîëæíû áûòü ñìîíòèðîâàíû êàê ìèíèìóì äâà
òàðåëü÷àòûõ êëàïàíà.
Íà ðèñ.7.4-à ïîäâîäèìîå äàâëåíèå ñòðåìèòñÿ ïîäíÿòü óïëîòíÿþùèé
ýëåìåíò ñ ñåäëà. Äëÿ óäåðæàíèÿ êëàïàíà â çàêðûòîì ïîëîæåíèè
òðåáóåòñÿ äîñòàòî÷íîå óñèëèå, ñîçäàâàåìîå, íàïðèìåð, ïðóæèíîé. Íà
ðèñ.7.4-b óñèëèå îò ïîäâîäèìîãî äàâëåíèÿ ñêëàäûâàåòñÿ ñ óñèëèåì
ïðóæèíû, ïîìîãàÿ óäåðæèâàòü êëàïàí â çàêðûòîì ïîëîæåíèè. Ïðè
ýòîì óñèëèå îòêðûòèÿ áóäåò çàâèñåòü êàê îò ðàáî÷åãî äàâëåíèÿ, òàê
è îò ïëîùàäè êëàïàíà. Ïî ýòîé ïðè÷èíå òàêàÿ êîíñòðóêöèÿ ìîæåò
ïðèìåíÿòüñÿ òîëüêî äëÿ êëàïàíîâ ñ ðàçìåðàìè ïðîõîäíûõ îòâåðñòèé
1/8" èëè ìåíüøå.
109
7. Пневматические распределители
"
"
1
B
"
1
1
3
¤Â¼¿³¾¿¶¿²¿¸¾±È¶¾¹¶
¹Âö½¶*40
C
Ðèñ. 7.5. Òàðåëü÷àòûé êëàïàí ñ ìåõàíè÷åñêèì óïðàâëåíèåì
Íà ðèñ. 7.5 ïîêàçàí íîðìàëüíî çàêðûòûé (ÍÇ) òàðåëü÷àòûé êëàïàí
3/2 òîãî æå òèïà, ÷òî è íà ðèñ.7.4-b.
 íåðàáî÷åì ïîëîæåíèè (ðèñ.7.5-à) âûïóñê îòðàáîòàííîãî âîçäóõà
îñóùåñòâëÿåòñÿ ÷åðåç ïîëûé òîëêàòåëü. Ïðè ñðàáàòûâàíèè êëàïàíà
(ðèñ.7.5-b) âûïóñêíîå îòâåðñòèå çàêðûâàåòñÿ, è ïîòîê âîçäóõà
óñòðåìëÿåòñÿ îò îòâåðñòèÿ ïîäâîäà âîçäóõà Ð ê âûõîäíîìó îòâåðñòèþ
À.
"
ž˜ žŸ
B
ž˜
ž˜
žŸ
žŸ
¤Â¼¿³¾¿¶¿²¿¸¾±È¶¾¹¶
¹Âö½¶*40
C
Ðèñ.7.6. Óðàâíîâåøåííûé òàðåëü÷àòûé êëàïàí 3/2
Êîíñòðóêöèè íà ðèñ.7.4-ñ è 7.6 ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé óðàâíîâåøåííûé
òàðåëü÷àòûé êëàïàí. Âõîäíîå äàâëåíèå âîçäåéñòâóåò íà îäèíàêîâûå
ïëîùàäè ïîâåðõíîñòè â îáîèõ íàïðàâëåíèÿõ.
Èñïîëüçîâàíèå â êîíñòðóêöèè óðàâíîâåøåííîãî òàðåëü÷àòîãî
êëàïàíà ïîçâîëÿåò ñìîíòèðîâàòü ïíåâìîðàñïðåäåëèòåëü êàê â íîðìàëüíî
çàêðûòîì (ÍÇ), òàê è â íîðìàëüíî îòêðûòîì (ÍÎ) ïîëîæåíèÿõ.
Íîðìàëüíî îòêðûòûå ðàñïðåäåëèòåëè ìîãóò ïðèìåíÿòüñÿ, íàïðèìåð,
äëÿ âîçâðàòà â èñõîäíîå ïîëîæåíèå ïíåâìàòè÷åñêèõ öèëèíäðîâ
îäíîñòîðîííåãî äåéñòâèÿ.
110
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
ÇÎËÎÒÍÈÊÎÂÛÅ ÐÀÑÏÐÅÄÅËÈÒÅËÈ
 ðàñïðåäåëèòåëÿõ ñ öèëèíäðè÷åñêèì, ïëîñêèì çîëîòíèêîì è
êðàíîâûõ ðàñïðåäåëèòåëÿõ èçìåíåíèå êîììóòàöèè ìåæäó ïîðòàìè
ïðîèñõîäèò çà ñ÷åò ïåðåìåùåíèÿ çîëîòíèêà.
ÏÍÅÂÌÎÐÀÑÏÐÅÄÅËÈÒÅËÈ Ñ
ÖÈËÈÍÄÐÈ×ÅÑÊÈÌ ÇÎËÎÒÍÈÊÎÌ
 òàêèõ ðàñïðåäåëèòåëÿõ öèëèíäðè÷åñêèå çîëîòíèêè ïåðåìåùàþòñÿ
âäîëü êîðïóñà, à âîçäóõ ïîäàåòñÿ ïîä ïðÿìûì óãëîì ê îñè çîëîòíèêà.
Öèëèíäðè÷åñêèå çîëîòíèêè èìåþò îäèíàêîâûå ïëîùàäè óïëîòíÿþùèõ
ïîâåðõíîñòåé è ïîýòîìó óðàâíîâåøåíû ïî äàâëåíèþ.
ÝËÀÑÒÈ×ÍÛÅ ÓÏËÎÒÍÅÍÈß
Íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåííûå êîíñòðóêöèè çîëîòíèêîâ è óïëîòíåíèé
ïîêàçàíû íà ðèñ.7.7 è 7.8. Íà ðèñ.7.7 óïëîòíèòåëüíûå êîëüöà êðóãëîãî
ñå÷åíèÿ óñòàíàâëèâàþòñÿ â êàíàâêàõ íà òåëå çîëîòíèêà è âìåñòå ñ
íèì ïåðåìåùàþòñÿ â ìåòàëëè÷åñêîé ãèëüçå. Äëÿ óìåíüøåíèÿ èçíîñà
óïëîòíèòåëüíûõ êîëåö ðàáî÷èå êàíàëû êîðïóñà â ãèëüçå ðàçäåëåíû íà
áîëüøîå êîëè÷åñòâî ìåëêèõ îòâåðñòèé.
 ðàñïðåäåëèòåëå, èçîáðàæåííîì íà ðèñ.7.8, óïëîòíåíèÿ íàõîäÿòñÿ â
êîðïóñå è óäåðæèâàþòñÿ â íóæíîì ïîëîæåíèè ïðè ïîìîùè ñåêöèîííûõ
ïðîñòàâîê.
Íà ðèñ.7.9 ïîêàçàí öèëèíäðè÷åñêèé çîëîòíèê ñ êîëüöàìè îâàëüíîãî
ñå÷åíèÿ. Íè îäíîìó èç íèõ íå òðåáóåòñÿ ïåðåñåêàòü ðàñòî÷êè â
êîðïóñå. Êîëüöà òîëüêî îòêðûâàþò èëè çàêðûâàþò ñîîòâåòñòâóþùóþ
êëàïàííóþ ùåëü. Òàêàÿ êîíñòðóêöèÿ îáåñïå÷èâàåò îòñóòñòâèå óòå÷åê
ïðè ìèíèìàëüíîì òðåíèè çîëîòíèêà, ÷òî ñïîñîáñòâóåò ÷ðåçâû÷àéíî
äëèòåëüíîìó ñðîêó ñëóæáû ðàñïðåäåëèòåëÿ.
«ÌÅÒÀËËÈ×ÅÑÊÎÅ ÓÏËÎÒÍÅÍÈÅ»
Ðèñ. 7.7. Ðàñïðåäåëèòåëü ñ öèëèíäðè÷åñêèì çîëîòíèêîì è
óïëîòíèòåëüíûìè êîëüöàìè, ïåðåêðûâàþùèìè âûõîäíûå îòâåðñòèÿ
111
7. Пневматические распределители
Ðèñ. 7.8. Ðàñïðåäåëèòåëü ñ öèëèíäðè÷åñêèì
çîëîòíèêîì è óïëîòíåíèÿìè â êîðïóñå
"
#
1
&"
&#
Ðèñ. 7.9. Ðàñïðåäåëèòåëü ñ çîëîòíèêîì è êîëüöàìè îâàëüíîãî ñå÷åíèÿ
Ðàñïðåäåëèòåëè ñ òùàòåëüíî ïðèòåðòûìè ïî ñîïðÿãàåìûì
ïîâåðõíîñòÿì ìåòàëëè÷åñêèìè ãèëüçîé è çîëîòíèêîì (ðèñ.7.10) èìåþò
î÷åíü ìàëîå ñîïðîòèâëåíèå òðåíèÿ, îáëàäàþò âûñîêèì áûñòðîäåéñòâèåì
è èñêëþ÷èòåëüíî äëèòåëüíûì ñðîêîì ñëóæáû. Òàêèå ðàñïðåäåëèòåëè
ðåêîìåíäóåòñÿ èñïîëüçîâàòü â óñëîâèÿõ ïîâûøåííîé ÷àñòîòû
ïåðåêëþ÷åíèé è íàãðóçêè ïî ïðè÷èíå ñóùåñòâåííî áîëüøåãî ðåñóðñà
ðàáîòû. Åñòü óñïåøíûé îïûò èõ ïðèìåíåíèÿ ïðè íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ,
êîãäà «ìåòàëëè÷åñêîå óïëîòíåíèå» ñîõðàíÿåò ðàáîòîñïîñîáíîñòü, â
òî âðåìÿ êàê ðåçèíîâûå óïëîòíåíèÿ òåðÿþò ýëàñòè÷íîñòü. Êîíå÷íî,
êîíñòðóêöèÿ ñ ïðèòåðòûì ñòàëüíûì çîëîòíèêîì ïîäðàçóìåâàåò íàëè÷èå
êîëüöåâîãî çàçîðà, âåëè÷èíà êîòîðîãî ñîñòàâëÿåò îêîëî 3 ìêì. Ïîýòîìó
â ðàñïðåäåëèòåëå èìååò ìåñòî íåáîëüøàÿ âíóòðåííÿÿ ïåðåòå÷êà âîçäóõà
"
&"
1
#
1"
#
&#
"
&"
#
"
1#
&# 1 &"
¤Â¼¿³¾Ì¶¿²¿¸¾±È¶¾¹Ð
³Â¹Âö½¶*40
1
#
&#
"
1"
1#
&# 1 &"
Ðèñ. 7.10. Óñòðîéñòâî ðàñïðåäåëèòåëÿ ñ öèëèíäðè÷åñêèì
çîëîòíèêîì è ãèëüçîé áåç ýëàñòè÷íûõ óïëîòíåíèé
ñ ðàñõîäîì îêîëî îäíîãî äåöèëèòðà â ìèíóòó. Ýòî íå èìååò áîëüøîãî
112
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
çíà÷åíèÿ äî òåõ ïîð, ïîêà íå âîçíèêàåò íåîáõîäèìîñòè óäåðæèâàòü
èñïîëíèòåëüíîå óñòðîéñòâî â íåïîäâèæíîì ïîëîæåíèè â òå÷åíèå
íåêîòîðîãî âðåìåíè (íàïðèìåð, â 5/3 ðàñïðåäåëèòåëå ñ çàêðûòîé
öåíòðàëüíîé ïîçèöèåé).
ÐÀÑÏÐÅÄÅËÈÒÅËÈ Ñ ÏËÎÑÊÈÌ ÇÎËÎÒÍÈÊÎÌ
Íàïðàâëåíèå ïîòîêà âîçäóõà â òàêîì ðàñïðåäåëèòåëå çàâèñèò îò
ïîëîæåíèÿ ïîëçóíà (ïëîñêîãî çîëîòíèêà), âûïîëíåííîãî èç ìåòàëëà,
íåéëîíà èëè ïëàñòèêà. Ïîëçóí ïåðåìåùàåòñÿ çà ñ÷åò äâèæåíèÿ ïîðøíÿ
ñ ýëàñòè÷íûìè óïëîòíåíèÿìè, êîòîðûé óïðàâëÿåòñÿ ñæàòûì âîçäóõîì
(ðèñ.7.11).
1
1
1#
1"
1"
1#
"
&#
&"
"
#
#
"
&"
#
"
1"
&#
1#
¤Â¼¿³¾Ì¶¿²¿¸¾±È¶¾¹Ð
³Â¹Âö½¶*40
&# 1 &"
#
"
1"
1#
&# 1 &"
Ðèñ. 7.11. 5/2-ïíåâìîðàñïðåäåëèòåëü ñ ïëîñêèì çîëîòíèêîì
ÊÐÀÍÎÂÛÅ ÐÀÑÏÐÅÄÅËÈÒÅËÈ
Ìåòàëëè÷åñêèé äèñê ñ îòâåðñòèÿìè (ðèñ.7.12) ïîâîðà÷èâàåòñÿ
âðó÷íóþ, îáåñïå÷èâàÿ ñâÿçü ìåæäó îòâåðñòèÿìè â êîðïóñå
ðàñïðåäåëèòåëÿ. Ðàñïðåäåëåíèå äàâëåíèé ïî ïîâåðõíîñòÿì äèñêà
ñîçäàåò óñèëèå, êîòîðîå ïðèæèìàåò åãî ê ñîïðÿæåííîé ïîâåðõíîñòè, â
ðåçóëüòàòå ÷åãî óòå÷êà ñâîäèòñÿ ê ìèíèìóìó. Ðàáî÷åå äàâëåíèå ïîäàåòñÿ
â ïðîñòðàíñòâî íàä äèñêîì.
113
7. Пневматические распределители
1
"
"
#
" #
#
&9
1 &9
" #
#
"
" #
#
"
1 &9
1 &9
&9
"
¤Â¼¿³¾¿¶
¿²¿¸¾±È¶¾¹¶
³Â¹Âö½¶*40
" #
" #
1 &9
1 &9
&9
"
#
&9
#
&9
Ðèñ. 7.12. Ïíåâìîðàñïðåäåëèòåëü ñ ïîâîðîòíûì äèñêîì è äèñê â ðàçðåçå äëÿ
ðàáîòû â ðåæèìå 4/3 ñ çàêðûòîé è îòêðûòîé öåíòðàëüíûìè ïîçèöèÿìè
ÓÏÐÀÂËÅÍÈÅ ÏÍÅÌÎÐÀÑÏÐÅÄÅËÈÒÅËßÌÈ
ÌÅÕÀÍÈ×ÅÑÊÎÅ ÓÏÐÀÂËÅÍÈÅ
 àâòîìàòèçèðîâàííûõ ìàøèííûõ êîìïëåêñàõ ìåõàíè÷åñêè
óïðàâëÿåìûå ðàñïðåäåëèòåëè ìîãóò ðàñïîçíàâàòü ïîëîæåíèå äâèæóùèõñÿ
óçëîâ ìàøèíû è âûäàâàòü ñèãíàëû äëÿ ñèñòåìû àâòîìàòè÷åñêîãî
óïðàâëåíèÿ ðàáî÷èì öèêëîì.
Íà ðèñ.7.13 ïîêàçàíû îñíîâíûå ìåõàíè÷åñêèå ñðåäñòâà ïðÿìîãî
óïðàâëåíèÿ.
£¿¼»±Ã¶¼Í
¡¿¼¹»
¡¿¼¹» ³¹µÂ²¿»Ä
¡¿¼¹»¿³ÌºÁÌȱ´
Ðèñ. 7.13. Îñíîâíûå ìåõàíè÷åñêèå ñðåäñòâà óïðàâëåíèÿ
114
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
ÌÅÐÛ ÏÐÅÄÎÑÒÎÐÎÆÍÎÑÒÈ ÏÐÈ
ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÈÈ ÐÎËÈÊÎÂÛÕ ÐÛ×ÀÃÎÂ
Ïðè èñïîëüçîâàíèè êóëà÷êîâ äëÿ óïðàâëåíèÿ ðàñïðåäåëèòåëÿìè,
ðàáîòàþùèìè îò ðîëèêîâîãî ðû÷àãà, ñëåäóåò ñîáëþäàòü ñïåöèàëüíûå
ìåðû ïðåäîñòîðîæíîñòè. Íà ðèñ. 7.14, ñëåâà ýòî ïîêàçàíî íàãëÿäíî:
ðàáî÷èé õîä ðîëèêà íå äîëæåí äîõîäèòü äî êîíöà ïîëíîãî õîäà. Ðàáî÷èé
óêëîí ïðîôèëÿ êóëà÷êà äîëæåí èìåòü óãîë îêîëî 30° (ðèñ.7.14, ñïðàâà).
Áîëåå êðóòûå óêëîíû áóäóò ñîçäàâàòü ìåõàíè÷åñêèå íàãðóçêè íà ðû÷àã.
Ðîëèê îäíîñòîðîííåãî äåéñòâèÿ (èëè ðîëèê ñ õîëîñòûì îáðàòíûì
õîäîì, èëè ðîëèê ñ ëîìàþùèìñÿ ðû÷àãîì). Óïðàâëÿþùèé êóëà÷îê
âîçäåéñòâóåò íà ðàñïðåäåëèòåëü ïðè äâèæåíèè èñïîëíèòåëüíîãî
óñòðîéñòâà òîëüêî â îäíîì íàïðàâëåíèè. Ïðè äâèæåíèè â îáðàòíîì
íàïðàâëåíèè ðîëèê âîçâðàùàåòñÿ â èñõîäíîå ïîëîæåíèå, íå âîçäåéñòâóÿ
íà ðàñïðåäåëèòåëü.
15 05 55
ž– ¡‘“™œ­žŸ
¡‘“™œ­žŸ
15ž¶µ¿²¿ÁÆ¿µ±
05 ¶Á¶²¿ÁÆ¿µ±
55 ¿¼¾ÌºÆ¿µ
¿¼¶¸¾Ìº
Æ¿µÁ¿¼¹»±
Ðèñ.7.14. Ìåðû ïðåäîñòîðîæíîñòè ïðè ðàáîòå
ñ ðîëèêîâûìè ðû÷àãàìè è êóëà÷êàìè
ÐÓ×ÍÎÅ ÓÏÐÀÂËÅÍÈÅ
Ðó÷íîå óïðàâëåíèå îáû÷íî îáåñïå÷èâàåòñÿ ïðè ïîìîùè èìåþùèõñÿ
äëÿ ýòîãî óñòðîéñòâ óïðàâëåíèÿ (ðèñ.7.15; 7.16), ïðèñïîñîáëåííûõ äëÿ
âîçäåéñòâèÿ âðó÷íóþ íà ðàñïðåäåëèòåëü ñ ìåõàíè÷åñêèì óïðàâëåíèåì.
Ìîíîñòàáèëüíûå ðàñïðåäåëèòåëè ñ ðó÷íûì óïðàâëåíèåì (ñ
ïðóæèííûì âîçâðàòîì) îáû÷íî ïðèìåíÿþòñÿ äëÿ ïóñêà, îñòàíîâêè
è âûïîëíåíèÿ äðóãèõ îïåðàöèé, ðåãóëèðóþùèõ ðàáîòó áëîêà
ïíåâìàòè÷åñêîãî óïðàâëåíèÿ.
¤Ã¿À¼¶¾¾±Ð
»¾¿À»±
“ÌÂÃÄÀ±ÏʱÐ
»¾¿À»±
”Á¹²¿³¹µ¾±Ð
»¾¿À»±
Ðèñ. 7.15. Îñíîâíûå ìîíîñòàáèëüíûå óñòðîéñòâà ðó÷íîãî óïðàâëåíèÿ
115
7. Пневматические распределители
¿³¿Á¿Ã¾ÌºÃĽ²¼¶Á
£Ä½²¼¶Á
›¼ÏÈ
Ðèñ. 7.16. Áèñòàáèëüíûå óñòðîéñòâà ðó÷íîãî óïðàâëåíèÿ
Âî ìíîãèõ ñëó÷àÿõ áûâàåò ïðåäïî÷òèòåëüíåå, ÷òîáû ðàñïðåäåëèòåëü
êàêîå-òî âðåìÿ ñîõðàíÿë ñâîå ïîëîæåíèå. Íà ðèñ. 7.16 ïîêàçàíû
îñíîâíûå òèïû áèñòàáèëüíûõ óñòðîéñòâ ðó÷íîãî óïðàâëåíèÿ.
ÏÍÅÂÌÀÒÈ×ÅÑÊÎÅ ÓÏÐÀÂËÅÍÈÅ
Ïíåâìîðàñïðåäåëèòåëè, ïðèìåíÿåìûå â êà÷åñòâå îñíîâíûõ
óïðàâëÿþùèõ ðàñïðåäåëèòåëåé, äîëæíû ðàñïîëàãàòüñÿ êàê ìîæíî áëèæå
ê ñîîòâåòñòâóþùåìó èñïîëíèòåëüíîìó óñòðîéñòâó è ïåðåêëþ÷àòüñÿ
äèñòàíöèîííî ïðè ïîìîùè ïíåâìàòè÷åñêîãî ñèãíàëà.
Ìîíîñòàáèëüíûé
ïíåâìàòè÷åñêèé
ðàñïðåäåëèòåëü
(ðèñ.7.17)
ïåðåêëþ÷àåòñÿ çà ñ÷åò ïîäà÷è äàâëåíèÿ óïðàâëåíèÿ íåïîñðåäñòâåííî íà
òîðåö çîëîòíèêà èëè ñâÿçàííûé ñ íèì óïðàâëÿþùèé ïîðøåíü. Âîçâðàò
çîëîòíèêà â èñõîäíîå ïîëîæåíèå îñóùåñòâëÿåòñÿ çà ñ÷åò ïðóæèíû.
Îáû÷íî ïðèìåíÿåòñÿ ìåõàíè÷åñêàÿ ïðóæèíà, íî åå ðîëü ìîæåò âûïîëíÿòü
òàêæå è “ïíåâìàòè÷åñêàÿ ïðóæèíà”.  ýòîì ñëó÷àå óñèëèå âîçâðàòà
îáåñïå÷èâàåòñÿ ïóòåì ïîäà÷è äàâëåíèÿ ïèòàíèÿ íà ñîîòâåòñòâóþùèé
òîðåö çîëîòíèêà. Êðîìå òîãî, âîçìîæíî ñî÷åòàíèå îáîèõ ýëåìåíòîâ.
 ïîñëåäíåì ñëó÷àå ïîëåçíàÿ ïëîùàäü ñî ñòîðîíû ïíåâìîóïðàâëåíèÿ
äîëæíà áûòü óâåëè÷åíà, ÷òî îáåñïå÷èâàåòñÿ âûáîðîì ñîîòâåòñòâóþùèõ
ðàçìåðîâ ïîðøíÿ, âîçäåéñòâóþùåãî íà òîðåö çîëîòíèêà.
¤Â¼¿³¾¿¶¿²¿¸¾±È¶¾¹¶
³Â¹Âö½¶*40
"
ŸÃ³¶ÁÂù¶
ÄÀÁ±³¼¶¾¹Ð
"
1
3
1
“¿¸µÄɾ̺
¿¶µ¹¾¹Ã¶¼Í¾Ìº»±¾±¼
µ¼ÐÀ¿µµ¶Á·»¹Ä¹¼¹Ð
"
3
3
1
¿Áɶ¾ÍÂÀ¼¿Ê±µÍÏ ³µ³¿¶
ÀÁ¶³ÌɱÏʶºÀ¼¿Ê±µÍÿÁDZ»¿ÁÀı
¸¿¼¿Ã¾¹»±Â¿ÂÿÁ¿¾ÌÀÁÄ·¹¾Ì
Ðèñ.7.17. 3/2-ïíåâìîðàñïðåäåëèòåëü ñ ïðóæèííûì
è ïíåâìàòè÷åñêèì âîçâðàòîì
Ñîâìåñòíîå èñïîëüçîâàíèå ïðóæèííîãî è ïíåâìàòè÷åñêîãî âîçâðàòà
îáåñïå÷èâàåò áîëåå ñòàáèëüíûå õàðàêòåðèñòèêè è ïîâûøåííóþ
116
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
íàäåæíîñòü ïåðåêëþ÷åíèÿ.
 ñëó÷àå, ïîêàçàííîì íà ðèñ. 7.18, ýôôåêò ïíåâìàòè÷åñêîé ïðóæèíû
îáåñïå÷èâàåòñÿ áëàãîäàðÿ íàëè÷èþ ñâÿçàííîãî ñ îòâåðñòèåì ïèòàíèÿ
âíóòðåííåãî êàíàëà, ÷åðåç êîòîðûé ñæàòûé âîçäóõ âîçäåéñòâóåò íà
ïîðøåíü ìåíüøåãî äèàìåòðà. Ïðè ïîäà÷å â ïîðò óïðàâëåíèÿ âîçäóõ
âîçäåéñòâóåò íà ïîðøåíü áîëüøåãî äèàìåòðà, ïåðåìåùàÿ çîëîòíèê.
Ýòîò ñïîñîá âîçâðàòà çîëîòíèêà â èñõîäíîå ïîëîæåíèå òðåáóåò
ìèíèìàëüíûõ ðàçìåðîâ ðàáî÷åãî ïðîñòðàíñòâà è ïîýòîìó ÷àñòî
ïðèìåíÿåòñÿ â ìèíèàòþðíûõ ðàñïðåäåëèòåëÿõ.
›±¾±¼ÄÀÁ±³¼¶¾¹Ð
"
›±¾±¼ÄÀÁ±³¼¶¾¹Ð ¤Â¼¿³¾¿¶¿²¿¸¾±È¶¾¹¶
³Â¹Âö½¶*40
"
"
1
1
3
3
3
1
Ðèñ. 7.18. 3/2-ðàñïðåäåëèòåëü ñ ïíåâìàòè÷åñêèì âîçâðàòîì
Ïíåâìàòè÷åñêèå ðàñïðåäåëèòåëè, î êîòîðûõ ìû ãîâîðèëè äî
ñèõ ïîð, áûëè ðàñïðåäåëèòåëÿìè îäíîñòîðîííåãî óïðàâëåíèÿ, èëè
ðàñïðåäåëèòåëÿìè ìîíîñòàáèëüíîãî òèïà. Îäíàêî äëÿ óïðàâëåíèÿ
ðàáîòîé ïíåâìàòè÷åñêèõ öèëèíäðîâ ÷àùå âñåãî èñïîëüçóþòñÿ
áèñòàáèëüíûå ïíåâìîðàñïðåäåëèòåëè (ñ äâóõñòîðîííèì óïðàâëåíèåì),
êîòîðûå ôèêñèðóþòñÿ â ëþáîì èç äâóõ âîçìîæíûõ ïîëîæåíèé
(ðèñ.7.19).
1#
"
#
1"
¤Â¼¿³¾¿¶¿²¿¸¾±È¶¾¹¶
³Â¹Âö½¶*40
# "
1"
1#
&# 1 &"
&"
1
&#
Ðèñ. 7.19. Áèñòàáèëüíûé 5/2-ðàñïðåäåëèòåëü
Íà ðèñ.7.19 ïîêàçàíî ïîëîæåíèå çîëîòíèêà ïîñëå ïîäà÷è êîðîòêîãî
èìïóëüñà äàâëåíèÿ ê îòâåðñòèþ óïðàâëåíèÿ “Д (çîëîòíèê ñìåñòèëñÿ
âïðàâî). Áëàãîäàðÿ ýòîìó îòâåðñòèå ïèòàíèÿ “Д ñîåäèíèëîñü ñ ðàáî÷èì
îòâåðñòèåì “Â”. Âîçäóõ ïîä äàâëåíèåì èç ðàáî÷åãî îòâåðñòèÿ “À”
ñáðàñûâàåòñÿ ÷åðåç îòâåðñòèå “ÅÀ”. Ðàñïðåäåëèòåëü áóäåò îñòàâàòüñÿ â
ýòîì ðàáî÷åì ïîëîæåíèè äî òåõ ïîð, ïîêà íå ïîëó÷èò ïðîòèâîïîëîæíûé
óïðàâëÿþùèé ñèãíàë. Ýòà ðåàëèçàöèÿ íàçûâàåòñÿ “ôóíêöèåé ïàìÿòè”.
117
7. Пневматические распределители
Áèñòàáèëüíûå ðàñïðåäåëèòåëè óäåðæèâàþòñÿ â ñâîèõ ðàáî÷èõ
ïîëîæåíèÿõ áëàãîäàðÿ òðåíèþ. Âñëåäñòâèå ýòîãî, ïðè èõ óñòàíîâêå
íåîáõîäèìî ñîõðàíÿòü ãîðèçîíòàëüíîå ïîëîæåíèå çîëîòíèêà, îñîáåííî,
åñëè ýòè ðàñïðåäåëèòåëè èñïûòûâàþò âèáðàöèîííûå âîçäåéñòâèÿ.
 ñëó÷àå ïðèìåíåíèÿ êîíñòðóêöèé ñ «ìåòàëëè÷åñêèì óïëîòíåíèåì»
ðàáî÷èå ïîëîæåíèÿ ðàñïðåäåëèòåëÿ ôèêñèðóþòñÿ óïîðàìè.
ÍÅÏÐßÌÎÅ ÓÏÐÀÂËÅÍÈÅ
Ïðÿìîå óïðàâëåíèå èìååò ìåñòî, êîãäà óñèëèå, ïðèëîæåííîå ê
êíîïêå, ðîëèêó èëè òîëêàòåëþ, íàïðÿìóþ âûçûâàåò ïåðåìåùåíèå
çîëîòíèêà èëè òàðåëêè êëàïàíà.
¤Â¼¿³¾¿¶¿²¿¸¾±È¶¾¹¶
³Â¹Âö½¶*40
# "
'
3 1 3
#
3
1
"
B
3
C
D
Ðèñ. 7.20. Íåïðÿìîå ìåõàíè÷åñêîå óïðàâëåíèå
Ïðè êîñâåííîì, èëè íåïðÿìîì óïðàâëåíèè âíåøíåå óñòðîéñòâî
óïðàâëåíèÿ âîçäåéñòâóåò íà íåáîëüøîé ïèëîòíûé êëàïàí, êîòîðûé, â
ñâîþ î÷åðåäü, ïíåâìàòè÷åñêè ïåðåêëþ÷àåò ãëàâíûé ðàñïðåäåëèòåëü.
Ðèñ.7.20 èëëþñòðèðóåò íîðìàëüíîå ïîëîæåíèå 5/2-ðàñïðåäåëèòåëÿ
ñ íåïðÿìûì, èëè ïèëîòíûì óïðàâëåíèåì. Èçîáðàæåííûå íà ðèñ.7.20-b
è 7.20-ñ â óâåëè÷åííîì ìàñøòàáå ýëåìåíòû êîíñòðóêöèè îòíîñÿòñÿ ê
ïèëîòíîìó êëàïàíó â îñíîâíîì (b) è âêëþ÷åííîì (ñ) ïîëîæåíèè.
ÝËÅÊÒÐÎÌÀÃÍÈÒÍÎÅ ÓÏÐÀÂËÅÍÈÅ
Ïíåâìàòè÷åñêèå ñèñòåìû ñ ýëåêòðè÷åñêèì è ýëåêòðîííûì
óïðàâëåíèåì ðàññìàòðèâàþòñÿ â ñïåöèàëüíîé êíèãå, ïîýòîìó íà
äàííîé ñòàäèè áóäåò äîñòàòî÷íî ðàññìîòðåòü òîëüêî óïðàâëÿþùèå
ðàñïðåäåëèòåëè ñ ýëåêòðè÷åñêèì óïðàâëåíèåì (ðèñ.7.21).
118
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
¤Â¼¿³¾¿¶¿²¿¸¾±È¶¾¹¶
³Â¹Âö½¶*40
B
C
Ðèñ. 7.21. a) 2/2, b) 3/2. - êëàïàííûé ðàñïðåäåëèòåëü ñ ïðÿìûì
ýëåêòðîìàãíèòíûì óïðàâëåíèåì è ïðóæèííûì âîçâðàòîì
 íåáîëüøèõ ýëåêòðîïíåâìàòè÷åñêèõ ðàñïðåäåëèòåëÿõ æåëåçíûé
ÿêîðü ïåðåìåùàåòñÿ âíóòðè âòóëêè, ãåðìåòè÷íî èçîëèðîâàííîé îò
âíåøíåé ñðåäû. Íà ÿêîðå çàêðåïëåí äèñê èç ýëàñòè÷íîãî ìàòåðèàëà
(ðèñ.7.21-à). Ïðè ïîäà÷å ýëåêòðîïèòàíèÿ íà îáìîòêó, ÿêîðü ïîäíèìàåòñÿ
ñ ñåäëà çà ñ÷åò ìàãíèòíûõ ñèë.
3/2-ðàñïðåäåëèòåëü òàêæå èìååò ñåäëî â âåðõíåé ÷àñòè è ÿêîðü ñ
çàêðåïëåííûì íà åãî âåðõíåì êîíöå äèñêîì èç ýëàñòè÷íîãî ìàòåðèàëà
(ðèñ.7.21-b).
¤Â¼¿³¾¿¶¿²¿¸¾±È¶¾¹¶
³Â¹Âö½¶*40
Ðèñ. 7.22. 5/2-ðàñïðåäåëèòåëü ñ ïðÿìûì ýëåêòðîìàãíèòíûì
óïðàâëåíèåì è ïðóæèííûì âîçâðàòîì
Ýëåêòðîïíåâìàòè÷åñêèå 5/2-ðàñïðåäåëèòåëè ñ ïðÿìûì óïðàâëåíèåì
ïåðåêëþ÷àþòñÿ ïîä âîçäåéñòâèåì óñèëèÿ, ñîçäàâàåìîãî ìàãíèòíûì ïîëåì
ýëåêòðîìàãíèòà (ðèñ.7.22). Äëÿ èñêëþ÷åíèÿ òðåíèÿ ìîæåò ïðèìåíÿòüñÿ
òîëüêî ðàñïðåäåëèòåëü ñ ïðèòåðòûìè öèëèíäðè÷åñêèì çîëîòíèêîì è
ãèëüçîé áåç èñïîëüçîâàíèÿ ýëàñòè÷íûõ óïëîòíåíèé.
 öåëÿõ îãðàíè÷åíèÿ ãàáàðèòîâ ýëåêòðîìàãíèòà áîëüøèå
ðàñïðåäåëèòåëè ñ ýëàñòè÷íûì óïëîòíåíèåì îáîðóäóþòñÿ ñèñòåìîé
íåïðÿìîãî (ïèëîòíîãî) ýëåêòðîìàãíèòíîãî óïðàâëåíèÿ (ðèñ.7.23).
119
7. Пневматические распределители
¤Â¼¿³¾¿¶¿²¿¸¾±È¶¾¹¶
³Â¹Âö½¶*40
# "
3 1 3
Ðèñ. 7.23 Ìîíîñòàáèëüíûé ýëåêòðîïíåâìàòè÷åñêèé 5/2-ðàñïðåäåëèòåëü,
îñíàùåííûé çîëîòíèêîì ñ ýëàñòè÷íûì óïëîòíåíèåì
 5/3-ðàñïðåäåëèòåëå èìååòñÿ òðåòüå (ñðåäíåå) ïîëîæåíèå, â êîòîðîå
îí âîçâðàùàåòñÿ ïðè ïîìîùè ïðóæèí â ñëó÷àå îòêëþ÷åíèÿ ïèòàíèÿ îò
îáîèõ ýëåêòðîìàãíèòîâ (ðèñ.7.24).
¤Â¼¿³¾¿¶¿²¿¸¾±È¶¾¹¶
³Â¹Âö½¶*40
Ðèñ. 7.24. Ýëåêòðîìàãíèòíûé 5/3-ðàñïðåäåëèòåëü ñ íåïðÿìûì
óïðàâëåíèåì, èìåþùèé ñðåäíåå ïîëîæåíèå è ïðóæèííîå öåíòðèðîâàíèå
ÌÎÍÒÀÆ ÏÍÅÂÌÎÐÀÑÏÐÅÄÅËÈÒÅËÅÉ
ÏÍÅÂÌÎÐÀÑÏÐÅÄÅËÈÒÅËÈ
ÑÀÌÎÑÒÎßÒÅËÜÍÎÃÎ ÌÎÍÒÀÆÀ
Íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåííûì ñïîñîáîì ïîäñîåäèíåíèÿ òðóáîïðîâîäîâ
ê ïíåâìîðàñïðåäåëèòåëþ ÿâëÿåòñÿ ââîðà÷èâàíèå èõ ñîåäèíåíèé
(ôèòèíãîâ) íåïîñðåäñòâåííî â ðåçüáîâûå îòâåðñòèÿ â êîðïóñå
ðàñïðåäåëèòåëÿ. Òàêèå ðàñïðåäåëèòåëè íàçûâàþòñÿ ðàñïðåäåëèòåëÿìè
ñàìîñòîÿòåëüíîãî ìîíòàæà. Äëÿ ýòîãî ñïîñîáà òðåáóåòñÿ ïî îäíîìó
ôèòèíãó íà êàæäîå ðàáî÷åå îòâåðñòèå, îòâåðñòèÿ ïèòàíèÿ è óïðàâëåíèÿ
è ïî îäíîìó ãëóøèòåëþ íà êàæäîå âûõëîïíîå îòâåðñòèå. Âñå îïèñàííûå
âûøå ðàñïðåäåëèòåëè ÿâëÿþòñÿ ðàñïðåäåëèòåëÿìè ñàìîñòîÿòåëüíîãî
ìîíòàæà, èñêëþ÷àÿ ïíåâìîðàñïðåäåëèòåëü, ïîêàçàííûé íà ðèñ. 7.22,
êîòîðûé ìîíòèðóåòñÿ íà ïåðåõîäíîé ìîíòàæíîé ïëèòå.
ÊÎËËÅÊÒÎÐÛ
Êîëëåêòîðû ðàññ÷èòàíû íà îïðåäåëåííîå ÷èñëî ðàñïðåäåëèòåëåé
ñàìîñòîÿòåëüíîãî ìîíòàæà è èìåþò îáùèå êàíàëû ïèòàíèÿ è âûõëîïà.
Ðàáî÷èå òðóáîïðîâîäû ïîäêëþ÷àþòñÿ íåïîñðåäñòâåííî ê êàæäîìó èç
120
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
ðàñïðåäåëèòåëåé.
Íà ðèñ.7.25 ïîêàçàí ïðèìåð ìîíòàæà íà êîëëåêòîðå ÷åòûðåõ
ðàñïðåäåëèòåëåé
ðàçëè÷íîãî
íàçíà÷åíèÿ:
5/3-ðàñïðåäåëèòåëü,
5/2-áèñòàáèëüíûé
ðàñïðåäåëèòåëü
è
äâà
5/2-ðàñïðåäåëèòåëÿ
ìîíîñòàáèëüíîãî òèïà îäíîé è òîé æå ñåðèè.
¡±²¿È¹¶
¿Ã³¶ÁÂùБ¹’
Ÿ²Ê¹ºÀ¿µ³¿µ
À¹Ã±¾¹Ð
Ÿ²Ê¹º³ÌƼ¿À
µ¼Ð¿Ã³¶ÁÂùº‘¹’
Ðèñ. 7.25. Ìîíòàæ íà êîëëåêòîðå
×òîáû îáåñïå÷èòü ïîäêëþ÷åíèå òðåáóåìîãî ÷èñëà ðàñïðåäåëèòåëåé
ïðè ìîíòàæå íà êîëëåêòîðå, íóæíî èìåòü â âèäó, ÷òî íàðàñòèòü
êîëëåêòîð íåâîçìîæíî, çàòî ìîæíî çàðåçåðâèðîâàòü çàïàñíûå ìåñòà
äëÿ ïîäñîåäèíåíèÿ äîïîëíèòåëüíûõ ðàñïðåäåëèòåëåé. Âðåìåííî
íåèñïîëüçóåìûå îòâåðñòèÿ çàêðûâàþòñÿ ñïåöèàëüíûìè çàãëóøêàìè.
Åñëè äëÿ ïíåâìîñèñòåìû òðåáóåòñÿ ïÿòü èëè áîëåå ðàñïðåäåëèòåëåé,
òî ðåêîìåíäóåòñÿ ïîäàâàòü ñæàòûé âîçäóõ è óñòàíàâëèâàòü ãëóøèòåëè ñ
äâóõ ñòîðîí êîëëåêòîðà.
ÏÅÐÅÕÎÄÍÛÅ ÏËÈÒÛ
Ðàñïðåäåëèòåëè, ó êîòîðûõ âñå ïðèñîåäèíèòåëüíûå îòâåðñòèÿ
ðàñïîëàãàþòñÿ ñ îäíîé ñòîðîíû, ìîãóò èñïîëüçîâàòüñÿ äëÿ ñòûêîâîãî
ìîíòàæà íà ïåðåõîäíîé ïëèòå, ñ êîòîðîé è îñóùåñòâëÿþòñÿ âñå âíåøíèå
ñîåäèíåíèÿ. Òàêîé ñïîñîá ïîçâîëÿåò áûñòðî ñíÿòü è çàìåíèòü ëþáîé
ðàñïðåäåëèòåëü, íå íàðóøàÿ ïðè ýòîì ìîíòàæà òðóáîïðîâîäîâ. Êàê
ïðàâèëî, ðàñïðåäåëèòåëü, óñòàíàâëèâàåìûé ïóòåì ñòûêîâîãî ìîíòàæà,
èìååò íåñêîëüêî áîëüøóþ ïðîïóñêíóþ ñïîñîáíîñòü, ÷åì ðàñïðåäåëèòåëü
ñàìîñòîÿòåëüíîãî ìîíòàæà òîãî æå òèïà. Íà ðèñ. 7.22 ïîêàçàí òèïîâîé
ðàñïðåäåëèòåëü, ñìîíòèðîâàííûé íà ïåðåõîäíîé ïëèòå.
ÌÍÎÃÎÌÅÑÒÍÛÅ ÏÅÐÅÕÎÄÍÛÅ ÏËÈÒÛ
Òî÷íî òàê æå, êàê è â ïðåäûäóùåì ïðèìåðå, ñòûêîâîé ìîíòàæ
íà ìíîãîìåñòíîé ïåðåõîäíîé ïëèòå îáåñïå÷èâàåò îáùèé ïîäâîä è
7. Пневматические распределители
121
îòâîä âîçäóõà äëÿ íåñêîëüêèõ ðàñïðåäåëèòåëåé ÷åðåç îáùèå êàíàëû.
 ìíîãîìåñòíîé ïëèòå èìåþòñÿ òàêæå ïîäâîäû ê ðàáî÷èì îòâåðñòèÿì
ðàñïðåäåëèòåëÿ.
Ìíîãîìåñòíûå ïëèòû äîëæíû ïîäáèðàòüñÿ ñ ó÷åòîì íåîáõîäèìîãî
êîëè÷åñòâà ðàñïðåäåëèòåëåé. Êðîìå òîãî, ñóùåñòâóåò âîçìîæíîñòü
óñòàíîâêè çàãëóøåê íà íåèñïîëüçóåìûå ó÷àñòêè ïëèòû.
Íà ðèñ.7.26 ïîêàçàíà ìíîãîìåñòíàÿ ïåðåõîäíàÿ ïëèòà ñ ÷åòûðüìÿ
ýëåêòðîïíåâìàòè÷åñêèìè 3/2-ðàñïðåäåëèòåëÿìè. Îáùèå âûõëîïíûå
îòâåðñòèÿ äîëæíû áûòü îáîðóäîâàíû ãëóøèòåëÿìè ñ îáåèõ ñòîðîí äëÿ
ãàøåíèÿ çâóêà è çàùèòû îò ïîïàäàíèÿ ïûëè.
Ÿ²Ê¹ºÀ¿µ³¿µ
¿µ³¿µ»Á±²¿È¹½
¿Ã³¶ÁÂùнÁ±ÂÀÁ¶µ¶¼¹Ã¶¼Ð
¿Ã³¶ÁÂùБ
Ÿ²Ê¹º³ÌƼ¿À
Ðèñ. 7.26. Ìíîãîìåñòíàÿ ïëèòà ñî ñìîíòèðîâàííûìè
íà íåé ÷åòûðüìÿ 3/2-ðàñïðåäåëèòåëÿìè
ÌÎÄÓËÜÍÛÉ ÌÎÍÒÀÆ
Ïðè ìîäóëüíîì ìîíòàæå îòäåëüíûå ïëèòû ñîåäèíÿþòñÿ â áëîêè.
Äîïîëíèòåëüíûå ïëèòû ìîãóò â ëþáîå âðåìÿ áûòü ïðèñîåäèíåíû ê
äâóì êîíöåâûì ïëèòàì. Ïðåèìóùåñòâî òàêîãî ìîíòàæà â òîì, ÷òî â
ñëó÷àå èçìåíåíèÿ êîíôèãóðàöèè ñèñòåìû äîïóñêàåòñÿ óâåëè÷åíèå èëè
ñîêðàùåíèå êîëè÷åñòâà ìîäóëåé, ñîñòàâëÿþùèõ áëîê, áåç íàðóøåíèÿ
ðàáîòû âõîäÿùèõ â íåãî êîìïîíåíòîâ.  ýòîì ñëó÷àå òàêæå åñòü
âîçìîæíîñòü çàãëóøèòü ñâîáîäíûå ïîçèöèè.
Íà ðèñ.7.27 ïîêàçàí òèïîâîé áëîê, â ñîñòàâ êîòîðîãî âõîäÿò
îäèí ìîíîñòàáèëüíûé è äâà áèñòàáèëüíûõ ýëåêòðîïíåâìàòè÷åñêèõ
ðàñïðåäåëèòåëÿ, à òàêæå îäíà ïëèòà-çàãëóøêà. Â ìîäóëüíûõ ñèñòåìàõ
îòäåëüíûå ïëèòû ñîåäèíÿþòñÿ â áëîêè ñ ïîìîùüþ ñòÿæåê èëè ñêîá
â ñîîòâåòñòâèè ñ ïîòðåáíîñòÿìè çàêàç÷èêà. Óïëîòíèòåëüíûå êîëüöà
êðóãëîãî ñå÷åíèÿ, óñòàíîâëåííûå â êàíàâêè âîêðóã ïðèñîåäèíèòåëüíûõ
îòâåðñòèé, îáåñïå÷èâàþò ãåðìåòè÷íîñòü ñîåäèíåíèé â ïîäâîäÿùèõ è
îòâîäÿùèõ êàíàëàõ.
122
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
¼¹Ã±¸±´¼ÄÉ»±
¿µ³¿µ³¿¸µÄƱ
¢Ãз»¹
›¿¾Ç¶³±Ð
À¼¹Ã±
ŸÃ³¿µ³¿¸µÄƱ
Ðèñ. 7.27. Ìîäóëüíàÿ ñèñòåìà ïëèò ñ òðåìÿ
ïíåâìîðàñïðåäåëèòåëÿìè è îäíîé çàãëóøåííîé ïîçèöèåé
ÎÏÐÅÄÅËÅÍÈÅ ÏÀÐÀÌÅÒÐÎÂ
ÏÍÅÂÌÎÐÀÑÏÐÅÄÅËÈÒÅËÅÉ
ÏÐÎÏÓÑÊÍÀß ÑÏÎÑÎÁÍÎÑÒÜ
Ðàçìåðû
ïðèñîåäèíèòåëüíûõ
îòâåðñòèé
íå
õàðàêòåðèçóþò
ïðîïóñêíóþ ñïîñîáíîñòü ðàñïðåäåëèòåëÿ. Âûáîð ïíåâìîðàñïðåäåëèòåëÿ
ñ íóæíûìè ïàðàìåòðàìè áóäåò çàâèñåòü îò íåîáõîäèìîé âåëè÷èíû
ðàñõîäà è äîïóñòèìîãî ïåðåïàäà äàâëåíèé íà ðàñïðåäåëèòåëå.
 äîêóìåíòàöèè, ïðåäîñòàâëÿåìîé ïðîèçâîäèòåëÿìè, ñîäåðæàòñÿ
ñâåäåíèÿ, õàðàêòåðèçóþùèå ïðîïóñêíóþ ñïîñîáíîñòü ðàñïðåäåëèòåëåé.
Îíà îáû÷íî âûðàæàåòñÿ âåëè÷èíîé òàê íàçûâàåìîãî íîðìàëüíîãî
îáúåìíîãî ðàñõîäà Qn, (â ëèòðàõ àòìîñôåðíîãî âîçäóõà â ìèíóòó)
ïðè äàâëåíèè íà âõîäå 6 áàð è äàâëåíèè íà âûõîäå 5 áàð, ëèáî ÷åðåç
êîýôôèöèåíò Cv (kv), ëèáî ÷åðåç ýêâèâàëåíòíîå ñå÷åíèå ïîòîêà S. Äëÿ
îïðåäåëåíèÿ ðàñõîäà ïðè ðàçëè÷íûõ äàâëåíèÿõ íà îñíîâàíèè ýòèõ
äàííûõ òðåáóþòñÿ ñïåöèàëüíûå ôîðìóëû èëè äèàãðàììû.
Êîýôôèöèåíò Ñv, ðàâíûé 1, ñîîòâåòñòâóåò ïðîïóñêíîé ñïîñîáíîñòè
â îäèí ãàëëîí âîäû â ìèíóòó ïðè ïåðåïàäå äàâëåíèÿ â 1 ôóíò/êâ.äþéì
ïðè 60°F (â ñèñòåìå àìåðèêàíñêèõ åäèíèö).
Êîýôôèöèåíò kv, ðàâíûé 1, ñîîòâåòñòâóåò ïðîïóñêíîé ñïîñîáíîñòè
â îäèí ëèòð âîäû â ìèíóòó ïðè ïåðåïàäå äàâëåíèÿ â 1 êãñ/ñì2 ïðè 20°Ñ.
Ýêâèâàëåíòíîå ñå÷åíèå ïîòîêà “S” ñîîòâåòñòâóåò ñå÷åíèþ ïîòîêà
â ìì2, êîòîðûé ïðîïóñêàåòñÿ ÷åðåç îòâåðñòèå â äèàôðàãìå, ñîçäàþùåå
àíàëîãè÷íîå ñîîòíîøåíèå ìåæäó äàâëåíèåì è ðàñõîäîì.
Äëÿ ïîäñ÷åòà ðàñõîäà âîçäóõà ïðè çàäàííûõ çíà÷åíèÿõ äàâëåíèÿ
ñ èñïîëüçîâàíèåì âñåõ òðåõ ñïîñîáîâ òðåáóþòñÿ ñîîòâåòñòâóþùèå
ôîðìóëû, à èìåííî:
7. Пневматические распределители
123
4
Q†%v† R2 †'R†
4
Q†Mv† R2 †'R†
4
Q†5† R2 †'R†
ãäå:
Cv, kv – êîýôôèöèåíòû, õàðàêòåðèçóþùèå ïðîïóñêíóþ ñïîñîáíîñòü,
S – ýêâèâàëåíòíîå ñå÷åíèå ïîòîêà, ìì2,
Q – âåëè÷èíà ðàñõîäà, íîðì.ë/ìèí,
ð2 – âûõîäíîå äàâëåíèå, íåîáõîäèìîå äëÿ ïåðåìåùåíèÿ íàãðóçêè,
áàð,
p – äîïóñòèìûé ïåðåïàä äàâëåíèÿ, áàð,
 – òåìïåðàòóðà âîçäóõà, °Ñ.
Äëÿ îïðåäåëåíèÿ ïðîïóñêíîé ñïîñîáíîñòè ïðåîáðàçóåì ôîðìóëû
ñëåäóþùèì îáðàçîì:
Cv =
kv =
S=
Q
† R2 †'R
Q
† R2 †'R
Q
† R2 †'R
Çàäàâàÿñü óñëîâèÿìè äëÿ îïðåäåëåíèÿ Qn (p2=5 áàð, p=1 áàð),
ïîëó÷àåì êîýôôèöèåíòû, ñâÿçûâàþùèå Qn ñ S, Cv è kv.Ñîîòíîøåíèÿ
ìåæäó ýòèìè åäèíèöàìè ñëåäóþùèå:
Qn
Cv
kv
S
Qn
1
0,001
0,015
0,018
Cv
981,5
1
14,3
18
kv
68,65
0,07
1
1,259
S
54,53
0,055
0,794
1
Ïðèìå÷àíèå: Ïðèâåäåííûå ðàñ÷åòû ïîçâîëÿþò îïðåäåëèòü íå
ïðîñòî ïðîïóñêíóþ ñïîñîáíîñòü ðàñïðåäåëèòåëÿ, êàê ýòî áûëî ïîêàçàíî
âûøå, íî è ïðîïóñêíóþ ñïîñîáíîñòü öåëîãî óçëà, ñîñòîÿùåãî èç
124
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
ðàñïðåäåëèòåëÿ, ñîåäèíèòåëüíûõ òðóáîïðîâîäîâ è ôèòèíãîâ.
ÏÎÑËÅÄÎÂÀÒÅËÜÍÎÅ ÑÎÅÄÈÍÅÍÈÅ ÄÐÎÑÑÅËÅÉ
Ïðåæäå ÷åì îïðåäåëÿòü ðàçìåðû ðàñïðåäåëèòåëÿ è òðóáîïðîâîäîâ,
ìû äîëæíû ïîñìîòðåòü, êàêèì îáðàçîì ïðîèñõîäèò ïàäåíèå äàâëåíèÿ
ïðè ïðîòåêàíèè ñæàòîãî âîçäóõà ÷åðåç ðÿä äðîññåëèðóþùèõ îòâåðñòèé,
óñòàíîâëåííûõ ïîñëåäîâàòåëüíî äðóã çà äðóãîì. Íèæå ïðèâåäåíà
ôîðìóëà äëÿ ðåçóëüòèðóþùåé âåëè÷èíû “Sîáùåå”.
Sîáùåå =
1
S12
+
1
S22
1
+ ... +
1
Sn2
Âî èçáåæàíèå ëèøíèõ âû÷èñëåíèé ñ èñïîëüçîâàíèåì ýòèõ
ôîðìóë, îáðàòèìñÿ ê ýìïèðè÷åñêîìó ïðàâèëó. Íà ðèñ. 7.28 ïîêàçàíî
ñîîòíîøåíèå ìåæäó îïðåäåëåííûì ÷èñëîì îòâåðñòèé, óñòàíîâëåííûõ
ïîñëåäîâàòåëüíî, è ðåçóëüòèðóþùèì ðàñõîäîì.
4
4
4
4UPUBM
4UPUBM
4
4 4
4UPUBM
4UPUBM
4
4
4
4
4
4UPUBM
4
4
4
4
4UPUBM
4
4
4
4UPUBM
4
4
4UPUBM
Ðèñ. 7.28. Ñîîòíîøåíèå ìåæäó êîëè÷åñòâîì
îòâåðñòèé è ðåçóëüòèðóþùèì ðàñõîäîì
Âîçâðàùàÿñü ê òåìå îáñóæäåíèÿ, ìû ìîæåì óòâåðæäàòü î÷åâèäíîå:
æåëàòåëüíî, ÷òîáû ïîñëåäîâàòåëüíîå ñîåäèíåíèå ðàñïðåäåëèòåëÿ è
ñîåäèíèòåëüíîãî òðóáîïðîâîäà ñî âñåìè ôèòèíãàìè íå ìåíÿëî òðåáóåìîé
âåëè÷èíû ïðîïóñêíîé ñïîñîáíîñòè. Âåëè÷èíó, ñîîòâåòñòâóþùóþ
òðåáóåìîìó ñå÷åíèþ, ñëåäóåò óìíîæèòü íà êîýôôèöèåíò 1,4, ÷òîáû
ó÷åñòü àäèàáàòè÷åñêèé õàðàêòåð ïðîöåññà.
ÏÐÎÏÓÑÊÍÀß ÑÏÎÑÎÁÍÎÑÒÜ ÒÐÓÁÎÏÐÎÂÎÄÎÂ
Îñòàåòñÿ íåèçâåñòíîé ïðîïóñêíàÿ ñïîñîáíîñòü òðóá è ôèòèíãîâ.
Ôîðìóëà äëÿ ýêâèâàëåíòíîãî ñå÷åíèÿ òðóáû ñëåäóþùàÿ:
S = D †F5 / L
ãäå  – êîýôôèöèåíò (ñì. íèæå),
125
7. Пневматические распределители
d – âíóòðåííèé äèàìåòð òðóáû, ìì
L – äëèíà òðóáû, ì
 = 0,0844 · ñt · d0,155,
ãäå ñt – êîýôôèöèåíò òðóáû, ì/Ïà.
Êîýôôèöèåíò ct ðàâåí 1,6 äëÿ ãàçîâûõ òðóá è 2,0 äëÿ ïëàñòìàññîâûõ,
ðåçèíîâûõ è ìåäíûõ òðóá. Ýòè äâå ôîðìóëû ìîãóò áûòü îáúåäèíåíû â
îäíó:
S = ct ††F /
L
Ê ñîæàëåíèþ, ýòà ôîðìóëà íåâåðíà äëÿ î÷åíü êîðîòêèõ òðóá.
Íàïðèìåð, â ñîîòâåòñòâèè ñ íåé òðóáà 8õ6 ìì äëèíîé 0,1 ì áóäåò
èìåòü S = 65 ìì2. Ýòî íåâîçìîæíî, ïîñêîëüêó ïëîùàäü ñå÷åíèÿ òðóáû
ñîñòàâëÿåò òîëüêî /4 · 62 = 28,26 ìì2. Ïîýòîìó äëÿ ñîîòâåòñòâóþùåé
êîððåêòèðîâêè äîëæíà áûòü ïðèìåíåíà ïðèâåäåííàÿ âûøå ôîðìóëà äëÿ
îáùåãî S.
Âñåõ ýòèõ ðàñ÷åòîâ ìîæíî èçáåæàòü, åñëè îïðåäåëèòü âåëè÷èíó
ýêâèâàëåíòíîãî ñå÷åíèÿ äëÿ íåéëîíîâûõ òðóá, îáû÷íî ïðèìåíÿåìûõ â
ïíåâìàòèêå, âîñïîëüçîâàâøèñü ãðàôèêîì 7.29.
4NN
•¼¹¾±ÃÁÄ²Ì ½
Ðèñ. 7.29. Ýêâèâàëåíòíîå ñå÷åíèå ïîòîêà S â ìì2
äëÿ òðóá ðàçëè÷íîãî äèàìåòðà è äëèíû.
Ýêâèâàëåíòíîå ñå÷åíèå ïîòîêà äëÿ ôèòèíãîâ îïðåäåëÿåòñÿ ïî
êàòàëîãàì. Îáùàÿ äëèíà òðóáû ñ åå äâóìÿ ôèòèíãàìè ìîæåò áûòü
âû÷èñëåíà ïî ïðèâåäåííîé âûøå ôîðìóëå. Äëÿ òîãî, ÷òîáû èñêëþ÷èòü
íåîáõîäèìîñòü ïðèìåíåíèÿ ýòîé ôîðìóëû è ïîëüçîâàòüñÿ åþ ëèøü â
126
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
êðàéíèõ ñëó÷àÿõ, íèæå ïðèâîäèòñÿ òàáëèöà 7.30, â êîòîðîé ìîæíî íàéòè
çíà÷åíèÿ ýêâèâàëåíòíîãî ñå÷åíèÿ äëÿ íàèáîëåå ÷àñòî âñòðå÷àþùèõñÿ
òðóáíûõ ñîåäèíåíèé.
Òàáëèöà 7.30. Ýêâèâàëåíòíîå ñå÷åíèå ïîòîêà
äëÿ ðàçëè÷íûõ òðóáíûõ ñîåäèíåíèé
Длина
Диаметр
трубы
(мм)
Материал
1м
0,5 м
4x2,5
N,U
1,86
3,87
6x4
N,U
6,12
7,78
8x5
U
10,65
13,41
8x6
N
16,64
20,28
10x6,5
U
20,19
24,50
10x7,5
N
28,64
33,38
12x8
U
33,18
39,16
12x9
N
43,79
51,00
Фитинги
Вставное
соединение
прямой
колено
1,6
1,6
6
прямой
колено
Суммарно
0,5 м трубы
+ 2 прямых
фитинга
5,6
4,2
1,48
3,18
Быстроразъемное
соединение
6
11,4
13,1
11
17
35
30
35
45
(9,5)11
3,72
5,96
18
14,9
6,73
9,23
26,1
21,6
10,00
13,65
29,5
25
12,70
15,88
41,5
35,2
19,97
22,17
46,1
39,7
20,92
25,05
58,3
50,2
29,45
32,06
(12)16
(24)30
(23)26
(24)30
(27)35
 òàáëèöå 7.30 óêàçàíû çíà÷åíèÿ ïðîïóñêíîé ñïîñîáíîñòè
ðàçëè÷íûõ òðóá è ôèòèíãîâ äëÿ ñîåäèíåíèÿ ïî ïðèíöèïó âñòàâíîãî
èëè áûñòðîðàçúåìíîãî (ðèñ.4.22).  îáîèõ ñëó÷àÿõ ôèòèíãè è òðóáû
èìåþò îäèíàêîâûé âíóòðåííèé äèàìåòð. Âñòàâíûå ôèòèíãè (ðèñ.4.21)
ñóùåñòâåííî ñíèæàþò ðàñõîä, îñîáåííî ïðè ìàëûõ ðàçìåðàõ, ïîýòîìó
äëÿ ïíåâìàòè÷åñêèõ ñèñòåì èõ ïðèìåíåíèå íåæåëàòåëüíî.
ÐÀÑÏÐÅÄÅËÈÒÅËÈ Â ÊÎÌÁÈÍÀÖÈÈ
Ñ ÏÍÅÂÌÎÖÈËÈÍÄÐÀÌÈ
Çäåñü íàì ïðèäåòñÿ åùå ðàç âåðíóòüñÿ ê âîïðîñó ïîòðåáëåíèÿ
âîçäóõà â öèëèíäðå. Ïåðâîå – ýòî ïèêîâûé ðàñõîä, êîòîðûé çàâèñèò îò
ñêîðîñòè ïîðøíÿ. Âòîðîå – ýòî äîïóñòèìîå ïàäåíèå äàâëåíèÿ – ãëàâíûé
ïîêàçàòåëü ïðè îïðåäåëåíèè ïàðàìåòðîâ ðàñïðåäåëèòåëÿ.
Ôàêòè÷åñêèé ðàçìåð ðàñïðåäåëèòåëÿ äîëæåí áûòü íàìíîãî áîëüøå,
÷åì òåîðåòè÷åñêîå çíà÷åíèå. Ýòî îáúÿñíÿåòñÿ òåì, ÷òî ïðèõîäèòñÿ
127
7. Пневматические распределители
êîìïåíñèðîâàòü âåëè÷èíó äîïîëíèòåëüíîãî ïàäåíèÿ äàâëåíèÿ â
ñîåäèíèòåëüíûõ òðóáîïðîâîäàõ è ôèòèíãàõ, êàê óæå ãîâîðèëîñü âûøå.
Äëÿ òîãî, ÷òîáû îáëåã÷èòü âûïîëíåíèå îïèñàííûõ âûøå ðàñ÷åòîâ,
ìîæíî âîñïîëüçîâàòüñÿ âñïîìîãàòåëüíûìè òàáëèöàìè. Èç òàáëèöû
7.31 ìîæíî îïðåäåëèòü íåîáõîäèìîå ýêâèâàëåíòíîå ñå÷åíèå S äëÿ
ðàñïðåäåëèòåëÿ, à äëÿ ïîäáîðà íåîáõîäèìûõ òðóáíûõ ñîåäèíåíèé îáðàòèòñÿ ê òàáëèöå 7.30. Òàáëèöà ñîñòàâëåíà äëÿ âõîäíîãî äàâëåíèÿ 6
áàð è ïàäåíèÿ äàâëåíèÿ â 1 áàð ïåðåä âõîäîì â ïíåâìàòè÷åñêèé öèëèíäð.
Êðîìå òîãî, îíà ó÷èòûâàåò ïîòåðè çà ñ÷åò àäèàáàòè÷åñêîãî èçìåíåíèÿ
äàâëåíèÿ è òåìïåðàòóðíûé êîýôôèöèåíò äëÿ 20°Ñ.
Òàáëèöà 7.31. Ýêâèâàëåíòíîå ñå÷åíèå S â ìì2 äëÿ
ðàñïðåäåëèòåëÿ è òðóáîïðîâîäîâ ïðè ðàáî÷åì äàâëåíèè 6
áàð è ïåðåïàäå äàâëåíèÿ 1 áàð (óñëîâèÿ äëÿ Qn)
Диаметр,
мм
Средняя скорость поршня в мм/с
50
100
150
200
250
300
400
500
750
1000
8,10
0,1
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,4
0,5
0,75
1
12,16
0,12
0,23
0,36
0,46
0,6
0,72
1
1,2
1,8
2,4
20
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,
2
3
4
25
0,35
0,67
1
1,3
1,7
2
2,7
3,4
5
6,7
32
0,55
1,1
1,7
2,2
2,8
3,7
4,4
5,5
8,5
11
40
0,85
1,7
2,6
3,4
4,3
5
6,8
8,5
12,8
17
50
1,4
2,7
4
5,4
6,8
8,1
10,8
13,5
20,3
27
63
2,1
4,2
6,3
8,4
10,5
12,6
16,8
21
31,5
42
80
3,4
6,8
10,2
13,6
17
20,4
27,2
34
51
68
100
5,4
10,8
16,2
21,6
27
32,4
43,2
54
81
108
125
8,4
16,8
25,2
33,6
42
50,4
67,2
84
126
168
140
10,6
21,1
31,7
42,2
52,8
62
84,4
106
158
211
160
13,8
27,6
41,4
55,2
69
82,8
110
138
207
276
 çàòåíåííîé ÷àñòè òàáëèöû 7.31 âûäåëåíû çíà÷åíèÿ, êîòîðûå, êàê
ïðàâèëî, íå îáåñïå÷èâàþòñÿ 5/2 ðàñïðåäåëèòåëÿìè.  òàêèõ ñëó÷àÿõ
ìîæíî èñïîëüçîâàòü äâà 3/2 ðàñïðåäåëèòåëÿ ñ âûñîêèì ðàñõîäîì.
Ïðèìåð 1. Ïíåâìàòè÷åñêèé öèëèíäð ñ äèàìåòðîì 80 ìì è äëèíîé õîäà 400
ìì ðàáîòàåò ïðè ñðåäíåì äàâëåíèè 6 áàð. Ìàêñèìàëüíî äîïóñòèìîå
ïàäåíèå äàâëåíèÿ ñîñòàâëÿåò 1 áàð. Åñëè ïî óñëîâèÿì ðàáîòû
òðåáóåòñÿ ñêîðîñòü øòîêà öèëèíäðà 500 ìì/ñ, êàêîâ áóäåò
ìèíèìàëüíûé êîýôôèöèåíò Cv êëàïàíà?
 òàáëèöå 7.31 íàõîäèì ýêâèâàëåíòíîå ñå÷åíèå 34 ìì2. Äëÿ òîãî
÷òîáû ïîëó÷èòü êîýôôèöèåíò Ñv, íåîáõîäèìî ðàçäåëèòü ýòó
âåëè÷èíó íà 18: 34/18 = 1,89.
128
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
Äëÿ ïîëó÷åíèÿ òðåáóåìîé ñêîðîñòè íåîáõîäèìî âçÿòü òðóáó
ðàçìåðîì 12õ9 ìì ñ áûñòðîðàçúåìíûì ôèòèíãîì.
Ïðèíÿòîå çà îñíîâó äàâëåíèå â 6 áàð è ïåðåïàä äàâëåíèÿ â 1
áàð ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé âïîëíå ñòàíäàðòíûé ñëó÷àé (âåëè÷èíà Qn
ðàññ÷èòûâàåòñÿ, èñõîäÿ èç òåõ æå ñàìûõ ïðåäïîñûëîê), Îäíàêî íà
ïðàêòèêå âñòðå÷àþòñÿ è äðóãèå ïàðàìåòðû äàâëåíèé.  ýòîì ñëó÷àå
çíà÷åíèÿ èç òàáëèöû 7.31 òðåáóþò êîððåêòèðîâêè. Íà ãðàôèêå 7.32
ïðèâåäåíû ïîïðàâî÷íûå êîýôôèöèåíòû (â ïðîöåíòàõ ê öèôðàì èç
òàáëèöû 7.31) ïðàêòè÷åñêè äëÿ âñåõ âîçìîæíûõ çíà÷åíèé âõîäíîãî
äàâëåíèÿ è ïåðåïàäà äàâëåíèé.
DG
Q
< ±>
' Q³ ±
Ðèñ. 7.32. Ïîïðàâî÷íûé êîýôôèöèåíò “cf” äëÿ çíà÷åíèé
ýêâèâàëåíòíîãî ñå÷åíèÿ, ïðèâåäåííûõ â òàáëèöå 7.31, ââîäèìûé
â ñëó÷àå ðàáîòû ïðè äðóãèõ âåëè÷èíàõ äàâëåíèé.
Ïðèìåð 2. Ïíåâìàòè÷åñêèé öèëèíäð äèàìåòðîì 50 ìì äîëæåí ðàáîòàòü ñî
ñêîðîñòüþ øòîêà 400 ìì/ñ ïðè äàâëåíèè ïèòàíèÿ 7 áàð è äîïóñòèìîì
ïàäåíèè äàâëåíèÿ äî öèëèíäðà íà 2,5 áàð. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî
öèëèíäð ñ òàêèìè õàðàêòåðèñòèêàìè ðàññ÷èòàí íà ðàáî÷åå äàâëåíèå
â 4,5 áàð.
Ïî òàáëèöå 7.31 íàõîäèì S, ðàâíîå 10,8 ìì2. Ýòà öèôðà òðåáóåò
êîððåêòèðîâêè ñ ó÷åòîì âõîäíîãî äàâëåíèÿ 7 áàð è ð=2,5 áàð.
Íà ãðàôèêå 7.32 áóäåì äâèãàòüñÿ ïî ëèíèè 7 áàð ñïðàâà íàëåâî
äî ïåðåñå÷åíèÿ ñ âåðòèêàëüíîé ëèíèåé 2,5 áàð ð. Íàéäåì «cf»,
êîòîðûé ñîñòàâèò 0,66. Òàêèì îáðàçîì, òðåáóåìàÿ âåëè÷èíà S äëÿ
129
7. Пневматические распределители
ðàñïðåäåëèòåëÿ è òðóáíîãî ñîåäèíåíèÿ áóäåò ðàâíÿòüñÿ 10,8·0,66 =
7,128 ìì2. Ïîäáåðåì ðàñïðåäåëèòåëü äàííîãî ðàçìåðà èëè áîëüøå.
Êðîìå òîãî, äëÿ ðàññìîòðåííîãî ñëó÷àÿ ïîäîéäåò òðóáîïðîâîä
ðàçìåðîì 8õ5 èëè 8õ6 ìì.
ÂÑÏÎÌÎÃÀÒÅËÜÍÛÅ ÊËÀÏÀÍÛ
ÎÁÐÀÒÍÛÉ ÊËÀÏÀÍ
¤Â¼¿³¾¿¶
¿²¿¸¾±È¶¾¹¶
³Â¹Âö½¶*40
B
C
7.33. Îáðàòíûé êëàïàí
Îáðàòíûå êëàïàíû (ðèñ.7.33) îáåñïå÷èâàþò ñâîáîäíóþ ïîäà÷ó
âîçäóõà â îäíîì íàïðàâëåíèè, à â äðóãîì åå ïåðåêðûâàþò. Îáðàòíûå
êëàïàíû óñòàíàâëèâàþòñÿ â ðåãóëÿòîðàõ ñêîðîñòè (äðîññåëü ïàðàëëåëüíî
ñ îáðàòíûì êëàïàíîì), ñàìîóïëîòíÿþùèõñÿ ôèòèíãàõ è ò. ï.
ÄÐÎÑÑÅËÜ Ñ ÎÁÐÀÒÍÛÌ ÊËÀÏÀÍÎÌ
Äðîññåëü ñ îáðàòíûì êëàïàíîì, êîòîðûé åùå èíîãäà íàçûâàþò
ðåãóëÿòîðîì ñêîðîñòè, ñîñòîèò èç îáðàòíîãî êëàïàíà è ðåãóëèðóåìîãî
äðîññåëÿ, çàêëþ÷åííûõ â îäèí êîðïóñ.
¤Â¼¿³¾¿¶
¿²¿¸¾±È¶¾¹¶
³Â¹Âö½¶*40
B
C
Ðèñ. 7.34. Òèïîâàÿ êîíñòðóêöèÿ äðîññåëÿ ñ îáðàòíûì êëàïàíîì
Íà ðèñ.7.34 ïîêàçàí ïðèìåð êîíñòðóêöèè äðîññåëÿ ñ îáðàòíûì
êëàïàíîì è óêàçàíî íàïðàâëåíèå ïîòîêà âîçäóõà. Íà ðèñ.7.34-b âîçäóõ
ñâîáîäíî ïîñòóïàåò â öèëèíäð, à íà ðèñ.7.34-à âîçäóõ ïîñòóïàåò ê
âûõëîïíîìó îòâåðñòèþ ðàñïðåäåëèòåëÿ ÷åðåç äðîññåëü, ïðè ýòîì
âåëè÷èíà ðàñõîäà îãðàíè÷åíà.
130
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
ËÎÃÈ×ÅÑÊÈÉ ÊËÀÏÀÍ “ÈËÈ” (×ÅËÍÎ×ÍÛÉ ÊËÀÏÀÍ)
"
1
"
1 1
¤Â¼¿³¾¿¶
¿²¿¸¾±È¶¾¹¶
³Â¹Âö½¶*40
1
Ðèñ. 7.35. Ëîãè÷åñêèé êëàïàí “ÈËÈ”
Äàííîå óñòðîéñòâî ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé êëàïàí ñ òðåìÿ
ïðèñîåäèíèòåëüíûìè îòâåðñòèÿìè, äâà èç êîòîðûõ ñëóæàò âõîäíûìè
äëÿ ñèãíàëüíîãî äàâëåíèÿ, à òðåòüå ÿâëÿåòñÿ âûõîäíûì. Âûõîä âñåãäà
ñîåäèíåí ëèáî ñ îäíèì èç ñèãíàëüíûõ âõîäîâ (âîçäóõ ïîä äàâëåíèåì
ïîäàåòñÿ òîëüêî ñ îäíîé ñòîðîíû) ëèáî ñ îáîèìè ñèãíàëüíûìè âõîäàìè
(âîçäóõ ïîäàåòñÿ ñ îáåèõ ñòîðîí). Åñëè äàâëåíèå ïîäàåòñÿ òîëüêî íà îäèí
âõîä, ÷åëíî÷íûé çàòâîð íå äîïóñòèò, ÷òîáû ïîòîê âîçäóõà ñ ñèãíàëüíûì
äàâëåíèåì ïðîøåë ÷åðåç ñèãíàëüíûé âõîä íà ïðîòèâîïîëîæíîé ñòîðîíå
(ðèñ. 7.35). Åñëè äàâëåíèå íà âõîäàõ ðàçíîå, òî íà âûõîäå áóäåò
áîëüøåå èç äâóõ äàâëåíèé.
ËÎÃÈ×ÅÑÊÈÉ ÊËÀÏÀÍ “È”
Äàííîå óñòðîéñòâî òàêæå ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé êëàïàí ñ òðåìÿ
ïðèñîåäèíèòåëüíûìè îòâåðñòèÿìè, äâà èç êîòîðûõ ñëóæàò âõîäíûìè
äëÿ ñèãíàëüíîãî äàâëåíèÿ, à òðåòüå ÿâëÿåòñÿ âûõîäíûì.
Ïðè ïîäà÷å äàâëåíèÿ òîëüêî ñ îäíîé ñòîðîíû, ïîðøåíü ñ ýòîé æå
ñòîðîíû ïðèæèìàåòñÿ ê óïëîòíåíèþ (ðèñ. 7.36), íå ïðîïóñêàÿ ñæàòûé
âîçäóõ íà âûõîä. Ïðè ïîäà÷å äàâëåíèÿ ñ îáîèõ âõîäîâ ïîðøíè íàõîäÿòñÿ
â íåêîòîðîì ïðîìåæóòî÷íîì ïîëîæåíèè, è âîçäóõ ïîñòóïàåò íà âûõîä.
Åñëè äàâëåíèå íà âõîäàõ ðàçíîå, òî íà âûõîäå áóäåò ìåíüøåå èç äâóõ
äàâëåíèé.
Ðèñ. 7.36. Ëîãè÷åñêèé êëàïàí “È”
131
7. Пневматические распределители
ÊËÀÏÀÍ ÁÛÑÒÐÎÃÎ ÂÛÕËÎÏÀ
Äàííîå
óñòðîéñòâî
îáåñïå÷èâàåò
âîçìîæíîñòü
ïîëó÷èòü
ìàêñèìàëüíóþ ñêîðîñòü äâèæåíèÿ ïîðøíÿ çà ñ÷åò òîãî, ÷òî âîçäóõ
ñáðàñûâàåòñÿ â àòìîñôåðó íåïîñðåäñòâåííî èç ïíåâìîöèëèíäðà, ìèíóÿ
òðóáîïðîâîä, ðàñïðåäåëèòåëü è ãëóøèòåëü (ðèñ.7.37-à).  ýòîì ñëó÷àå
íå ïðîèñõîäèò îãðàíè÷åíèÿ ðàñõîäà.
Ðåçèíîâûé äèñê (ðèñ.7.37-b,c) ïåðåêðûâàåò âûïóñêíîå îòâåðñòèå
â íèæíåé ÷àñòè êëàïàíà ïîä äåéñòâèåì äàâëåíèÿ ñæàòîãî âîçäóõà,
ïîñòóïàþùåãî â öèëèíäð. Êàê òîëüêî ïíåâìîðàñïðåäåëèòåëü
ïåðåêëþ÷èòñÿ íà õîä â îáðàòíîì íàïðàâëåíèè, äàâëåíèå â ïîäâîäÿùåì
êàíàëå ðåçêî óïàäåò (êàíàë ñîåäèíèòñÿ ñî ñáðîñîì), è äèñê ïîäíèìåòñÿ
ïîä äåéñòâèåì äàâëåíèÿ â öèëèíäðå (ðèñ.7.37-d). Òåì ñàìûì ïåðåêðîåòñÿ
äîñòóï ñæàòîìó âîçäóõó â ïîäâîäÿùèé êàíàë è àâòîìàòè÷åñêè îòêðîåòñÿ
øèðîêîå âûïóñêíîå îòâåðñòèå, ÷åðåç êîòîðîå âûõëîï âîçäóõà áóäåò
ïðîèñõîäèòü ñ áîëüøèì ðàñõîäîì, à çíà÷èò áûñòðî.
“Æ¿µ
§¹¼¹¾µÁ
B
C
“ÌƼ¿À
¤Â¼¿³¾¿¶
¿²¿¸¾±È¶¾¹¶
³Â¹Âö½¶*40
§¹¼¹¾µÁ
“Æ¿µ
D
“ÌƼ¿À
E
Ðèñ. 7.37. Êëàïàí áûñòðîãî âûõëîïà âîçäóõà
Ïðè èñïîëüçîâàíèè ìèíèàòþðíûõ ïíåâìîöèëèíäðîâ îáúåì
òðóáîïðîâîäà, ñîåäèíÿþùåãî ðàñïðåäåëèòåëü ñ öèëèíäðîì, íåðåäêî
îêàçûâàåòñÿ òàêèì æå èëè äàæå áîëüøå, ÷åì îáúåì ñàìîãî öèëèíäðà.
 ýòîì ñëó÷àå â òðóáîïðîâîäå áóäåò ïðîèñõîäèòü òîëüêî èçìåíåíèå
äàâëåíèÿ, íî âîçäóõ èç íåãî íèêîãäà íå ñìîæåò áûòü âûïóùåí ïîëíîñòüþ.
 ðåçóëüòàòå ýòîãî â òðóáîïðîâîäàõ áóäåò êîíäåíñèðîâàòüñÿ âëàãà,
íàðóøàÿ íîðìàëüíóþ ðàáîòó ðàñïðåäåëèòåëÿ. Åñëè áîëåå êîðîòêóþ
òðóáêó ïîñòàâèòü íåâîçìîæíî, òî ðåøåíèåì ïðîáëåìû áóäåò óñòàíîâêà
êëàïàíà áûñòðîãî âûõëîïà âîçäóõà.
8. ÏÐÈÍÖÈÏÈÀËÜÍÛÅ
ÏÍÅÂÌÀÒÈ×ÅÑÊÈÅ ÑÕÅÌÛ
ÂÂÅÄÅÍÈÅ
Ïðèíöèïèàëüíûå ïíåâìàòè÷åñêèå ñõåìû ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé
ãðàôè÷åñêîå èçîáðàæåíèå îïðåäåëåííîé êîìáèíàöèè ðàçëè÷íûõ
ïíåâìîýëåìåíòîâ, ïðåäíàçíà÷åííîé äëÿ âûïîëíåíèÿ çàäàííûõ
ôóíêöèé. Äàæå ñàìûå ñëîæíûå ïíåâìàòè÷åñêèå ñõåìû ñòðîÿòñÿ íà áàçå
ýëåìåíòàðíûõ ôóíêöèé, ÷èñëî êîòîðûõ îãðàíè÷åíî.
Ýòè ôóíêöèè ìîãóò çàêëþ÷àòüñÿ:
 â óïðàâëåíèè ðàáîòîé ïíåâìàòè÷åñêîãî öèëèíäðà
 â óïðàâëåíèè ðàáîòîé äðóãîãî êëàïàíà èëè ðàñïðåäåëèòåëÿ
 â äèñòàíöèîííîì óïðàâëåíèè ñ öåíòðàëüíîé ïàíåëè
 â ñìåíå îäíîé ôóíêöèè êëàïàíà èëè ðàñïðåäåëèòåëÿ äðóãîé
 â âûïîëíåíèè ïðåäîõðàíèòåëüíûõ áëîêèðîâîê è ò. ï.
Ïîñëåäíèé òèï ôóíêöèé íàçûâàþò òàêæå «ëîãè÷åñêîé ôóíêöèåé».
 ïíåâìàòè÷åñêèõ ñõåìàõ èñïîëüçóþòñÿ ÷åòûðå îñíîâíûå ëîãè÷åñêèå
ôóíêöèè:
 Ïîäòâåðæäåíèå – «ÄÀ»
 Îòðèöàíèå èëè èíâåðñèÿ – «ÍÅÒ»
 Ëîãè÷åñêîå óìíîæåíèå èëè êîíúþíêöèÿ – «È»
 Ëîãè÷åñêîå ñëîæåíèå èëè äèçúþíêöèÿ – «ÈËÈ»
 äàëüíåéøåì ìû íå áóäåì ïðèìåíÿòü ìåòîäû äèñêðåòíîé
ìàòåìàòèêè, îäíàêî îïðåäåëåííóþ òåðìèíîëîãèþ èç ýòîé îáëàñòè íàì
ïðèäåòñÿ èñïîëüçîâàòü, òàê êàê îíà äàåò ÷åòêîå îïðåäåëåíèå ôóíêöèé ñ
ïîìîùüþ îäíîãî òåðìèíà.
ÝËÅÌÅÍÒÀÐÍÛÅ ÔÓÍÊÖÈÈ
ÓÑÈËÅÍÈÅ ÏÎÒÎÊÀ
Áîëüøîé ïíåâìàòè÷åñêèé öèëèíäð òðåáóåò áîëüøîãî ðàñõîäà
ñæàòîãî âîçäóõà. Äëÿ òîãî, ÷òîáû èçáåæàòü íåîáõîäèìîñòè óïðàâëÿòü
âðó÷íóþ áîëüøèì ðàñïðåäåëèòåëåì ñ äîñòàòî÷íî âûñîêîé ïðîïóñêíîé
8. Принципиальные пневматические схемы
133
ñïîñîáíîñòüþ, ìîæíî óñòàíîâèòü áîëüøîé ðàñïðåäåëèòåëü ñ
ïíåâìàòè÷åñêèì óïðàâëåíèåì è óïðàâëÿòü åãî ðàáîòîé ïðè ïîìîùè
åùå îäíîãî íåáîëüøîãî ðàñïðåäåëèòåëÿ ñ ðó÷íûì óïðàâëåíèåì. Òàêàÿ
ýëåìåíòàðíàÿ ôóíêöèîíàëüíàÿ ñõåìà íàçûâàåòñÿ «óñèëåíèåì ïîòîêà»
(ðèñ.8.1). ×àñòî ýòà ôóíêöèÿ ñî÷åòàåòñÿ ñ äèñòàíöèîííûì óïðàâëåíèåì:
áîëüøîé ðàñïðåäåëèòåëü íàõîäèòñÿ ïîáëèçîñòè îò ïíåâìàòè÷åñêîãî
öèëèíäðà, à ìàëûé ðàñïðåäåëèòåëü ìîæåò áûòü âñòðîåí â ïàíåëü
óïðàâëåíèÿ, ÷òî îáëåã÷àåò äîñòóï ê íåìó.
Ðèñ. 8.1. Óñèëåíèå ïîòîêà, èëè íåïðÿìîå
óïðàâëåíèå ïíåâìîðàñïðåäåëèòåëåì
ÈÍÂÅÐÑÈß ÏÍÅÂÌÀÒÈ×ÅÑÊÎÃÎ ÑÈÃÍÀËÀ
Ñïîñîá, ïîêàçàííûé íà ðèñ.8.1, ìîæåò òàêæå èñïîëüçîâàòüñÿ
äëÿ èçìåíåíèÿ ôóíêöèè ðàñïðåäåëèòåëÿ ñ íîðìàëüíî îòêðûòîãî íà
íîðìàëüíî çàêðûòûé è íàîáîðîò.
Ïðè âîçäåéñòâèè íà ðàñïðåäåëèòåëü 1, èçîáðàæåííûé íà ðèñ.8.2,
äàâëåíèå íà âûõîäå èç ðàñïðåäåëèòåëÿ 2 èñ÷åçàåò è ïîÿâëÿåòñÿ âíîâü,
êàê òîëüêî âîçäåéñòâèå íà ðàñïðåäåëèòåëü 1 áóäåò ïðåêðàùåíî.
Ðèñ. 8.2. Èíâåðñèÿ ñèãíàëà: ïðè âîçäåéñòâèè íà ðàñïðåäåëèòåëü (1)
äàâëåíèå íà âûõîäå èç ðàñïðåäåëèòåëÿ (2) èñ÷åçàåò è ïîÿâëÿåòñÿ,
êàê òîëüêî âîçäåéñòâèå íà êëàïàí 1 áóäåò ïðåêðàùåíî
ÏÅÐÅÊËÞ×ÅÍÈÅ
Ïåðåêëþ÷åíèå 5/2 ðàñïðåäåëèòåëÿ îñóùåñòâëÿåòñÿ ïðè ïîìîùè 3/2
134
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
ðàñïðåäåëèòåëÿ (ðèñ.8.3).
Óïðàâëÿþùèé ðàñïðåäåëèòåëü 1 ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé íåáîëüøîé
3/2-ðàñïðåäåëèòåëü ñ ðó÷íûì óïðàâëåíèåì. Ðàñïðåäåëèòåëü ñ
ïèëîòíûì óïðàâëåíèåì 2 ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé 5/2-ðàñïðåäåëèòåëü
ñ âûñîêîé ïðîïóñêíîé ñïîñîáíîñòüþ, äîñòàòî÷íîé äëÿ óïðàâëåíèÿ
ðàáîòîé ïíåâìàòè÷åñêîãî öèëèíäðà äâóñòîðîííåãî äåéñòâèÿ. Íà òîì æå
ïðèíöèïå îñíîâàíà è ôóíêöèÿ óñèëåíèÿ ïîòîêà.
 îäíîì ïîëîæåíèè òóìáëåðà 3/2-ðàñïðåäåëèòåëÿ çàãîðàåòñÿ
çåëåíûé èíäèêàòîð, â äðóãîì – êðàñíûé.
»Á±Â¾Ìº
¸¶¼¶¾Ìº


Ðèñ. 8.3. Ïåðåêëþ÷åíèå ìåæäó äâóìÿ ñõåìàìè ïðè ïîìîùè îäíîãî
ìîíîñòàáèëüíîãî 3/2-ðàñïðåäåëèòåëÿ ñ ðó÷íûì óïðàâëåíèåì
Ýòà æå ôóíêöèÿ èñïîëüçóåòñÿ äëÿ âûáîðà ìåæäó äâóìÿ
ïíåâìàòè÷åñêèìè
ñèñòåìàìè:
íàïðèìåð,
îäíî
èç
îòâåðñòèé
5/2-ðàñïðåäåëèòåëÿ ïðåäíàçíà÷åíî äëÿ ïîäà÷è ñæàòîãî âîçäóõà â
ñèñòåìó, óïðàâëÿåìóþ àâòîìàòè÷åñêè, à äðóãîå – ê ðàñïðåäåëèòåëÿì ñ
ðó÷íûì óïðàâëåíèåì. Ýòî èñêëþ÷àåò âûïîëíåíèå ëþáûõ àâòîìàòè÷åñêèõ
îïåðàöèé âî âðåìÿ îòðàáîòêè ðó÷íîãî ðåæèìà.
ÔÓÍÊÖÈß ÏÀÌßÒÈ
»Á±Â¾Ìº
‘

¸¶¼¶¾Ìº

Ðèñ. 8.4. Ïåðåêëþ÷åíèå ñ êðàñíîãî èíäèêàòîðà íà çåëåíûé
ïóòåì âîçäåéñòâèÿ íà ðàñïðåäåëèòåëü (1) è ñ çåëåíîãî íà
êðàñíûé ïóòåì âîçäåéñòâèÿ íà ðàñïðåäåëèòåëü (2)
Òðåáîâàíèå, ïðåäúÿâëÿåìîå ê äàííîé ôóíêöèè, çàêëþ÷àåòñÿ â òîì,
÷òîáû çàôèêñèðîâàòü òåêóùåå ðàáî÷åå ñîñòîÿíèå ðàñïðåäåëèòåëÿ, ïîäàâ
íà íåãî êðàòêîâðåìåííûé (èìïóëüñíûé) ïíåâìàòè÷åñêèé ñèãíàë. Ýòî
ñîñòîÿíèå äîëæíî ñîõðàíÿòüñÿ äî òåõ ïîð, ïîêà äðóãîé êðàòêîâðåìåííûé
8. Принципиальные пневматические схемы
135
ñèãíàë åãî íå îòìåíèò.
Êðàñíûé èíäèêàòîð âêëþ÷åí, åñëè ðàñïðåäåëèòåëü 2 âêëþ÷àëñÿ
ïîñëåäíèì, à çåëåíûé èíäèêàòîð – åñëè ïîñëåäíèì âêëþ÷àëñÿ
ðàñïðåäåëèòåëü 1.
ÔÓÍÊÖÈÈ ÂÐÅÌÅÍÈ
Ôóíêöèÿ âûäåðæêè âðåìåíè â ïíåâìàòèêå îñíîâàíà íà òîì, ÷òî äëÿ
äîñòèæåíèÿ îïðåäåëåííîãî óðîâíÿ äàâëåíèÿ â ôèêñèðîâàííîì îáúåìå
ïðè ïîñòóïëåíèè â íåãî ñæàòîãî âîçäóõà ÷åðåç äðîññåëüíîå îòâåðñòèå,
òðåáóåòñÿ îïðåäåëåííîå âðåìÿ.
Ðèñ. 8.5. Çàâèñèìîñòü äàâëåíèå–âðåìÿ äëÿ ñæàòîãî âîçäóõà,
ïåðåòåêàþùåãî â çàìêíóòûé îáúåì ÷åðåç äðîññåëü
Åñëè ïðè îïðåäåëåííîé âåëè÷èíå ôèêñèðîâàííîãî îáúåìà è
ïðîõîäíîì ñå÷åíèè äðîññåëÿ ìû èìååì õàðàêòåðèñòèêó äàâëåíèå–
âðåìÿ, èçîáðàæåííóþ íà ðèñóíêå 8.5 êðèâîé «à», òî ïðè óâåëè÷åíèè
îáúåìà èëè óìåíüøåíèè ïðîõîäíîãî ñå÷åíèÿ äðîññåëÿ îíà èçìåíèòñÿ íà
õàðàêòåðèñòèêó «b».
Äëÿ õàðàêòåðèñòèêè «à» âûäåðæêà âðåìåíè, òðåáóþùàÿñÿ äëÿ
ñðàáàòûâàíèÿ ðàñïðåäåëèòåëÿ îò âîçäåéñòâèÿ âêëþ÷àþùåãî äàâëåíèÿ
ps, áóäåò ðàâíÿòüñÿ t1, à äëÿ õàðàêòåðèñòèêè «b» îíà âîçðàñòåò äî
âåëè÷èíû t2.
Íà ïðàêòèêå íàõîäÿùèéñÿ ïîä äàâëåíèåì ðàáî÷èé îáúåì ñîåäèíÿåòñÿ
ñ îòâåðñòèåì óïðàâëåíèÿ ðàñïðåäåëèòåëÿ ñ ïðóæèííûì âîçâðàòîì,
à ïàðàëëåëüíî äðîññåëþ ñòàâÿò îáðàòíûé êëàïàí. Îí îáåñïå÷èâàåò
áåñïðåïÿòñòâåííîå ïðîõîæäåíèå ïîòîêà ñæàòîãî âîçäóõà â îáðàòíîì
íàïðàâëåíèè, áëàãîäàðÿ ÷åìó íà âîçâðàò â èñõîäíîå ïîëîæåíèå
çàòðà÷èâàåòñÿ ìàëîå êîëè÷åñòâî âðåìåíè.
 ïíåâìàòè÷åñêèõ ñõåìàõ èñïîëüçóþòñÿ ÷åòûðå ðàçëè÷íûå
âðåìåííûå ôóíêöèè (ðèñ.8.6):
1. Âðåìÿ çàäåðæêè âêëþ÷åíèÿ ïíåâìàòè÷åñêîãî ñèãíàëà ÂÊË
136
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
2. Âðåìÿ çàäåðæêè âûêëþ÷åíèÿ ïíåâìàòè÷åñêîãî ñèãíàëà ÂÛÊË
3. Èìïóëüñ íà âêëþ÷åíèå ïíåâìàòè÷åñêîãî ñèãíàëà ÂÊË
4. Èìïóëüñ íà âûêëþ÷åíèå ïíåâìàòè÷åñêîãî ñèãíàëà ÂÛÊË
ž±È±¼Í¾ÌºÂ¹´¾±¼
“›œ
“¬›œ
˜±µ¶Á·»±³»¼Ïȶ¾¹Ð“›œ
˜±µ¶Á·»±³Ì»¼Ïȶ¾¹Ð“¬›œ
™½Àļ;±³»¼Ïȶ¾¹¶“›œ
™½Àļ;±³Ì»¼Ïȶ¾¹¶“¬›œ
Ðèñ. 8.6. ×åòûðå âðåìåííûå ôóíêöèè
ÇÀÄÅÐÆÊÀ ÂÊËÞ×ÅÍÈß
Íà ðèñ.8.7 ïîêàçàíî, êàêèì îáðàçîì ìîæåò îñóùåñòâëÿòüñÿ
âðåìåííàÿ çàäåðæêà ïíåâìàòè÷åñêîãî ñèãíàëà. Ñèãíàë íà âûõîäå «À»
ðàñïðåäåëèòåëÿ 2 ïîÿâëÿåòñÿ òîëüêî ÷åðåç îïðåäåëåííûé âàðüèðóåìûé
ïðîìåæóòîê âðåìåíè ïîñëå âîçäåéñòâèÿ íà ðàñïðåäåëèòåëü 1. Âåëè÷èíà
ýòîãî ïðîìåæóòêà óñòàíàâëèâàåòñÿ ñ ïîìîùüþ äðîññåëÿ è ðåñèâåðà.
"


Ðèñ. 8.7. Çàäåðæêà âêëþ÷åíèÿ
Ïðè î÷åíü êîðîòêîé âðåìåííîé çàäåðæêå â êà÷åñòâå ðåñèâåðà ìîæåò
âûñòóïàòü ñîåäèíèòåëüíûé òðóáîïðîâîä.
ÇÀÄÅÐÆÊÀ ÂÛÊËÞ×ÅÍÈß
Âîçâðàò êëàïàíà â èñõîäíîå ïîëîæåíèå ñ âûäåðæêîé âðåìåíè
îñóùåñòâëÿåòñÿ òî÷íî òàê æå, êàê áûëî îïèñàíî âûøå, ñ òîé ðàçíèöåé,
÷òî âìåñòî îãðàíè÷åíèÿ ðàñõîäà ñæàòîãî âîçäóõà íà ïóòè ê îòâåðñòèþ
óïðàâëåíèÿ êëàïàíà «B» îãðàíè÷èâàåòñÿ ðàñõîä, ñ êîòîðûì ïðîèñõîäèò
îïîðîæíåíèå ðåñèâåðà.
Ðèñ. 8.8 èëëþñòðèðóåò ñëó÷àé ñ âûäåðæêîé âðåìåíè ïðè âûêëþ÷åíèè
ïíåâìàòè÷åñêîãî ñèãíàëà. Ïîñëå ñðàáàòûâàíèÿ êëàïàíà 1 èíäèêàòîð
8. Принципиальные пневматические схемы
137
çàãîðàåòñÿ ñðàçó, à ïîñëå îòêëþ÷åíèÿ êëàïàíà îí áóäåò ïðîäîëæàòü
ãîðåòü åùå â òå÷åíèå êàêîãî-òî ïåðèîäà âðåìåíè, âåëè÷èíó êîòîðîãî
ìîæíî ðåãóëèðîâàòü.

#

Ðèñ. 8.8. Çàäåðæêà âûêëþ÷åíèÿ
ÈÌÏÓËÜÑ ÍÀ ÂÊËÞ×ÅÍÈÅ
Åñëè ñèãíàë îò êàêîãî-òî ðàñïðåäåëèòåëÿ 1 (ðèñ.8.9) ïðîõîäèò ÷åðåç
íîðìàëüíî îòêðûòûé ðàñïðåäåëèòåëü 2, êîòîðûé ýòèì æå ñèãíàëîì è
óïðàâëÿåòñÿ, íà âûõîäå ïîñëåäíåãî íå ïîÿâëÿåòñÿ íèêàêîãî äàâëåíèÿ.
Åñëè æå óïðàâëåíèå áóäåò îñóùåñòâëÿòüñÿ ñ âûäåðæêîé âðåìåíè,
ñæàòûé âîçäóõ ìîæåò ïîñòóïàòü íà âûõîä ðàñïðåäåëèòåëÿ 2 äî òåõ ïîð,
ïîêà ïî èñòå÷åíèè âðåìåíè âûäåðæêè ðàñïðåäåëèòåëü 2 íå âêëþ÷èòñÿ. Â
ðåçóëüòàòå íà âûõîäå íîðìàëüíî îòêðûòîãî ðàñïðåäåëèòåëÿ ãåíåðèðóåòñÿ
èìïóëüñ äàâëåíèÿ, äëèòåëüíîñòü êîòîðîãî ìîæíî ðåãóëèðîâàòü.
Íà ðèñóíêå 8.9 ïîêàçàí ñëó÷àé, êîãäà èìïóëüñ íà âûõîäå íîðìàëüíî
îòêðûòîãî ðàñïðåäåëèòåëÿ 2 ïîÿâëÿåòñÿ ïðè âêëþ÷åíèè ðàñïðåäåëèòåëÿ
1.

"

Ðèñ. 8.9. Èìïóëüñ íà âêëþ÷åíèå
ÈÌÏÓËÜÑ ÍÀ ÂÛÊËÞ×ÅÍÈÅ
Åñëè òðåáóåòñÿ, ÷òîáû èìïóëüñ äàâëåíèÿ ïîÿâëÿëñÿ óæå ïîñëå òîãî,
êàê èñõîäíûé ñèãíàë áóäåò ñíÿò, äàâëåíèå, ñîçäàþùåå ýòîò èìïóëüñ,
138
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
äîëæíî ïîäàâàòüñÿ îò äðóãîãî èñòî÷íèêà. Äàííûé ìåòîä çàêëþ÷àåòñÿ â
òîì, ÷òîáû îáåñïå÷èòü îäíîâðåìåííîå âêëþ÷åíèå íîðìàëüíî îòêðûòîãî
ðàñïðåäåëèòåëÿ 3/2 3 (ðèñ.8.10) è ïîäà÷ó ñæàòîãî âîçäóõà â ðåñèâåð 2,
èñïîëüçóÿ èñõîäíûé ñèãíàë.
"
‘


Ðèñ. 8.10. Èìïóëüñ íà âûêëþ÷åíèå
Êàê òîëüêî âîçäåéñòâèå íà ðàñïðåäåëèòåëü 1 ïðåêðàòèòñÿ,
ðàñïðåäåëèòåëü 3 ïåðåêëþ÷èòñÿ â ñâîå íîðìàëüíîå ïîëîæåíèå, â êîòîðîì
åãî îòâåðñòèå ïèòàíèÿ îêàçûâàåòñÿ ñîåäèíåííûì ñ ðåñèâåðîì. Äàâëåíèå
â ðåñèâåðå ñíèçèòñÿ ïî ïðîøåñòâèè îïðåäåëåííîãî ïåðèîäà âðåìåíè,
âåëè÷èíà êîòîðîãî ìîæåò ðåãóëèðîâàòüñÿ ñ ïîìîùüþ äðîññåëÿ.
ÓÏÐÀÂËÅÍÈÅ ÖÈËÈÍÄÐÎÌ
ÐÓ×ÍÎÅ ÓÏÐÀÂËÅÍÈÅ
ÏÍÅÂÌÀÒÈ×ÅÑÊÈÉ ÖÈËÈÍÄÐ
ÎÄÍÎÑÒÎÐÎÍÍÅÃÎ ÄÅÉÑÒÂÈß
ÏÐßÌÎÅ ÓÏÐÀÂËÅÍÈÅ È ÓÏÐÀÂËÅÍÈÅ ÑÊÎÐÎÑÒÜÞ
Åñëè
öèëèíäð
îäíîñòîðîííåãî
äåéñòâèÿ
ïîäñîåäèíèòü
ê
ðàñïðåäåëèòåëþ 3/2 ñ ðó÷íûì óïðàâëåíèåì, òî åãî øòîê áóäåò
âûäâèãàòüñÿ ïðè âîçäåéñòâèè íà ðàñïðåäåëèòåëü è âîçâðàùàòüñÿ
îáðàòíî ïðè ïðåêðàùåíèè âîçäåéñòâèÿ. Ýòî òàê íàçûâàåìîå «ïðÿìîå
óïðàâëåíèå» (ðèñ.8.11).  ñëó÷àå èñïîëüçîâàíèÿ ïíåâìàòè÷åñêîãî
öèëèíäðà áîëüøèõ ðàçìåðîâ ïðèìåíÿåòñÿ ôóíêöèÿ óñèëåíèÿ ïîòîêà,
ïîêàçàííàÿ íà ðèñ.8.1.
Åäèíñòâåííûì ñïîñîáîì ðåãóëèðîâàíèÿ ñêîðîñòè äâèæåíèÿ øòîêà
öèëèíäðà îäíîñòîðîííåãî äåéñòâèÿ ÿâëÿåòñÿ äðîññåëèðîâàíèå ïîòîêà
ñæàòîãî âîçäóõà íà âõîäå â öèëèíäð. Ñêîðîñòü îáðàòíîãî õîäà,
ïðîèñõîäÿùåãî çà ñ÷åò ðàáîòû ïðóæèíû, íà ïðàêòèêå îãðàíè÷èâàåòñÿ
ðåäêî.
139
8. Принципиальные пневматические схемы
Ðèñ. 8.11. Ïðÿìîå óïðàâëåíèå öèëèíäðîì îäíîñòîðîííåãî äåéñòâèÿ
ËÎÃÈ×ÅÑÊÀß ÔÓÍÊÖÈß «È»
Ëîãè÷åñêàÿ ôóíêöèÿ «È» – ýòî ôóíêöèÿ, â êîòîðîé äëÿ íåêîòîðîé
îïåðàöèè òðåáóåòñÿ âûïîëíåíèÿ äâóõ óñëîâèé îäíîâðåìåííî.
Ïðèìåð: Ïíåâìàòè÷åñêèé ïðåññ ìîæåò ðàáîòàòü òîëüêî â òîì
ñëó÷àå, åñëè áóäåò óñòàíîâëåíî çàùèòíîå îãðàæäåíèå (1)
è íàæàòà êíîïêà ðàñïðåäåëèòåëÿ ñ ðó÷íûì óïðàâëåíèåì
(2). Çàùèòíîå îãðàæäåíèå óñòðîåíî òàêèì îáðàçîì, ÷òî,
áóäó÷è óñòàíîâëåííûì, îíî âêëþ÷àåò ðàñïðåäåëèòåëü 3/2 ñ
ìåõàíè÷åñêèì óïðàâëåíèåì.
B
C
˜¶¼¶¾Ìº

›Á±Â¾Ìº
‘

Ðèñ. 8.12. Ðåàëèçàöèè ëîãè÷åñêîé ôóíêöèè «È»
Ïîñòðîèòü ñõåìó äëÿ ðåøåíèÿ ýòîé çàäà÷è ìîæíî íåñêîëüêèìè
ñïîñîáàìè:
140
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
1) Èñïîëüçîâàòü ñïåöèàëüíûé êëàïàí «È».
2) Ëîãè÷åñêàÿ ôóíêöèÿ «È» ìîæåò áûòü ðåàëèçîâàíà ñ ïîìîùüþ
3/2 ðàñïðåäåëèòåëÿ ñ ïíåâìàòè÷åñêèì óïðàâëåíèåì (3 íà ðèñ.8.12-b).
Ïðè ýòîì îäèí èç ñèãíàëîâ (2) îòâå÷àåò çà ïîäà÷ó ñæàòîãî âîçäóõà, à
äðóãîé (1) óïðàâëÿåò ðàñïðåäåëèòåëåì 3.
3) Ðàñïðåäåëèòåëè 1 è 2 ìîæíî ðàñïîëîæèòü ïîñëåäîâàòåëüíî
(ðèñ.8.12-a). Òàêèì îáðàçîì, ñâîáîäíûé ïðîõîä ñæàòîãî âîçäóõà
îñóùåñòâëÿåòñÿ òîëüêî â òîì ñëó÷àå, åñëè âêëþ÷åíû îáà ðàñïðåäåëèòåëÿ.
Ýòîò ñïîñîá ñàìûé ïðîñòîé, íî ïðè ýòîì íåò âîçìîæíîñòè îòäåëüíî
îòñëåæèâàòü ñîñòîÿíèå 2 ðàñïðåäåëèòåëÿ.
ËÎÃÈ×ÅÑÊÀß ÔÓÍÊÖÈß «ÈËÈ»
Ëîãè÷åñêàÿ ôóíêöèÿ «ÈËÈ» – ýòî ôóíêöèÿ, â êîòîðîé äëÿ
íåêîòîðîé îïåðàöèè òðåáóåòñÿ âûïîëíåíèÿ õîòÿ áû îäíîãî èç äâóõ
óñëîâèé.
Ïðèìåð: Ïíåâìàòè÷åñêèé
öèëèíäð
èëè
ðàñïðåäåëèòåëü
ìîãóò
óïðàâëÿòüñÿ îò äâóõ èñòî÷íèêîâ: íàïðèìåð, âðó÷íóþ èëè ïðè
ïîìîùè ñèãíàëà îò àâòîìàòè÷åñêîé ñèñòåìû óïðàâëåíèÿ.
Åñëè âûõîäíûå êàíàëû äâóõ ðàñïðåäåëèòåëåé 3/2 ñîåäèíÿþòñÿ
ìåæäó ñîáîé íåïîñðåäñòâåííî ÷åðåç òðîéíèê, òî ñæàòûé âîçäóõ,
ïîñòóïàþùèé îò îäíîãî èç äâóõ êëàïàíîâ, áóäåò óõîäèòü ÷åðåç
âûïóñêíîé êàíàë äðóãîãî. Äëÿ óñòðàíåíèÿ ýòîé ïðîáëåìû ìîæåò áûòü
ïðèìåíåí ïåðåêèäíîé ÷åëíî÷íûé êëàïàí (ëîãè÷åñêèé êëàïàí «ÈËÈ»)
(ðèñ.8.13).
¨¶¼¾¿È¾Ìº»¼±À±¾
Ðèñ. 8.13. Ðåàëèçàöèÿ ëîãè÷åñêîé ôóíêöèè «ÈËÈ»
8. Принципиальные пневматические схемы
141
ÈÍÂÅÐÒÈÐÎÂÀÍÈÅ: ÔÓÍÊÖÈß «ÍÅÒ»
Åñëè ïðè ïîÿâëåíèè ñèãíàëà äàâëåíèå äîëæíî ñïàäàòü, ò.å. ýòîò
ñèãíàë íåîáõîäèìî èíâåðòèðîâàòü, òî èñïîëüçóåòñÿ 3/2 ìîíîñòàáèëüíûé
íîðìàëüíî îòêðûòûé ðàñïðåäåëèòü.
Ïðèìåð: Äëÿ ñðàáàòûâàíèÿ ìåõàíè÷åñêèõ ñòîïîðîâ, îñòàíîâêè
ïîòîêà èçäåëèé íà êîíâåéåðå, à òàêæå â äðóãèõ ïîäîáíûõ
ñèòóàöèÿõ
ìîæåò
ïîòðåáîâàòüñÿ
ïîñòîÿííàÿ
ïîäà÷à
äàâëåíèÿ â ïíåâìàòè÷åñêèé öèëèíäð äëÿ îñóùåñòâëåíèÿ
åãî áëîêèðîâêè. Ðàçáëîêèðîâàíèå îñóùåñòâëÿåòñÿ çà ñ÷åò
ñðàáàòûâàíèÿ ðàñïðåäåëèòåëÿ.  ýòîì ñëó÷àå ìîæåò áûòü
ïðèìåíåí íîðìàëüíî îòêðûòûé ðàñïðåäåëèòåëü. Åñëè òîò æå
ñàìûé ñèãíàë, êîòîðûé èñïîëüçóåòñÿ äëÿ ðàçáëîêèðîâàíèÿ,
äîëæåí çàïóñòèòü åùå êàêîå-ëèáî óñòðîéñòâî (íà ðèñ.8.14
îíî óñëîâíî îáîçíà÷åíî èíäèêàòîðîì 3), òî äîëæíî áûòü
ïðèìåíåíî èíâåðòèðîâàíèå ñèãíàëà. Ýòî îñóùåñòâëÿåòñÿ çà
ñ÷åò ñðàáàòûâàíèÿ íîðìàëüíî îòêðûòîãî ðàñïðåäåëèòåëÿ
2 ñ ïíåâìàòè÷åñêèì óïðàâëåíèåì îò íîðìàëüíî çàêðûòîãî
ðàñïðåäåëèòåëÿ 1.
‘


Ðèñ. 8.14. Èíâåðòèðîâàíèå ñèãíàëà
ÏÍÅÂÌÀÒÈ×ÅÑÊÈÉ ÖÈËÈÍÄÐ
ÄÂÓÕÑÒÎÐÎÍÍÅÃÎ ÄÅÉÑÒÂÈß
ÏÐßÌÎÅ ÓÏÐÀÂËÅÍÈÅ
Îñíîâíûì îòëè÷èåì óïðàâëåíèÿ ðàáîòîé öèëèíäðà äâóñòîðîííåãî
äåéñòâèÿ îò öèëèíäðà îäíîñòîðîííåãî äåéñòâèÿ ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî
âìåñòî ðàñïðåäåëèòåëÿ 3/2 ñëåäóåò èñïîëüçîâàòü ðàñïðåäåëèòåëü
5/2.  îñíîâíîì (èñõîäíîì) ïîëîæåíèè ïðèñîåäèíèòåëüíîå ðàáî÷åå
142
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
îòâåðñòèå «Â» (ðèñ.8.15) ñîåäèíåíî ñ îòâåðñòèåì ïèòàíèÿ «Ð». Ýòî
ïðèñîåäèíèòåëüíîå îòâåðñòèå äîëæíî ñîîáùàòüñÿ ñî øòîêîâîé ïîëîñòüþ
öèëèíäðà, åñëè èñõîäíûì ÿâëÿåòñÿ âòÿíóòîå ïîëîæåíèå øòîêà.
Äëÿ îáåñïå÷åíèÿ íåçàâèñèìîãî ðåãóëèðîâàíèÿ ñêîðîñòè â îáîèõ
íàïðàâëåíèÿõ íåîáõîäèìî ïîìåñòèòü ïî äðîññåëþ ñ îáðàòíûì êëàïàíîì
â êàæäûé ðàáî÷èé êàíàë. Ðàñïîëîæåíèå ðåãóëÿòîðîâ ñêîðîñòè â ýòîì
ñëó÷àå ïðîòèâîïîëîæíî èõ ðàñïîëîæåíèþ â öèëèíäðå îäíîñòîðîííåãî
äåéñòâèÿ (èìååòñÿ â âèäó ïîëîæåíèå îáðàòíîãî êëàïàíà), ïîñêîëüêó
çäåñü èìååò ìåñòî äðîññåëèðîâàíèå ïîòîêà âîçäóõà â ïðîöåññå åãî
âûïóñêà.
#
"
1
Ðèñ. 8.15. Ïðÿìîå óïðàâëåíèå öèëèíäðîì äâóõñòîðîííåãî äåéñòâèÿ
Ýòèì äîñòèãàåòñÿ áîëåå íàäåæíûé è ñòàáèëüíûé ïðîöåññ ïåðåìåùåíèÿ
ðàáî÷åãî îðãàíà, ÷åì ïðè äðîññåëèðîâàíèè âîçäóõà, ïîñòóïàþùåãî â
ïîëîñòü öèëèíäðà ïîä äàâëåíèåì. Âìåñòî òîãî ÷òîáû ïîäàâàòü ýíåðãèþ,
äîñòàòî÷íóþ (íî íå áîëåå òîãî) äëÿ ïåðåìåùåíèÿ ïîðøíÿ, ñîçäàåòñÿ
äîïîëíèòåëüíàÿ âñòðå÷íàÿ íàãðóçêà çà ñ÷åò ïðîòèâîäàâëåíèÿ. Ïðè÷åì,
âñòðå÷íàÿ íàãðóçêà âîçðàñòàåò ñ óâåëè÷åíèåì ñêîðîñòè, áëàãîäàðÿ ÷åìó
îñóùåñòâëÿåòñÿ êîìïåíñàöèÿ êîëåáàíèé âåëè÷èíû ðàáî÷åé íàãðóçêè.
ÔÈÊÑÀÖÈß ÊÎÍÅ×ÍÛÕ ÏÎËÎÆÅÍÈÉ
 áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ ïíåâìàòè÷åñêèé öèëèíäð äîëæåí
ôèêñèðîâàòüñÿ â êîíå÷íîì ïîëîæåíèè äàæå ïîñëå èñ÷åçíîâåíèÿ
óïðàâëÿþùåãî ñèãíàëà. Äëÿ âûïîëíåíèÿ ýòîãî óñëîâèÿ òðåáóåòñÿ íàëè÷èå
ôóíêöèè «ïàìÿòè», ðåàëèçîâàííîé ïî ñõåìå, ïðèâåäåííîé íà ðèñ.8.4.
Áèñòàáèëüíûé ðàñïðåäåëèòåëü íàõîäèòñÿ â òðåáóåìîì ïîëîæåíèè äî òåõ
ïîð, ïîêà îí íå áóäåò ïåðåêëþ÷åí óïðàâëÿþùèì ñèãíàëîì.
Íà ðèñ.8.16 ïîêàçàíî, ÷òî âûäâèæåíèå øòîêà öèëèíäðà
äâóñòîðîííåãî äåéñòâèÿ ïðîèñõîäèò ïðè âêëþ÷åíèè ðàñïðåäåëèòåëÿ
8. Принципиальные пневматические схемы
143
1. Âòÿãèâàíèå øòîêà îñóùåñòâëÿåòñÿ ïîñëå âêëþ÷åíèÿ ðàñïðåäåëèòåëÿ
2. Ðàñïðåäåëèòåëü 3 ñîõðàíÿåò ñâîå ïîëîæåíèå ìåæäó âêëþ÷åíèÿìè, à
ñëåäîâàòåëüíî, è ïîëîæåíèå øòîêà ïíåâìàòè÷åñêîãî öèëèíäðà.
‘
#
"
1


Ðèñ. 8.16. Ôèêñàöèÿ êîíå÷íûõ ïîëîæåíèé öèëèíäðà
äâóõñòîðîííåãî äåéñòâèÿ
Ðàñïðåäåëèòåëü 3 áóäåò ïåðåêëþ÷àòüñÿ òîëüêî â òîì ñëó÷àå, êîãäà
áóäåò íàæàòà êíîïêà îäíîãî èç ðàñïðåäåëèòåëåé ñ ðó÷íûì óïðàâëåíèåì.
Åñëè ïîäàòü äàâëåíèå îäíîâðåìåííî â îáà êàíàëà óïðàâëåíèÿ
ðàñïðåäåëèòåëÿ 3, åãî çîëîòíèê îñòàíåòñÿ â èñõîäíîì ïîëîæåíèè,
ïîñêîëüêó îäíîâðåìåííàÿ ïîäà÷à îäíîãî è òîãî æå äàâëåíèÿ íà ïëîùàäè
îäíîé è òîé æå âåëè÷èíû ñ ïðîòèâîïîëîæíûõ ñòîðîí íå ïðèâåäåò íè ê
êàêîìó ðåçóëüòàòó.
 ïðèìåíåíèè ê ïíåâìàòè÷åñêèì ñõåìàì òàêàÿ ñèòóàöèÿ èçâåñòíà êàê
«íàëîæåíèå êîìàíä» è ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé îäíó èç îñíîâíûõ ïðîáëåì
ïðè èõ ðàçðàáîòêå.
ÎÏÐÅÄÅËÅÍÈÅ ÒÅÊÓÙÅÃÎ ÏÎËÎÆÅÍÈß ÖÈËÈÍÄÐÎÂ
ÀÂÒÎÌÀÒÈ×ÅÑÊÈÉ ÂÎÇÂÐÀÒ
Ðàñïðåäåëèòåëü 2, èçîáðàæåííûé íà ðèñ.8.16, ìîæåò áûòü
çàìåíåí ðàñïðåäåëèòåëåì ñ óïðàâëåíèåì îò ðîëèêîâîãî ðû÷àãà
(ïóòåâûì âûêëþ÷àòåëåì), âêëþ÷àþùèìñÿ â ìîìåíò, ñîâïàäàþùèé ñ
ìîìåíòîì îêîí÷àíèÿ õîäà ïîðøíÿ öèëèíäðà.  ýòîì ñëó÷àå öèëèíäð
ñàìîñòîÿòåëüíî ïåðåêëþ÷àåò ðàñïðåäåëèòåëü 3 (ðèñ.8.17) è, òàêèì
îáðàçîì, àâòîìàòè÷åñêè âîçâðàùàåòñÿ â èñõîäíîå ïîëîæåíèå.
144
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
¡±ÂÀÁ¶µ¶¼¹Ã¶¼Í
Á±ÂÀ¿¼¿·¶¾¸µ¶ÂÍ
‘


Ðèñ. 8.17. Ïîëóàâòîìàòè÷åñêèé âîçâðàò öèëèíäðà
›¼±À±¾ 
Á±ÂÀ¿¼¿·¶¾
¸µ¶ÂÍ
‘
’


Ðèñ. 8.18. Àâòîìàòè÷åñêèé âîçâðàò öèëèíäðà äàæå ïðè
íàëè÷èè èñõîäíîãî óïðàâëÿþùåãî âîçäåéñòâèÿ
Ïðîáëåìà âîçíèêàåò, åñëè êíîïêà ðàñïðåäåëèòåëÿ 1 âñå åùå íå
áóäåò îòïóùåíà â ìîìåíò, êîãäà ïîðøåíü öèëèíäðà äîéäåò äî êîíöà
145
8. Принципиальные пневматические схемы
ñâîåãî õîäà.  ýòîì ñëó÷àå âîçâðàòà íå ïðîèñõîäèò. Ðàñïðåäåëèòåëü
2 íå â ñîñòîÿíèè ïåðåêëþ÷èòü ðàñïðåäåëèòåëü 3 äî òåõ ïîð,
ïîêà äåéñòâóåò ïðîòèâîïîëîæíûé ñèãíàë îò ðàñïðåäåëèòåëÿ 1.
Áèñòàáèëüíûé ðàñïðåäåëèòåëü ìîæåò áûòü âêëþ÷åí ïðè ïîìîùè
óïðàâëÿþùåãî äàâëåíèÿ òîëüêî ïîñëå òîãî, êàê áóäåò ñíÿò ñèãíàë ñ
ïðîòèâîïîëîæíîãî óïðàâëÿþùåãî âõîäà.
Åñëè òðåáóåòñÿ, ÷òîáû öèëèíäð ïîñëå äîñòèæåíèÿ êîíöà õîäà
îáÿçàòåëüíî âîçâðàùàëñÿ â èñõîäíîå ïîëîæåíèå, òî ïðîñòûì ðåøåíèåì
ýòîé ïðîáëåìû áóäåò ïðåîáðàçîâàíèå ñèãíàëà îò êëàïàíà ñ ðó÷íûì
óïðàâëåíèåì â èìïóëüñ. Îíî ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ñî÷åòàíèå äâóõ
ýëåìåíòàðíûõ ôóíêöèé, ïîêàçàííûõ íà ðèñ.8.9 è 8.18.
ÏÎÂÒÎÐßÞÙÈÅÑß ÕÎÄÛ
Ïîðøåíü
öèëèíäðà
ñîâåðøàåò
âîçâðàòíî-ïîñòóïàòåëüíûå
ïåðåìåùåíèÿ áëàãîäàðÿ ïîëó÷åíèþ ñèãíàëîâ î çàâåðøåíèè õîäà â òîì
èëè èíîì íàïðàâëåíèè ïðè ïîìîùè ïóòåâûõ âûêëþ÷àòåëåé, êîòîðûå
èñïîëüçóþòñÿ äëÿ ïåðåêëþ÷åíèÿ ãëàâíîãî ðàñïðåäåëèòåëÿ 3 (ðèñ.8.19)
â òðåáóåìîå ïîëîæåíèå.

’
‘
’


Ðèñ. 8.19. Õîäû ïîâòîðÿþòñÿ, ïîêà âêëþ÷åí ðàñïðåäåëèòåëü (1)
Äëÿ òîãî ÷òîáû ïðåêðàòèòü äâèæåíèå, íåîáõîäèìî ïðèìåíèòü
ôóíêöèþ «È», ñõåìà ðåàëèçàöèè êîòîðîé ïîêàçàíà íà ðèñ. 8.13.
Åñëè áèñòàáèëüíûé ðàñïðåäåëèòåëü ñ ðó÷íûì óïðàâëåíèåì ñîåäèíåí
146
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
ïîñëåäîâàòåëüíî ñ ïóòåâûì âûêëþ÷àòåëåì, öèëèíäð ïðåðâåò îòðàáîòêó
öèêëà, êàê òîëüêî ïåðåêëþ÷àòåëü 1 áóäåò âûêëþ÷åí. Îäíàêî, êàê è
â ñëó÷àå, îïèñàííîì ðàíåå, öèëèíäð âñåãäà áóäåò âîçâðàùàòüñÿ â
èñõîäíóþ ïîçèöèþ, ïðè êîòîðîé åãî øòîê âòÿíóò.
ÓÏÐÀÂËÅÍÈÅ ÏÎÑËÅÄÎÂÀÒÅËÜÍÎÑÒÜÞ ÎÏÅÐÀÖÈÉ
ÊÀÊ ÎÏÈÑÀÒÜ ÏÎÑËÅÄÎÂÀÒÅËÜÍÎÑÒÜ
Íåñêîëüêî ïðèâåäåííûõ íèæå ïðàâèë ïîìîãàþò îïèñàòü öèêë
ðàáî÷èõ ïåðåìåùåíèé î÷åíü êðàòêî, íî òî÷íî.
ÈÑÏÎËÜÇÓÅÌÛÅ ÒÅÐÌÈÍÛ È ÎÁÎÇÍÀ×ÅÍÈß
Êàæäûé èñïîëíèòåëüíûé ìåõàíèçì îáîçíà÷àåòñÿ çàãëàâíîé áóêâîé.
Èñõîäíîå ïîëîæåíèå èñïîëíèòåëüíîãî ìåõàíèçìà, êîòîðîå
îòîáðàæàåòñÿ íà ñõåìå, íàçûâàåòñÿ «íóëåâûì ïîëîæåíèåì».
Ïðîòèâîïîëîæíîå ïîëîæåíèå íàçûâàåòñÿ ïîëîæåíèåì «1».
Ïíåâìàòè÷åñêèå
ñèãíàëû
íà
âêëþ÷åíèå
óïðàâëÿþùåãî
ïíåâìîðàñïðåäåëèòåëÿ íàçûâàþòñÿ êîìàíäàìè. Ýòîò òåðìèí ïðèíÿò äëÿ
òîãî, ÷òîáû îòëè÷èòü ýòè ñèãíàëû îò ïðî÷èõ ñèãíàëîâ, íàïðèìåð, íàæàòèÿ
ðîëèêîâîãî ðû÷àãà íà ðàñïðåäåëèòåëå ñ ìåõàíè÷åñêèì óïðàâëåíèåì
(ïóòåâîì âûêëþ÷àòåëå). Êîìàíäà íà ïåðåìåùåíèå öèëèíäðà èç ïîëîæåíèÿ
«0» â ïîëîæåíèå «1» íàçûâàåòñÿ «ïîëîæèòåëüíîé» êîìàíäîé. Äëÿ
öèëèíäðà «À», åå îáîçíà÷àþò ïðîñòî «À+». Ñîîòâåòñòâåííî êîìàíäà íà
âîçâðàò öèëèíäðà À áóäåò îáîçíà÷àòüñÿ «À-».
ž±ÀÁ±³¼¶¾¹¶
¿¼¿·¶¾¹Ð
•±Ãȹ»¹
¢¹´¾±¼Ì
›¿½±¾µÌ
Ðèñ. 8.20. Ôóíêöèîíàëüíûé ýëåìåíò ñî âñåìè êîäîâûìè îáîçíà÷åíèÿìè
Ïîñêîëüêó èñõîäíîå ïîëîæåíèå öèëèíäðà íàçûâàåòñÿ «íóëåì»,
ëîãè÷íî áóäåò ïóòåâîé âûêëþ÷àòåëü (èëè èñïîëüçóåìûé âìåñòî íåãî
ïíåâìàòè÷åñêèé èëè ýëåêòðè÷åñêèé äàò÷èê), êîòîðûé ðàñïîçíàåò
èñõîäíîå ïîëîæåíèå öèëèíäðà «À», îáîçíà÷èòü «à0». Ïðîòèâîïîëîæíîå
8. Принципиальные пневматические схемы
147
ïîëîæåíèå â ýòîì ñëó÷àå áóäåò íàçûâàòüñÿ «à1». Äëÿ áîëüøåé
íàãëÿäíîñòè ñèãíàëû âñåãäà êîäèðóþòñÿ ñòðî÷íûìè áóêâàìè.
Äëÿ ïðîñòîòû âîñïðèÿòèÿ íà ðèñ.8.20 âñå ýòè êîäû âîñïðîèçâåäåíû
â ñîñòàâå ñõåìàòè÷íîé ñòðóêòóðû. Ïîäîáíàÿ ñòðóêòóðà íàçûâàåòñÿ
«ôóíêöèîíàëüíûì ýëåìåíòîì», ïîñêîëüêó îíà îáåñïå÷èâàåò âñå
íåîáõîäèìîå äëÿ ðàáîòû ìàøèíû è óïðàâëåíèÿ åþ.
ÏÎÑËÅÄÎÂÀÒÅËÜÍÎÑÒÜ ÂÛÏÎËÍÅÍÈß
ÎÏÅÐÀÖÈÉ ÏÐÈ ÐÀÁÎÒÅ ÄÂÓÕ ÖÈËÈÍÄÐÎÂ
Ñ ïîìîùüþ êîäîâ ìû ìîæåì çàïèñàòü ïîñëåäîâàòåëüíîñòü âûïîëíåíèÿ
ðàáî÷èõ îïåðàöèé äëÿ äâóõ öèëèíäðîâ â âèäå ïîñëåäîâàòåëüíîñòè
êîìàíä, íàïðèìåð:
À+, Â+, À-, ÂÒåïåðü ñîâåðøåííî ÿñíî, êàê äîëæíà âûãëÿäåòü ïîñëåäîâàòåëüíîñòü
âûïîëíåíèÿ îïåðàöèé.
 ñâîþ î÷åðåäü âîçíèêàåò âîïðîñ: îòêóäà ïîñòóïàþò ýòè êîìàíäû.
Îòâåò ñîâåðøåííî î÷åâèäåí: îò ðàñïðåäåëèòåëåé ñ ðîëèêîâûìè ðû÷àãàìè
(ïóòåâûõ âûêëþ÷àòåëåé), êîòîðûå ôèêñèðóþò êîíåö õîäà â îáîèõ
íàïðàâëåíèÿõ. Èõ òàêæå ñëåäóåò çàêîäèðîâàòü, ïðè÷åì òàê, ÷òîáû êîäû
ãîâîðèëè ñàìè çà ñåáÿ.
Äàëåå, ñîâåðøåííî î÷åâèäíî, ÷òî çàâåðøåíèå èñïîëíåíèÿ
êîìàíäû (À+, Â+) âñåãäà áóäåò ñîïðîâîæäàòüñÿ ñèãíàëîì îò ïóòåâîãî
âûêëþ÷àòåëÿ, îáîçíà÷åííîãî òîé æå ñàìîé áóêâîé ñ èíäåêñîì 1: «à1»,
«b1»; äëÿ êîìàíäû À- ýòî áóäåò à0 è ò. ä.
Ïîëüçóÿñü ýòèìè êîäàìè, ìû ìîæåì çàïèñàòü óïîìÿíóòóþ âûøå
ïîñëåäîâàòåëüíîñòü îïåðàöèé ñëåäóþùèì îáðàçîì:
À+ → à1 → Â+ → b1 → À- → à0 → Â- → b0
Êðîìå òîãî, íàì íóæåí ðàñïðåäåëèòåëü ñ ðó÷íûì óïðàâëåíèåì
äëÿ âêëþ÷åíèÿ è âûêëþ÷åíèÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòè îïåðàöèé. Ýòîò
ðàñïðåäåëèòåëü “ïóñê/îñòàíîâêà” (ñòàðòîâàÿ êíîïêà) âêëþ÷àåòñÿ
ïîñëåäîâàòåëüíî â öåïî÷êó ïåðåä ïåðâîé êîìàíäîé À+.  ñëó÷àå, åñëè
ïîñëåäîâàòåëüíîñòü îïåðàöèé äîëæíà áûòü ïðîäîëæåíà, ñòàðòîâàÿ
êíîïêà äîëæíà îñòàâàòüñÿ âêëþ÷åííîé. Íî åñëè åå âûêëþ÷èòü íà ñåðåäèíå
öèêëà, ïîñëåäîâàòåëüíîñòü îïåðàöèé áóäåò ïðîäîëæàòü âûïîëíÿòüñÿ äî
òåõ ïîð, ïîêà âñå ðàáî÷èå ïåðåìåùåíèÿ íå áóäóò îòðàáîòàíû, è öèêë
íå çàâåðøèòñÿ âîçâðàòîì èñïîëíèòåëüíûõ ìåõàíèçìîâ â èñõîäíîå
ïîëîæåíèå. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî áóäåò âûäàí ïîñëåäíèé ñèãíàë b0.
Îäíàêî ïðîéòè ÷åðåç ñòàðòîâóþ êíîïêó (îáîçíà÷àåìóþ êîäîì «st») îí
íå ñìîæåò. Ýòî åùå îäèí âàðèàíò èñïîëüçîâàíèÿ ýëåìåíòàðíîé ôóíêöèè
«È», ïîêàçàííîé íà ðèñ. 8.13. Äëÿ êîìàíäû À+ íåîáõîäèìû îáà ñèãíàëà:
b0 è «st». Ñ ïîìîùüþ áóëåâîé àëãåáðû ýòî óñëîâèå çàïèñûâàåòñÿ êàê
äåéñòâèå óìíîæåíèÿ â îáû÷íîé àëãåáðå: «st · b0».
148
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
Òàêóþ
ñõåìó
ìîæíî
íàçâàòü
«çàìêíóòûì
êîíòóðîì».
Ïîñëåäîâàòåëüíîñòü ñèãíàëîâ è êîìàíä âûãëÿäèò ñëåäóþùèì îáðàçîì:
¢¹´¾±¼Ì
›¿½±¾µÌ
Òà æå ñàìàÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü îïåðàöèé, ÷òî è â áëîê-ñõåìå,
ïðèâåäåííîé âûøå, ïîêàçàíà íà ðèñ. 8.21 â âèäå ïíåâìàòè÷åñêîé ñõåìû,
èçîáðàæåííîé ñ ïîìîùüþ óñëîâíûõ ñèìâîëîâ, ïðèíÿòûõ â ñèñòåìå ISO.
Ïîñêîëüêó ïóòåâûå âûêëþ÷àòåëè ó íàñ óæå çàêîäèðîâàíû â ñîîòâåòñòâèè
ñ èõ ïîëîæåíèÿìè, íåò íåîáõîäèìîñòè âû÷åð÷èâàòü ñõåìó â âèäå ïëàíà,
íà êîòîðîì îíè áûëè áû «òîïîãðàôè÷åñêè» òî÷íî ïîêàçàíû ðÿäîì ñ
ïíåâìàòè÷åñêèìè öèëèíäðàìè èëè ïîìå÷åíû íîìåðàìè, êàê ýòî áûëî
ñäåëàíî íà ðèñóíêàõ 8.18 è 8.19.
Ñîãëàñíî ñòàíäàðòó, âñå öèëèíäðû èçîáðàæàþòñÿ â ñàìîì âåðõó
ñõåìû, íåïîñðåäñòâåííî ïîä íèìè – èõ óïðàâëÿþùèå ðàñïðåäåëèòåëè, à
åùå íèæå – ïóòåâûå âûêëþ÷àòåëè.  áîëåå ñëîæíûõ ñõåìàõ íà óðîâíå
ìåæäó óïðàâëÿþùèìè ðàñïðåäåëèòåëÿìè è ïóòåâûìè âûêëþ÷àòåëÿìè
ìîæåò áûòü ïðåäóñìîòðåí ðÿä äîïîëíèòåëüíûõ ïíåâìàòè÷åñêèõ
ýëåìåíòîâ ( íàïðèìåð, ñòàðòîâàÿ êíîïêà «st» íà ðèñ. 8.21).
"
#
B
"
"
C
#
C
#
B
C
4UBSU
B
C
B
Ðèñ. 8.21. Ïíåâìàòè÷åñêàÿ ñõåìà äëÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòè À+, Â+, À-, Â-
ÅÄÈÍÈ×ÍÛÉ ÖÈÊË/ÏÎÂÒÎÐßÞÙÈÉÑß ÖÈÊË
Âûáîð òðåáóåìîãî ðåæèìà ðàáîòû ñèñòåìû îñóùåñòâëÿåòñÿ ïóòåì
8. Принципиальные пневматические схемы
149
èñïîëüçîâàíèÿ ñîîòâåòñòâóþùåãî òèïà ñòàðòîâîé êíîïêè. Åñëè îíà
ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ìîíîñòàáèëüíûé ðàñïðåäåëèòåëü, òî ïðè âîçäåéñòâèè
íà íåå áóäåò îòðàáîòàí îäèí öèêë.  ñëó÷àå èñïîëüçîâàíèÿ áèñòàáèëüíîãî
ðàñïðåäåëèòåëÿ öèêë áóäåò ïîâòîðÿòüñÿ íåïðåðûâíî äî òåõ ïîð, ïîêà
ðàñïðåäåëèòåëü íå âåðíåòñÿ â èñõîäíîå ïîëîæåíèå. Íåçàâèñèìî îò òîãî,
â êàêîé ìîìåíò ýòî ïðîèçîéäåò, ñõåìà âñåãäà îòðàáîòàåò öèêë äî êîíöà,
ïîñëå ÷åãî åå ðàáîòà ïðåêðàòèòñÿ.
ÐÀÇÍÎÍÀÏÐÀÂËÅÍÍÛÅ ÊÎÌÀÍÄÛ
ÂÎÇÄÅÉÑÒÂÈÅ ×ÅÐÅÇ ÈÌÏÓËÜÑ
Òåõíîëîãè÷åñêèé çàæèì äåòàëåé: ðåãóëèðîâàíèå äàâëåíèÿ
Äëÿ çàæèìà äåòàëåé ÷àñòî ïðèìåíÿþòñÿ êîðîòêîõîäîâûå öèëèíäðû
îäíîñòîðîííåãî äåéñòâèÿ. Òàêèå ñèñòåìû îáû÷íî èìåþò âñòðîåííûå
ýëåêòðè÷åñêèå äàò÷èêè ïîëîæåíèÿ, îäíàêî ýòî íå ñíèìàåò âîïðîñà
îáåñïå÷åíèÿ áåçîïàñíîñòè. Äîñòàòî÷íî ëè íàäåæíî çàêðåïëåíà äåòàëü,
ïðåäíàçíà÷åííàÿ äëÿ ìåõàíè÷åñêîé îáðàáîòêè, ÷òîáû âûäåðæèâàòü
óñèëèÿ, ïðèëàãàåìûå ê íåé â ïðîöåññå ýòîé îáðàáîòêè? Åäèíñòâåííî
íàäåæíûì ïîäòâåðæäåíèåì ýòîãî ÿâëÿåòñÿ ñèãíàë, ñâèäåòåëüñòâóþùèé,
÷òî âåëè÷èíà äàâëåíèÿ íà ïîðøåíü çàæèìíîãî öèëèíäðà äîñòàòî÷íà.
Òàêîé ñèãíàë ìîæíî ïîëó÷èòü ïðè ïîìîùè êëàïàíà ïîñëåäîâàòåëüíîñòè
äàâëåíèé. Îí äàåò âîçìîæíîñòü îïåðàòîðó îòðåãóëèðîâàòü ìèíèìàëüíîå
äàâëåíèå, äîñòàòî÷íîå äëÿ íàäåæíîãî çàæèìà äåòàëè.
Ðèñ. 8.22. Ñõåìà äëÿ çàæèìà è îáðàáîòêè äåòàëåé, åäèíè÷íûé öèêë
Äàâëåíèå, êîòîðîå ðåãèñòðèðóåò ÷óâñòâèòåëüíûé ýëåìåíò äàííîãî
êëàïàíà, – ýòî äàâëåíèå â ïíåâìàòè÷åñêîì öèëèíäðå çàæèìíîãî
150
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
óñòðîéñòâà. Ïîýòîìó åãî óïðàâëÿþùèé âõîä äîëæåí ÷åðåç òðîéíèê
ïîäñîåäèíÿòüñÿ ê ïîëîñòè öèëèíäðà, à åãî âûõîäíîé ñèãíàë áóäåò
ñèãíàëîì äëÿ íà÷àëà ìåõàíè÷åñêîé îáðàáîòêè (öèëèíäð «Â» íà ðèñ.8.22).
Ïíåâìàòè÷åñêèé öèëèíäð äîëæåí âîçâðàòèòüñÿ â èñõîäíîå ïîëîæåíèå
ñðàçó ïî îêîí÷àíèè îïåðàöèè, ò.å. ïîñëå çàâåðøåíèÿ ðàáî÷åãî õîäà,
èíôîðìàöèþ î ÷åì äîëæåí âûäàòü ïóòåâîé âûêëþ÷àòåëü «b1».
Çäåñü âîçíèêàåò îäíà ñëîæíîñòü: öèëèíäð «Â» íå ìîæåò âîçâðàòèòüñÿ
íàçàä äî òåõ ïîð, ïîêà â öèëèíäðå «À» çàæèìíîãî óñòðîéñòâà íàõîäèòñÿ
ñæàòûé âîçäóõ. Ñ äðóãîé ñòîðîíû, öèëèíäðó «À» íåëüçÿ âîçâðàùàòüñÿ è
îñëàáëÿòü òåì ñàìûì çàæèì äåòàëè, ïðåæäå ÷åì óñòðîéñòâî, âûïîëíÿþùåå
ìåõàíè÷åñêóþ îáðàáîòêó (öèëèíäð «Â»), íå áóäåò îòâåäåíî â èñõîäíóþ
ïîçèöèþ. Äëÿ ðåøåíèÿ ýòîé ïðîáëåìû ìû ñíîâà ìîæåì èñïîëüçîâàòü
îñíîâíóþ ñõåìó èç ðèñ.8.9 äëÿ ïðåîáðàçîâàíèÿ ïîñòîÿííî äåéñòâóþùåãî
ñèãíàëà îò êëàïàíà ïîñëåäîâàòåëüíîñòè äàâëåíèé â èìïóëüñ.
Öèêë çàïóñêàåòñÿ âðó÷íóþ. Íà ïðàêòèêå ýòî âûãëÿäèò ñëåäóþùèì
îáðàçîì: îïåðàòîð äîëæåí óñòàíîâèòü îáðàáàòûâàåìóþ äåòàëü è çàòåì
óäåðæèâàòü êíîïêó â íàæàòîì ïîëîæåíèè äî òåõ ïîð, ïîêà ðàáîòà íå
áóäåò çàêîí÷åíà. Äëÿ ïîëó÷åíèÿ áîëüøåé ÿñíîñòè – ñì. ðèñ. 8.22.
Ðèñ. 8.23. Çàæèì è ìåõàíîîáðàáîòêà äåòàëè ñ äîïîëíèòåëüíîé ôèêñàöèåé
Îäíàêî â òàêîé ñõåìå åñòü îäèí íåäîñòàòîê: åñëè îïåðàòîð îòïóñòèò
êíîïêó ïîñëå òîãî, êàê áóäåò çàïóùåí ïðîöåññ ìåõàíè÷åñêîé îáðàáîòêè,
çàæèì ðàñêðîåòñÿ. Ýòîãî äîïóñêàòü íåëüçÿ. Ðåøåíèåì ïðîáëåìû
ìîæåò ñòàòü «çàïîìèíàíèå» ñèãíàëà ðó÷íîãî ïóñêà ïðè ïîìîùè ñõåìû,
ïðèâåäåííîé íà ðèñ.8.16. Çäåñü â êà÷åñòâå ðàñïðåäåëèòåëÿ 1 ìû
èñïîëüçîâàëè ïóòåâîé âûêëþ÷àòåëü «b0». Îäíàêî ýòîò ðàñïðåäåëèòåëü
8. Принципиальные пневматические схемы
151
ñðàáàòûâàåò ëèøü â èñõîäíîì ïîëîæåíèè öèëèíäðà, êîãäà îïåðàöèÿ
çàâåðøåíà, è öèëèíäð «Â» âåðíóëñÿ. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî â äàííîì
ñëó÷àå èìååòñÿ åùå îäíà âñòðå÷íàÿ êîìàíäà, îò êîòîðîé ìû äîëæíû
èçáàâèòüñÿ, ïóòåì ïðåîáðàçîâàíèÿ åå â èìïóëüñ.  èòîãå ìû ïîëó÷èì
ñõåìó, èçîáðàæåííóþ íà ðèñ.8.23.
ÏÅÐÅÊËÞ×ÅÍÈÅ ØÈÍ
Ñëåäóåò ïðèçíàòü, ÷òî îïèñàííûé òîëüêî ÷òî íà ïðàêòè÷åñêîì ïðèìåðå
ñïîñîá, ñ ïîìîùüþ êîòîðîãî óñòðàíÿåòñÿ ïðîáëåìà ðàçíîíàïðàâëåííûõ
êîìàíä, ÿâëÿåòñÿ íå ñàìûì ëó÷øèì. Äîëæíî ñóùåñòâîâàòü èíîå
ñîâðåìåííîå è íàäåæíîå ðåøåíèå.
Áîëåå ïðàâèëüíûì ðåøåíèåì áûëî áû óñòðàíåíèå íàëîæåíèÿ ñèãíàëîâ,
íî íå ïîñðåäñòâîì ðàçëè÷íûõ óõèùðåíèé, îñíîâàííûõ íà âûäåðæêå
âðåìåíè, à çà ñ÷åò ïåðåêëþ÷åíèÿ ïíåâìàòè÷åñêîãî ðàñïðåäåëèòåëÿ
(ñåëåêòîðà), âêëþ÷åííîãî â ñîñòàâ ñõåìû, ïðåäñòàâëåííîé íà ðèñ. 8.21.
Ñëîæíîñòü çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, êàê óçíàòü, ãäå èìåííî òàêîé ñåëåêòîð
äîëæåí ðàñïîëàãàòüñÿ, êàê îí äîëæåí âêëþ÷àòüñÿ-âûêëþ÷àòüñÿ, è êàê
äîëæíî áûòü ðåàëèçîâàíî åãî ïîäñîåäèíåíèå.
Äëÿ ñîñòàâëåíèÿ ïíåâìàòè÷åñêèõ ñõåì ñ èñïîëüçîâàíèåì ñåëåêòîðà
ñóùåñòâóåò ïðîñòàÿ ïðîöåäóðà, èìåíóåìàÿ «ìåòîäîì ðàçáèåíèÿ íà
ãðóïïû». Ðàáî÷èé öèêë ðàçäåëÿåòñÿ íà äâå èëè áîëåå ãðóïï.
 íàøèõ ïîñëåäóþùèõ ðàññóæäåíèÿõ áóäåì èñõîäèòü èç òîãî, ÷òî
ìû èìååì äåëî òîëüêî ñ äâóìÿ ãðóïïàìè. Ê êàæäîé èç íèõ ïîäâåäåí
ñâîé òðóáîïðîâîä ïîäà÷è ñæàòîãî âîçäóõà îò ñåëåêòîðà.
Ðàçäåëåíèå íà ãðóïïû, íàïðèìåð, äëÿ öèêëà “À+, Â+, Â-, À-“,
âûïîëíÿåòñÿ ñëåäóþùèì îáðàçîì.
Ãëÿäÿ íà ïîñëåäîâàòåëüíîñòü êîìàíä ñëåâà íàïðàâî, ìû ìîæåì
ðàçáèòü ýòè êîìàíäû íà ãðóïïû, ðóêîâîäñòâóÿñü ïðàâèëîì, ñîãëàñíî
êîòîðîìó â êàæäîé ãðóïïå äîïóñêàåòñÿ òîëüêî îäíà êîìàíäà äëÿ ëþáîãî
öèëèíäðà ñî çíàêîì ëèáî +, ëèáî - , íàïðèìåð:
|À+, Â+|
ãðóïïà I
|B-, A-|
ãðóïïà II
Òîò æå ñàìûé ïðèíöèï îñòàåòñÿ â ñèëå è äëÿ áîëåå äëèííûõ öèêëîâ,
êîòîðûå ìîæíî ðàçáèòü íà òðè èëè áîëåå ãðóïï. Íå îáÿçàòåëüíî, ÷òîáû
îòðàáîòêà öèêëà íà÷èíàëàñü ñ íîâîé ãðóïïû. Îêîí÷àíèå öèêëà ìîæåò
ïðèõîäèòüñÿ íà ñåðåäèíó ãðóïïû. Ñòàðòîâàÿ êíîïêà ïðîñòî âêëþ÷àåòñÿ
â ëèíèþ ïîñëåäîâàòåëüíî íà óðîâíå ïåðâîé êîìàíäû öèêëà. Èíîãäà
ïðèõîäèòñÿ ïðåäïðèíÿòü íåñêîëüêî ïîïûòîê, ïðåæäå ÷åì áóäåò
îïðåäåëåíî ìèíèìàëüíî íåîáõîäèìîå ÷èñëî ãðóïï.
Äàëüíåéøèå ïðàâèëà ïðèâåäåíû â ñëåäóþùåé áëîê-ñõåìå.
152
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
“¶µ±¼Í¾¶ºÉ¹¶»¿½±¾µÌ
³´ÁÄÀÀ¶I
“¶µ±¼Í¾¶ºÉ¹¶»¿½±¾µÌ
³´ÁÄÀÀ¶II
¶Á³±Ð»¿½±¾µ±
³´ÁÄÀÀ¶I
¶Á³±Ð»¿½±¾µ±
³´ÁÄÀÀ¶II
œ¹¾¹ÐÀ¹Ã±¾¹Ð ɹ¾± ´ÁÄÀÀÌI
œ¹¾¹ÐÀ¹Ã±¾¹Ð ɹ¾± ´ÁÄÀÀÌII
¢¶¼¶»Ã¿Á
Ðèñ. 8.24. Áëîê-ñõåìà ïåðåêëþ÷åíèÿ øèí
1 – Ïåðâûé óïðàâëÿþùèé ðàñïðåäåëèòåëü, êîòîðûé
äîëæåí áûòü âêëþ÷åí â ãðóïïå I
2 – Âñå ïóòåâûå âûêëþ÷àòåëè â ãðóïïå I, êðîìå ïîñëåäíåãî.
3 – Âñå êîìàíäû, ïîäàâàåìûå íà óïðàâëÿþùèå ðàñïðåäåëèòåëè
ãðóïïû I, ñ ïèòàíèåì îò øèíû ãðóïïû I.
4 – Ïóòåâîé âûêëþ÷àòåëü, ðåãèñòðèðóþùèé êîíåö ïîñëåäíåãî
õîäà â ãðóïïå I, ïåðåêëþ÷àåò ñåëåêòîð. Èç øèíû ãðóïïû I
ñáðàñûâàåòñÿ âîçäóõ, à â øèíó ãðóïïû II ïîäàåòñÿ äàâëåíèå.
5 – Ïåðâûé óïðàâëÿþùèé ðàñïðåäåëèòåëü, êîòîðûé
äîëæåí áûòü âêëþ÷åí â ãðóïïå II.
6 – Âñå ïóòåâûå âûêëþ÷àòåëè â ãðóïïå II,
çà èñêëþ÷åíèåì ïîñëåäíåãî.
7 – Âñå êîìàíäû, ïîäàâàåìûå íà óïðàâëÿþùèå ðàñïðåäåëèòåëè
ãðóïïû II, ñ ïèòàíèåì îò øèíû ãðóïïû II.
8 – Ïóòåâîé âûêëþ÷àòåëü, ðåãèñòðèðóþùèé êîíåö ïîñëåäíåãî õîäà
â ãðóïïå II, ïåðåêëþ÷àåò ñåëåêòîð â ïåðâîíà÷àëüíîå ïîëîæåíèå.
Òåïåðü îòäåëüíûå ðàáî÷èå øàãè ïíåâìàòè÷åñêîé ñèñòåìû áóäóò
ñîâñåì íåñëîæíûìè. Ñòàðòîâàÿ êíîïêà âñåãäà âêëþ÷åíà ïîñëåäîâàòåëüíî
â ëèíèþ íà óðîâíå ïåðâîé êîìàíäû öèêëà. Â ïðèâåäåííîì âûøå ïðèìåðå
êîíåö öèêëà ñîâïàäàåò ñ êîíöîì ãðóïïû. Ýòî íå âñåãäà òàê è, êàê áûëî
îòìå÷åíî âûøå, íå ÿâëÿåòñÿ îáÿçàòåëüíûì óñëîâèåì.
Ïðîäåìîíñòðèðóåì ýòî íà ïðèìåðå. Äîïóñòèì, èìååòñÿ öèêë ñ
ïîñëåäîâàòåëüíîñòüþ:
À+, Â+, A-, C+, D+, D-, B-, C-.
Åñëè ìû íà÷íåì ðàçáèâàòü åå íà ãðóïïû îò íà÷àëà, òî ïîëó÷èì
êàñêàä èç 3 ãðóïï:
|A+, B+,| A-, C+, D+,| D-, B-, C-|
Åñëè íà÷àòü äåëèòü ýòó ïîñëåäîâàòåëüíîñòü ñ êîíöà, òî â ýòîì
ñëó÷àå ìû îáíàðóæèì, ÷òî ó íàñ èìååòñÿ òîëüêî 2 ãðóïïû, ïîñêîëüêó
8. Принципиальные пневматические схемы
153
ïåðåìåùåíèÿ A+, D-, B-, C- ìîãóò áûòü âûïîëíåíû â îäíîé ãðóïïå:
A+,| B+, A-, C+, D+,| D-, B-, C-.
Ñåëåêòîð áóäåò âêëþ÷àòüñÿ ïðè ïîìîùè à1 è ïåðåêëþ÷àòüñÿ îáðàòíî
ïðè ïîìîùè d1. Ïóñêîâàÿ êíîïêà áóäåò ñâÿçàíà ÷åðåç ñ0 ñ êîìàíäíûì
âõîäîì À+.
Ðèñ. 8.25. Ïåðåêëþ÷åíèå øèí äëÿ äâóõ öèëèíäðîâ
Íå çàáóäåì, ÷òî îáà ïóòåâûõ âûêëþ÷àòåëÿ, çàêîäèðîâàííûå íóëåâûì
èíäåêñîì, äîëæíû áûòü èçîáðàæåíû íà ñõåìå â ðàáî÷åì ïîëîæåíèè,
òàê æå, êàê è íà ñõåìå, îïèñûâàþùåé ïîñëåäîâàòåëüíîñòü A+, B+, B-,
A- (ðèñ. 8.25).
9. ÂÀÊÓÓÌÍÛÅ ÒÅÕÍÎËÎÃÈÈ
Âàêóóìíûå óñòðîéñòâà èãðàþò âàæíóþ ðîëü è øèðîêî èñïîëüçóþòñÿ â
ïðîìûøëåííîñòè. Êàê ïðàâèëî, îíè ïðèìåíÿþòñÿ â àâòîìàòèçèðîâàííûõ
ñáîðî÷íûõ ñèñòåìàõ äëÿ ïåðåìåùåíèÿ èçäåëèé, èìåþùèõ ðàçìåðû â
ïðåäåëàõ îò ìàëûõ ýëåêòðîííûõ êîìïîíåíòîâ äî ñòåêëÿííûõ ëèñòîâ,
èëè äëÿ óäåðæàíèÿ èçäåëèé â îïðåäåëåííîì ïîëîæåíèè âî âðåìÿ
âûïîëíåíèÿ òåõíîëîãè÷åñêèõ îïåðàöèé.
ÍÀÑÎÑÛ È ÝÆÅÊÒÎÐÛ
Âàêóóì, âîîáùå, èìååò îïðåäåëåíèå êàê ìåñòî, â êîòîðîì íåò
âåùåñòâà. Ïðàêòè÷åñêè ýòîãî äîñòè÷ü íåâîçìîæíî, ïîýòîìó â òåðìèíàõ
ïíåâìàòè÷åñêîé òåõíîëîãèè ïîä âàêóóìîì ïîíèìàþò îáëàñòü, äàâëåíèå â
êîòîðîé íèæå àòìîñôåðíîãî. Äàííóþ ðàçíîñòü äàâëåíèé èëè, êàê åå åùå
íàçûâàþò, ðàçðåæåíèå èçìåðÿþò â îáû÷íûõ åäèíèöàõ äàâëåíèÿ (áàðàõ,
Ïàñêàëÿõ è äð.). Äëÿ èçìåðåíèÿ àáñîëþòíîãî äàâëåíèÿ â çîíå âàêóóìà
íåðåäêî ïðèìåíÿþòñÿ Òîððû (â ÷åñòü çíàìåíèòîãî èòàëüÿíñêîãî ôèçèêà
Òîððè÷åëè).
Ñóùåñòâóåò äâà ìåòîäà ïîëó÷åíèÿ âàêóóìà: ñ ïîìîùüþ âàêóóìíîãî
íàñîñà, êîòîðûé îòêà÷èâàåò âîçäóõ èç ðåçåðâóàðà è òðåáóåò ïðèâîä,
ïðèâîäÿùèé åãî âî âðàùåíèå, èëè èñïîëüçóÿ ýæåêòîð, êîòîðûé ñîçäàåò
âàêóóì áëàãîäàðÿ êèíåòè÷åñêîé ýíåðãèè ñòðóè ñæàòîãî âîçäóõà.
Õîòÿ ñîçäàíèå ðàçðåæåíèÿ ñ ïîìîùüþ âàêóóìíîãî íàñîñà îáúåìíîãî
òèïà îòíîñèòåëüíî äîðîãî, ýòîò ñïîñîá âñå æå èñïîëüçóþò äëÿ ñîçäàíèÿ
ãëóáîêîãî âàêóóìà ïðè ðàáîòå ñ áîëüøèìè, òÿæåëûìè èçäåëèÿìè. Íî â
áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ âàêóóì ñîçäàþò ïðè ïîìîùè ýæåêòîðîâ, òàê êàê
ýòîò ñïîñîá äåøåâëå.
Ñõåìà âàêóóìíîãî ýæåêòîðà ïîêàçàíà íà ðèñ.9.1.
Ñæàòûé âîçäóõ ïðîõîäèò ÷åðåç ñîïëî ýæåêòîðà, ðàçãîíÿÿñü
äî âûñîêîé ñêîðîñòè. Íåðåäêî â ýæåêòîðàõ ïðèìåíÿþò ñîïëî
Ëàâàëÿ, ïîçâîëÿþùåå ðàçîãíàòü ïîòîê äî ñêîðîñòè, â íåñêîëüêî
ðàç ïðåâîñõîäÿùåé ñêîðîñòü çâóêà. Â âûñîêîñêîðîñòíîì ïîòîêå
ñòàòè÷åñêîå äàâëåíèå âîçäóõà î÷åíü íèçêîå, ò.ê. ïîòåíöèàëüíàÿ
ýíåðãèÿ ãàçà, âûðàæàåìàÿ äàâëåíèåì, ïåðåõîäèò â êèíåòè÷åñêóþ (ñì.
ãë.3, ðàçäåë «Óðàâíåíèå Áåðíóëëè»). Â çîíå âûñîêîñêîðîñòíîé ñòðóè
ðàñïîëàãàåòñÿ âàêóóìíûé ïîðò ýæåêòîðà, ñîåäèíåííûé ñ ïðèñîñêîé.
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
155
 ïðèñîñêå ñîçäàåòñÿ ðàçðåæåíèå. ×åðåç ïðèñîñêó â âàêóóìíûé ïîðò
ïîäñàñûâàåòñÿ íåêîòîðîå êîëè÷åñòâî âîçäóõà èç àòìîñôåðû, êîòîðûé
ñìåøèâàåòñÿ ñ îñíîâíûì ïîòîêîì. Ðàñõîä âîçäóõà ÷åðåç ïðèñîñêó íå
äîëæåí ðàçðóøàòü âûñîêîñêîðîñòíîé ïîòîê, ïîýòîìó îí äîëæåí áûòü
îãðàíè÷åí. Âåëè÷èíà äîïóñòèìîãî ðàñõîäà ÷åðåç ïðèñîñêó ÿâëÿåòñÿ
âàæíîé õàðàêòåðèñòèêîé ýæåêòîðà. Äàëåå ïîòîê, òåêóùèé ñ îãðîìíîé
ñêîðîñòüþ ïðè íèçêîì äàâëåíèè, äîëæåí áûòü âûáðîøåí â àòìîñôåðó.
Îäíàêî äëÿ ïîòîêà, èìåþùåãî äàâëåíèå íà óðîâíå ñîòûõ äîëåé áàðà,
îêðóæàþùàÿ ñðåäà ñ åå àòìîñôåðíûì äàâëåíèåì ïîäîáíà áåòîííîé
ñòåíå, êîòîðóþ îí íå â ñîñòîÿíèè «ïðîáèòü». Äëÿ âûõëîïà â àòìîñôåðó
íåîáõîäèìî ïîäíÿòü ñòàòè÷åñêîå äàâëåíèå ïîòîêà ïóòåì òîðìîæåíèÿ,
ò.å. ïåðåâîäà êèíåòè÷åñêîé ýíåðãèè â ïîòåíöèàëüíóþ. Ýòà çàäà÷à
ðåøàåòñÿ ñ ïîìîùüþ âûõëîïíîãî äèôôóçîðà, êîòîðûé ïðåäñòàâëÿåò
ñîáîé ñïåöèàëüíî ïðîôèëèðîâàííûé êàíàë, à â ïðîñòåéøåì âàðèàíòå –
òðóáêó ïîñòîÿííîãî ñå÷åíèÿ.
Ðèñ.9.1. Ñïîñîáû ñîçäàíèÿ âàêóóìà ñ ïîìîùüþ ýæåêòîðà:
à. Ïîëó÷åíèå âûñîêîãî óðîâíÿ âàêóóìà
á. Ïîëó÷åíèå âûñîêîãî óðîâíÿ ðàñõîäà
Êàê âèäíî èç äèàãðàììû (ñì.ðèñ.9.1), èçìåíÿÿ îòíîøåíèå
äèàìåòðîâ ñîïëà è äèôôóçîðà, ìîæíî èçìåíÿòü óðîâåíü ñîçäàâàåìîãî
âàêóóìà è ðàñõîäà âîçäóõà ÷åðåç âàêóóìíûé ïîðò. Ýæåêòîðû ñ ìàëûì
äèàìåòðîì ñîïëà è äèôôóçîðà äàþò áîëüøèé óðîâåíü ðàçðåæåíèÿ, íî
ìåíüøèé ðàñõîä (ðèñ.9.1, à). Ýæåêòîðû ñ áîëüøèì äèàìåòðîì ñîïëà è
äèôôóçîðà äàþò áîëüøèé ðàñõîä âîçäóõà ÷åðåç âàêóóìíûé ïîðò, íî
ìåíüøèé óðîâåíü âàêóóìà (ðèñ.9.1, á).
Ñî÷åòàíèå
îáîèõ
âàðèàíòîâ
èñïîëüçîâàíî
ïðè
ñîçäàíèè
ìíîãîñòóïåí÷àòûõ ýæåêòîðîâ, ó êîòîðûõ âûõëîïíîé äèôôóçîð ðàçäåëåí
íà íåñêîëüêî ïîñëåäîâàòåëüíûõ ñåêöèé.
Òàê, â äâóõñòóïåí÷àòîì ýæåêòîðå (ðèñ.9.2) âàêóóìíûé ïîðò
ðàçäåëåí íà äâå êàìåðû âñàñûâàíèÿ, ïåðâàÿ èç êîòîðûõ îáåñïå÷èâàåò
âûñîêèé óðîâåíü âàêóóìà, â òî âðåìÿ êàê âòîðàÿ óâåëè÷èâàåò ðàñõîä
óäàëÿåìîãî âîçäóõà. Óñòàíîâèâ óïðàâëÿþùèé êëàïàí ìåæäó äâóìÿ
êàìåðàìè âñàñûâàíèÿ, ìîæíî èçìåíÿòü ñîîòíîøåíèå ìåæäó óðîâíåì
âàêóóìà è ðàñõîäîì óäàëÿåìîãî âîçäóõà.
156
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
Ðèñ. 9.2. Äâóõñòóïåí÷àòûé âàêóóìíûé ýæåêòîð:
à. Ïîðò äëÿ ïîëó÷åíèÿ âûñîêîãî óðîâíÿ âàêóóìà
á. Ïîðò äëÿ ïîëó÷åíèå âûñîêîãî óðîâíÿ ðàñõîäà
Êðîìå òîãî, ïðè äîñòèæåíèè íóæíîãî óðîâíÿ âàêóóìà ðàñõîä
óäàëÿåìîãî âîçäóõà ìîæåò áûòü ìèíèìèçèðîâàí.
Âàêóóìíûå ýæåêòîðû íåðåäêî âûïîëíÿþòñÿ â âèäå áëîêîâ,
ñîäåðæàùèõ âñòðîåííûå ãëóøèòåëè, ôèëüòðû, êëàïàíû è ïåðåêëþ÷àòåëè,
÷òî äåëàåò èõ ïðîñòûìè â óñòàíîâêå è ýêñïëóàòàöèè. Êîìïàêòíîñòü è
ìàëûé âåñ ýòèõ ýæåêòîðîâ ïîçâîëÿþò èñïîëüçîâàòü èõ äàæå íà ðîáîòàõìàíèïóëÿòîðàõ èëè äðóãèõ ïðèñïîñîáëåíèÿõ äëÿ ïåðåìåùåíèÿ èçäåëèé,
ãäå âåñ äîëæåí áûòü ìèíèìèçèðîâàí. Ðàçìåðû ñîïëà è äèôôóçîðà
òùàòåëüíî ðàññ÷èòàíû, ÷òî ïîçâîëÿåò ïîëó÷èòü óðîâåíü âàêóóìà äî 40%
áîëüøèé, ÷åì äàþò îáû÷íûå óñòðîéñòâà òàêîãî òèïà.
ÂÀÊÓÓÌÍÛÅ ÏÐÈÑÎÑÊÈ
×òîáû ñ ïîìîùüþ âàêóóìà ìîæíî áûëî ïåðåìåùàòü èçäåëèÿ,
íåîáõîäèìî ñîçäàòü óïëîòíåíèÿ ìåæäó ýæåêòîðîì è ðàáî÷åé çîíîé,
â êîòîðîé ñîçäàåòñÿ âàêóóì. Ýòî äîñòèãàåòñÿ ñ ïîìîùüþ âàêóóìíûõ
ïðèñîñîê, êîòîðûå ñëåäóåò ðàñïîëàãàòü êàê ìîæíî áëèæå ê ýæåêòîðó
äëÿ óìåíüøåíèÿ ïîòåðü ðàçðåæåíèÿ ïî äëèíå è óìåíüøåíèÿ îáúåìà
óäàëÿåìîãî âîçäóõà, ÷òî äàåò âûèãðûø âî âðåìåíè ïðèñàñûâàíèÿ.
Ïðè íîðìàëüíûõ ýêñïëóàòàöèîííûõ óñëîâèÿõ êàæäûé ýæåêòîð
ñâÿçûâàåòñÿ òîëüêî ñ îäíîé ïðèñîñêîé äëÿ èñêëþ÷åíèÿ âëèÿíèÿ
ïðèñîñîê äðóã íà äðóãà, â ýòîì ñëó÷àå ïîòåðÿ ðàáîòîñïîñîáíîñòè îäíîé
èç íèõ íå ïðèâîäèò ê èçìåíåíèþ ðàçðåæåíèÿ íà äðóãèõ ïðèñîñêàõ.
Åñëè íåñêîëüêî ïðèñîñîê ñîåäèíåíû ñ îäíèì ýæåêòîðîì, ïðèñîñêè
ñíàáæàþòñÿ îáðàòíûìè êëàïàíàìè, àâòîìàòè÷åñêè ïåðåêðûâàþùèìè
êàíàë ïðè îòñóòñòâèè êîíòàêòà ïðèñîñêè ñ ïîâåðõíîñòüþ.
Âàêóóìíûå ïðèñîñêè èçãîòàâëèâàþòñÿ èç ðàçëè÷íûõ âèäîâ êàó÷óêà,
êàê ïðàâèëî, ýòî íèòðèëüíûé (NBR) êàó÷óê, ïîëèóðåòàíû è ôòîððåçèíîâûå âèòîíû (FPM).  áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ ïðèìåíÿþò ïðèñîñêè
NBR, êîòîðûå îáåñïå÷èâàþò îïòèìàëüíóþ êîìáèíàöèþ ïîâåðõíîñòíîé
àäàïòàöèè è æåñòêîñòè. Áîëåå ìÿãêèå ñèëèêîíîâûå ïðèñîñêè ïðèìåíÿþò
äëÿ èçäåëèé ñ ãëóáîêèìè ôîðìàìè ïîâåðõíîñòè, â òî âðåìÿ êàê âèòîíû
è äðóãèå àíòèñòàòè÷åñêèå ìàòåðèàëû ïðèìåíÿþòñÿ â ýëåêòðîííîé
ïðîìûøëåííîñòè.
Ðàçìåð è òèï âàêóóìíîé ïðèñîñêè, òðåáóåìîé äëÿ äàííîé çàäà÷è,
157
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
çàâèñèò îò ðàçëè÷íûõ ôàêòîðîâ, íàèáîëåå âàæíûìè èç êîòîðûõ
ÿâëÿþòñÿ âåñ, ôîðìà è ÷èñòîòà ïîâåðõíîñòè (ðèñ.9.3).
£¹ÀÀÁ¹Â¿Â»¹
¢Æ¶½±
Á¹½¶¾¶¾¹¶
¼¿Â»±Ð
Á¹ Á±²¿Ã¶  À¼¿Â»¹½¹ ¾¶É¶Á¿Æ¿³±ÃÌ
½¹ À¿³¶Áƾ¿ÂÃн¹ ÀÁ¹ ļ¿³¹¹
¿ÃÂÄÃÂó¹Ðµ¶Å¿Á½±Ç¹¹¹¸µ¶¼¹Ð
¼¿Â»±Ð
ÂÁ¶²Á±½¹
Á¹ Á±²¿Ã¶  À¿³¶Áƾ¿ÂÃн¹ »¿´µ±
³¿¸½¿·¾± ¹Æ µ¶Å¿Á½±Ç¹Ð ¹¼¹ ½Ðù¶
À¿µ µ¶ºÂ󹶽 ³±»ÄĽ± ³¹¾¹¼¿³Ì¶ ²Ä½±·¾Ì¶ »±Áÿ¾¾Ì¶¼¹ÂÃ̹µÁ
”¼Ä²¿»±Ð
Á¹ Á±²¿Ã¶  »Á¹³¿¼¹¾¶º¾Ì½¹ À¿³¶ÁÆ
¾¿ÂÃн¹
”¿ÅÁ¹Á¿³±¾¾±Ð
•¼Ð ¸±Æ³±Ã± ¹¸µ¶¼¹º  ¾±»¼¿¾¾¿º
À¿³¶Áƾ¿ÂÃÍϹ³Ä¼¿³¹ÐÆ¿´Á±¾¹È¶¾¾¿
´¿ÀÁ¿ÂÃÁ±¾Âó±
®¼¼¹Àùȶ»±Ð
•¼Ð ¸±Æ³±Ã± ¹¸µ¶¼¹º  ¾¶²¿¼ÍÉ¿º
À¿³¶Áƾ¿ÂÃÍÏ ¸±Æ³±Ã± ¹¼¹ µ¼Ð ÿȾ¿
Á±ÂÀ¿¼¿·¶¾¾ÌÆĵ¼¹¾¶¾¾Ìƹ¸µ¶¼¹º
“Á±Ê±ÏʱÐÂÐ
•¼Ð Á±²¿ÃÌ Â ¹¸µ¶¼¹Ð½¹ ¹½¶Ïʹ½¹
¾¶´¿Á¹¸¿¾Ã±¼Í¾ÄÏ
À¿³¶Áƾ¿ÂÃÍ
ÀÁ¹Â±Â̳±¾¹Ð
¢
µ¼¹¾¾¿Æ¿µ¿³Ì½
Éÿ»¿½
•¼Ð ¹¸µ¶¼¹º ¹½¶ÏÊ¹Æ ¾¶Á¿³¾ÄÏ
À¿³¶Áƾ¿ÂÃÍ ¹¼¹¶Â¼¹¹¸µ¶¼¹¶¾Ä·µ±¶Ã
Â㵶½ÀŹÁ¿³±¾¹¹ÀÁ¹²±¸¹Á¿³±¾¹¹
¢
ij¶¼¹È¶¾¾Ì½¹
Á±¸½¶Á±½¹
•¼ÐÁ±²¿ÃÌÂÃз¶¼Ì½¹¹¸µ¶¼¹Ð½¹
™¸Î¼¶»ÃÁ¿ÀÁ¿
³¿µÐʶ´¿
½±Ã¶Á¹±¼±
•¼Ð ÀÁ¶µ¿Ã³Á±Ê¶¾¹Ð ¾±»±À¼¹³±¾¹Ð
Âñùȶ»¿´¿Î¼¶»ÃÁ¹È¶Â󱡶¸¹¾¿³Ìº
½±Ã¶Á¹±¼ÂÀ¿¾¹·¶¾¾Ì½Î¼¶»ÃÁ¹È¶Â»¹½
¿ÀÁ¿Ã¹³¼¶¾¹¶½¹ÂÀ¿¼Í¸Ä¶ÃÂл±»¿µ¾¿
¹¸ÂÁ¶µÂó춻ÃÁ¿Âñùȶ»¿º¸±Ê¹ÃÌ
Ðèñ. 9.3. Âûáîð ôîðìû ïðèñîñêè
158
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
Êðîìå òîãî, ñïîñîáíîñòü ïðèñîñêè ñîõðàíÿòü îïòèìàëüíûé ïðîôèëü
äëÿ ïîääåðæàíèÿ âàêóóìà íàïðÿìóþ âëèÿåò íà ðàáîòîñïîñîáíîñòü
ñèñòåìû.
Òàê, ìÿãêèå ïðèñîñêè ìîãóò äåôîðìèðîâàòüñÿ âíåøíèì äàâëåíèåì
âî âðåìÿ ñîçäàíèÿ âàêóóìà, ÷òî ñèëüíî óìåíüøàåò ïîëåçíóþ ïëîùàäü
ïðèñîñêè, à ïîòîìó è âåëè÷èíó ïîäúåìíîé ñèëû, êîòîðàÿ ìîæåò áûòü
ñîçäàíà.
Íàîáîðîò, åñëè ìàòåðèàë ïðèñîñêè ñëèøêîì òâåðä, âîçäóõ ìîæåò
ïðîñà÷èâàòüñÿ ÷åðåç êðàÿ, ïðèæàòûå ê èçäåëèþ, è ÷òîáû óäåðæàòü
èçäåëèå â ýòîì ñëó÷àå, íåîáõîäèìî óâåëè÷èòü äàâëåíèå è ðàñõîä â ñîïëå
ýæåêòîðà äëÿ ïîääåðæàíèÿ íóæíîãî óðîâíÿ ñòàòè÷åñêîãî âàêóóìà.
Ðåøåíèåì ýòîãî ïðîòèâîðå÷èÿ ÿâëÿþòñÿ îòíîñèòåëüíî ìÿãêèå, íî
îðåáðåííûå ïðèñîñêè, ñïîñîáíûå ñîõðàíÿòü ïîëåçíóþ ïëîùàäü ìåæäó
ïðèñîñêîé è èçäåëèåì. Ïðè ýòîì óñòðîéñòâà, ñîçäàþùèå âàêóóì,
äîëæíû îáåñïå÷èâàòü âûñîêèé ðàñõîä óäàëÿåìîãî âîçäóõà. Âûñîêèé
ðàñõîä âîçäóõà ïîçâîëÿåò îáåñïå÷èòü áûñòðîå ïðèòÿãèâàíèå ïðèñîñêè ê
èçäåëèþ, ÷òî ïðåäîòâðàùàåò óòå÷êè âîçäóõà ÷åðåç êðàÿ ïðèñîñêè. Äëÿ
ñîçäàíèÿ âûñîêîãî ðàñõîäà âîçäóõà íàèáîëåå ïîäõîäÿò ðàññìîòðåííûå
âûøå ìíîãîñòóïåí÷àòûå ýæåêòîðû.
Ðåáðèñòûå ïðèñîñêè èñïîëüçóþò òàêæå ïðè ðàáîòå ñ ãèáêèìè
ìàòåðèàëàìè, íàïðèìåð òàêèìè, êàê ïëàñòìàññîâûå ëèñòû, êîòîðûå
èìåþò âûñîêóþ âåðîÿòíîñòü äåôîðìàöèè ïðè ïðèêëàäûâàíèè óñèëèÿ.
 ýòîì ñëó÷àå íåîáõîäèìî òùàòåëüíî ïîäáèðàòü è ðàçìåð ïðèñîñêè,
è óðîâåíü ñîçäàâàåìîãî âàêóóìà, ÷òîáû èçáåæàòü èñêàæåíèÿ ôîðìû
ëèñòà.
Ïëîñêèå òâåðäûå ïîâåðõíîñòè òðåáóþò ïðèìåíåíèÿ íèçêîïðîôèëüíûõ
(ïëîñêèõ) ïðèñîñîê, â òî âðåìÿ êàê èçîãíóòûå ïîâåðõíîñòè ìîãóò
òðàíñïîðòèðîâàòüñÿ òîëüêî ïðèñîñêàìè ñ ãëóáîêèì êîíè÷åñêèì
ïðîôèëåì (ðèñ.9.3).
Ãðóáî îáðàáîòàííûå ïîâåðõíîñòè îáóñëîâëèâàþò ïðîñà÷èâàíèå
âîçäóõà ïîä êðàÿ ïðèñîñêè. ×òîáû ìèíèìèçèðîâàòü ïîòåðè ðàçðåæåíèÿ,
â ýòîì ñëó÷àå íóæíî èñïîëüçîâàòü ïðèñîñêè ìåíüøåãî äèàìåòðà è
ñîçäàâàòü áîëåå ãëóáîêèé óðîâåíü âàêóóìà, íî ïðè ýòîì èñïîëüçîâàòü
áîëüøåå ÷èñëî ïðèñîñîê, ÷òîáû ñîõðàíèòü íåîáõîäèìóþ ïëîùàäü
êîíòàêòà ìåæäó ïðèñîñêàìè è èçäåëèåì.
Ïðèñîñêè, ñäåëàííûå èç áîëåå ìÿãêîãî ìàòåðèàëà, òàêæå óìåíüøàþò
ïîòåðþ ðàçðåæåíèÿ, òàê êàê îíè ïðèíèìàþò ôîðìó ïîâåðõíîñòè. Íî â
ýòîì ñëó÷àå íóæíî ó÷èòûâàòü óìåíüøåíèå ïîëåçíîé ïëîùàäè êîíòàêòà
èç-çà äåôîðìàöèè ïðèñîñêè.
Âðåìÿ, íåîáõîäèìîå äëÿ ñîçäàíèÿ âàêóóìà â ïðèñîñêå, çàâèñèò îò
ïîñëåäîâàòåëüíîñòè îïåðàöèé, êîòîðûå äîëæíû áûòü âûïîëíåíû. Ðàñ÷åò
âðåìåíè äîëæåí ó÷èòûâàòü ðàçíîîáðàçíûå ôàêòîðû, òàêèå êàê ðàñõîä
âîçäóõà, îòñàñûâàåìîãî ýæåêòîðîì, è óðîâåíü âàêóóìà, ñîçäàâàåìûé èì,
ðàçìåð ïðèñîñêè, óòå÷êó âîçäóõà ÷åðåç åå êðàÿ, ïîðèñòîñòü ïîâåðõíîñòè
èçäåëèÿ, ðàçìåð è äëèíó ñîåäèíèòåëüíûõ âîçäóøíûõ òðóáîïðîâîäîâ,
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
159
êîòîðûå íåîáõîäèìû äëÿ ñîçäàíèÿ ðàçðåæåíèÿ.
ÏÎÄÚÅÌÍÀß ÑÈËÀ
Ïîäúåìíàÿ ñèëà âàêóóìíûõ ïðèñîñîê ìîæåò áûòü îïðåäåëåíà
ðàñ÷åòíûì èëè ýêñïåðèìåíòàëüíûì ïóòåì. Ðàñ÷åòíàÿ ïîäúåìíàÿ ñèëà
îïðåäåëÿåòñÿ èç âûðàæåíèÿ
F = 0,1
pS
(H)
t
ãäå p – óðîâåíü ðàçðåæåíèÿ, êÏà, S – ýôôåêòèâíàÿ ïëîùàäü ïðèñîñêè,
ñì2, t – êîýôôèöèåíò áåçîïàñíîñòè: ïðè ðàáîòå ãîðèçîíòàëüíî
ðàñïîëîæåííîé ïðèñîñêè t4, ïðè ðàáîòå âåðòèêàëüíî ðàñïîëîæåííîé
ïðèñîñêè t8 (ðèñ.9.4).
Á¹Â¿Â»±
”¿Á¹¸¿¾Ã±¼Í¾Ìº
À¿µË¶½
“¶Áù»±¼Í¾Ìº
À¿µË¶½
Ðèñ. 9.4. Âûáîð êîýôôèöèåíòà áåçîïàñíîñòè ïðè ïîäúåìå
ãîðèçîíòàëüíî è âåðòèêàëüíî ðàñïîëîæåííûõ èçäåëèé
Äëÿ îïðåäåëåíèÿ ðàçìåðîâ ïðèñîñêè ïðè çàäàííîì çíà÷åíèè
ïîäúåìíîé ñèëû èñïîëüçóåòñÿ ïðèâåäåííàÿ âûøå ôîðìóëà è, íàïðèìåð,
äëÿ êðóãëîé ïðèñîñêè åå äèàìåòð îïðåäåëÿåòñÿ ñëåäóþùèì îáðàçîì
D=
†Ft
(ñì2)
Spn
ãäå n – êîëè÷åñòâî ïðèñîñîê, èñïîëüçóåìûõ äëÿ ïîäíÿòèÿ èçäåëèÿ.
Ïðè ýêñïåðèìåíòàëüíîì îïðåäåëåíèè ïîäúåìíîé ñèëû èñïîëüçóþòñÿ
ñïåöèàëüíûå ñòîëû ñ ìîäåëèðîâàíèåì ðåàëüíûõ óñëîâèé ðàáîòû. Ïðè
ýòîì íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü äîïîëíèòåëüíûå ôàêòîðû. Íàïðèìåð, ïðè
äåéñòâèè íà òðàíñïîðòèðóåìîå èçäåëèå áîêîâîé ñèëû ïîäúåìíàÿ ñèëà
óìåíüøàåòñÿ íà 50% èëè äàæå íà 75% ïðè áàçèðîâàíèè ïðèñîñêè íå íà
öåíòðàëüíîé ÷àñòè èçäåëèÿ.
ÎÑÍÎÂÍÛÅ ÏÎËÎÆÅÍÈß
Ñëåäóþùåå êðàòêîå ðåçþìå âêëþ÷àåò â ñåáÿ ãëàâíûå ïîëîæåíèÿ,
êîòîðûå äîëæíû ó÷èòûâàòüñÿ ïðè ïðîåêòèðîâàíèè è ðàçðàáîòêå
160
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
âàêóóìíûõ ñèñòåì.
1. Èñïîëüçîâàòü ðÿä ïðèñîñîê ñ ìàëûì äèàìåòðîì, ÷òîáû
ðàñïðîñòðàíèòü ñèëó ïðèñàñûâàíèÿ íà ìàêñèìàëüíî øèðîêóþ îáëàñòü
2. Íå äîïóñêàòü âûõîäà êðàåâ ïðèñîñîê çà êðàÿ èçäåëèÿ
3. Óìåíüøèòü âðåìÿ, íåîáõîäèìîå äëÿ äîñòèæåíèÿ òåõíîëîãè÷åñêîãî
âàêóóìà, ìèíèìèçèðóÿ äëèíó ñîåäèíèòåëüíûõ òðóáîïðîâîäîâ,
èñïîëüçóåìûõ ìåæäó ýæåêòîðîì è ïðèñîñêîé
4. Èñïîëüçîâàòü äëÿ êàæäîé ïðèñîñêè ñâîé ýæåêòîð. Íåñêîëüêî
ïðèñîñîê, óïðàâëÿåìûõ îäíèì ýæåêòîðîì, ïåðåñòàíóò óäåðæèâàòü
èçäåëèå, åñëè äàæå îäíà èç ïðèñîñîê ðàçãåðìåòèçèðóåòñÿ. Åñëè âñå æå
îäèí ýæåêòîð ñâÿçàí ñ íåñêîëüêèìè ïðèñîñêàìè, ñëåäóåò ïðèìåíÿòü
ñïåöèàëüíûå èñïîëíåíèÿ ïðèñîñîê ñ îáðàòíûìè êëàïàíàìè.
5. Âñåãäà óñòàíàâëèâàòü äîïîëíèòåëüíûå ïðèñîñêè, ÷òîáû â ñëó÷àå
îòêàçà íåñêîëüêèõ ïðèñîñîê èçäåëèå ïðîäîëæàëî óäåðæèâàòüñÿ â
íóæíîì ïîëîæåíèè äðóãèìè ïðèñîñêàìè.
6. Èñïîëüçîâàòü è ïðàâèëüíî îáñëóæèâàòü äåéñòâóþùèå ôèëüòðû,
òàê êàê ýôôåêòèâíàÿ ôèëüòðàöèÿ ïðåäîòâðàùàåò çàãðÿçíåíèå ýæåêòîðîâ
òâåðäûìè ÷àñòèöàìè è ìàñëîì. Äëÿ ýôôåêòèâíîé ðàáîòû ýæåêòîð
äîëæåí áûòü çàùèùåí ôèëüòðàìè â íàïîðíîé è âàêóóìíîé ëèíèÿõ
7. Èíîãäà áûâàåò íåîáõîäèìî îáåñïå÷èòü è âàêóóì, è èçáûòî÷íîå
äàâëåíèå â ïðèñîñêå (äëÿ áûñòðîãî îòñîåäèíåíèÿ îò ïîâåðõíîñòè).
Ýòî äîñòèãàåòñÿ âêëþ÷åíèåì óïðàâëÿþùåãî êëàïàíà ïèòàíèÿ ìåæäó
ýæåêòîðîì è ïðèñîñêîé, êîòîðûé ñîåäèíÿåò ïðèñîñêó ëèáî ñ ýæåêòîðîì,
ëèáî ñ èñòî÷íèêîì ñæàòîãî âîçäóõà.
ÎÁÎÇÍÀ×ÅÍÈß, ÈÑÏÎËÜÇÓÅÌÛÅ ÄËß
ÂÀÊÓÓÌÍÎÃÎ ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈß
Ñèìâîëû ISO, èñïîëüçóåìûå äëÿ îáîçíà÷åíèÿ âàêóóìíûõ óñòðîéñòâ,
ïîêàçàíû íà ñõåìå íèæå (ðèñ.9.5)
“±»ÄĽ¾Ìº
η¶»Ã¿Á
¶Á¶»¼Ïȱö¼Í
³±»ÄĽµ±³¼¶¾¹¶
“±»ÄĽ¾Ìº
Ź¼ÍÃÁ
“±»ÄĽ¾ÌºÎ·¶»Ã¿Á
´¼Äɹö¼¶½
“±»ÄĽ¾ÌºÇ¹¼¹¾µÁ
Ðèñ. 9.5. Óñëîâíûå îáîçíà÷åíèÿ âàêóóìíîãî îáîðóäîâàíèÿ â ñèñòåìå ISO
161
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
pÏÇËÄÏÐÔÄËÚÎÍÊÒÖÄÌǾÁ¿ÉÒÒË¿ÐÎÍËÍØÛÝÜÅÄÉÑÍÏ¿
›¿½ÀÁ¶Â¿Á
¥¹¼ÍÃÁ ¹»Á¿Å¹¼ÍÃÁ ¡¶´Ä¼ÐÿÁ
"''"'
"."'.
"3
¤ÂÃÁ¿ºÂó¿¿ÂÄÉ»¹
·±Ã¿´¿³¿¸µÄƱ
®·¶»Ã¿Á;9;.;-;3;2;"
“±»ÄĽ¾Ìº
½±¾¿½¶ÃÁ(;
¡±ÂÀÁ¶µ¶¼¹
ö¼Í²Á¿Â±
“±»ÄĽ
Á±ÂÀÁ¶µ¶¼¹Ã¶¼Í
¢¿Ãµ¶¼Í¾Ì½¹µ¶Ã±¼Ð½¹¹Ä¸¼±½¹
“Ì¿»±Ð´¹²»¿ÂÃͲ¼±´¿µ±ÁÐ
»¿¾ÂÃÁĻǹ¹Â¹Âö½Ì¾±²±¸¶
¿Ãµ¶¼Í¾ÌƵ¶Ã±¼¶º
¾¶³½¿Á±ÂÀÁ¶µ¶¼¹Ã¶¼ÍÀ¹Ã±¾¹Ð
›¿¾ÃÁ¿¼¹ÁĶÃÀ¿µ±ÈÄ·±Ã¿´¿
³¿¸µÄƱ¾±Î·¶»Ã¿Á
¾¶³½¿
µÁ¿Â¶¼Í
’ÌÂÃÁ¿Á±¸Ë¶½¾¿¶Â¿¶µ¹¾¶¾¹¶
¡±ÂÀÁ¶µ¶¼¹Ã¶¼Í²Á¿Â±
®·¶»Ã¿Á;);6
¡¶¼¶µ±³¼¶¾¹Ð
¾¶³½¿µÁ¿Â¶¼Í"4
›¿¾ÃÁ¿¼¹ÁĶÃÀÁ¿Ç¶ÂÂ
¾Ðùо±´Áĸ»¹
®·¶»Ã¿Á
•±Ãȹ»Á±ÂÆ¿µ±
1'.
¡¶¼¶³±»ÄĽ±;4;4&14&
“±»ÄĽŹ¼ÍÃÁ
“±»ÄĽ¾Ìº
;'".+
½±¾¿½¶ÃÁ(;
¹¼¹µ±Ãȹ»
³±»ÄĽ±;4&14&
“±»ÄĽÀÁ¹Â¿Â»±;1
ž±´Áĸ»±
¾¶³½¿
ǹ¼¹¾µÁ
;$%6,
³±»ÄĽ
ÀÁ¹Â¿Â»¿º
162
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
pÏÇËÄÏÐÔÄËÚÎÍÊÒÖÄÌǾÁ¿ÉÒÒË¿ÐÎÍËÍØÛÝ
Á¿ÉÒÒËÌÍÂÍÌ¿ÐÍп
“±»ÄĽ¾±Â¿Â
›¿½ÀÁ¶Â¿Á
¥¹¼ÍÃÁ ¹»Á¿Å¹¼ÍÃÁ ¡¶´Ä¼ÐÿÁ
"'
"'.
"3
¤ÂÃÁ¿ºÂó¿¿ÂÄÉ»¹
·±Ã¿´¿³¿¸µÄƱ
“±»ÄĽÁ¶´Ä¼ÐÿÁ*37
¹¼¹Î¼¶»ÃÁ¿À¾¶³½±Ã¹
ȶ»¹ºÁ¶´Ä¼ÐÿÁ*57
“±»ÄĽ¾Ìº½¿µÄ¼Í
¡±ÂÀÁ¶µ¶¼¹Ã¶¼Í
²Á¿Â±
“±»ÄĽÁ±ÂÀÁ¶µ¶¼¹Ã¶¼Í
¥¹¼ÍÃÁ
¡¶¼¶µ±³¼¶¾¹Ð³±»ÄĽ±
“±»ÄĽ¾Ìº½¿µÄ¼Í
Á¹Â¿Â
–¼¹¹ÂÀ¿¼Í¸ÄÏÃÂо¶³Â¶Î¼¶½¶¾ÃÌ
½¿µÄ¼Ð ½¿´ÄÃÀÁ¹½¶¾ÐÃÍÂÐ
¿Ãµ¶¼Í¾Ì¶µ¶Ã±¼¹
•±Ãȹ»Á±ÂÆ¿µ±
1'.
“±»ÄĽÀÁ¹Â¿Â»±;1
ž±´Áĸ»±
¾¶³½¿
ǹ¼¹¾µÁ
;$%6,
³±»ÄĽ
ÀÁ¹Â¿Â»¿º
“±»ÄĽ¾Ìº
½±¾¿½¶ÃÁ(;
¹¼¹µ±Ãȹ»
³±»ÄĽ±;4&14&
ÏÐÈËÎÆÅÍÈÅ
ÑÈÌÂÎËÛ
Óñëîâíûå ñèìâîëû äëÿ ãðàôè÷åñêîãî èçîáðàæåíèÿ ïíåâìàòè÷åñêèõ
ñèñòåì óïðàâëåíèÿ è èõ êîìïîíåíòîâ ñòàíäàðòèçèðîâàíû â ñòàíäàðòå
ISO 1219, êîòîðûé ÿâëÿåòñÿ îáùèì äëÿ ãèäðàâëèêè è ïíåâìàòèêè.
Ñèìâîëû îòîáðàæàþò ôóíêöèþ òîãî èëè èíîãî ýëåìåíòà, íî íå äàþò
ïðåäñòàâëåíèÿ îá åãî óñòðîéñòâå. Ïðèìåð: â ñèñòåìå ISO íå äåëàåòñÿ
ðàçëè÷èÿ ìåæäó ñèìâîëîì, èçîáðàæàþùèì îáû÷íûé öèëèíäð
äâóñòîðîííåãî äåéñòâèÿ, è ñèìâîëîì äëÿ îáîçíà÷åíèÿ ïíåâìàòè÷åñêîãî
öèëèíäðà ñ äâîéíûì øòîêîì. Òåì íå ìåíåå, äëÿ áîëüøåé íàãëÿäíîñòè
íåêîòîðûå èçãîòîâèòåëè ââåëè ñâîè ñîáñòâåííûå ñèìâîëû.
ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ ÄËß ÏÎÄÃÎÒÎÂÊÈ ÂÎÇÄÓÕÀ
Îñíîâíûì ñèìâîëîì, èçîáðàæàþùèì êîìïîíåíòû äëÿ î÷èñòêè
è îñóøêè âîçäóõà, ÿâëÿåòñÿ ðîìá ñ îáîçíà÷åíèåì âõîäà è âûõîäà â
âèäå ëèíèè, îòõîäÿùåé îò ëåâîãî è ïðàâîãî óãëà. Âûïîëíÿåìàÿ
ôóíêöèÿ ïîêàçûâàåòñÿ âíóòðè ðîìáà ïðè ïîìîùè åùå ðÿäà ñèìâîëîâ.
Ðàñøèôðîâêà ñèìâîëîâ äàíà â òàáëèöå, ïðèâåäåííîé íèæå
Îñíîâíûì ñèìâîëîì, èçîáðàæàþùèì ðåãóëÿòîðû äàâëåíèÿ, ÿâëÿåòñÿ
êâàäðàò ñ îáîçíà÷åíèåì âõîäà è âûõîäà â âèäå ëèíèè, îòõîäÿùåé
îò ñåðåäèíû ëåâîé è ïðàâîé ñòîðîíû. Ïîòîê âîçäóõà ïîêàçûâàåòñÿ
ñòðåëêîé, óñòàíîâî÷íàÿ ïðóæèíà – çèãçàãîì, ïåðåñå÷åííûì ñòðåëêîé,
ïîêàçûâàþùåé, ÷òî îáúåêò ðåãóëèðóåìûé. Íèæå ïðèâîäÿòñÿ íàèáîëåå
âàæíûå óñëîâíûå ñèìâîëû:
164
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
¤¢œŸ“ž¬–Ÿ’Ÿ˜ž‘¨–ž™°Ÿ’Ÿ¡¤•Ÿ“‘ž™°•œ° Ÿ•”Ÿ£Ÿ“›™“Ÿ˜•¤¦‘“¢™¢£––*40
ŸÈ¹Âû±¹¿ÂÄÉ»±Â·±Ã¿´¿³¿¸µÄƱ
‘³Ã¿½±Ã¹È¶Â»¹º ŸÆ¼±µ¹Ã¶¼Í ŸÂÄɹö¼Í·±Ã¿´¿ ŸÂÄɹö¼Í
¼¹³»¿¾µ¶¾Â±Ã± ·±Ã¿´¿³¿¸µÄƱ ³¿¸µÄƱÁ¶ÅÁ¹·¶
·±Ã¿´¿
Á±Ã¿Á¾¿´¿Ã¹À±
³¿¸µÄƱ
“¼±´¿
¿Ãµ¶¼¹Ã¶¼Í
¥¹¼ÍÃÁ
¥¹¼ÍÃÁ³¼±´¿
¿Ãµ¶¼¹Ã¶¼Í
ž±´Á¶³±Ã¶¼Í
·±Ã¿´¿
³¿¸µÄƱ
¥¹¼ÍÃÁ³¼±´¿
¾¿´¿ÂÃÄÀ¶¾
¿Ãµ¶¼¹Ã¶¼Í
ȱÃ̺Ź¼ÍÃÁ
±³Ã¿½±Ã¹È¶Â»¹½ ÿ¾»¿º¿È¹Âû¹
¼¹³¿½»¿¾µ¶¾Â±Ã±
£¶À¼¿
¿²½¶¾¾¹»
±Â¼¿
Á±ÂÀ̼¹Ã¶¼Í
¡¶´Ä¼¹Á¿³±¾¹¶µ±³¼¶¾¹Ð
’±¸¿³Ìº
¹½³¿¼
¡¶´Ä¼¹ÁĶ½±Ð
³¿¸³Á±Ã¾±Ð
ÀÁÄ·¹¾±
¡¶´Ä¼ÐÿÁ
µ±³¼¶¾¹Ð
¡¶´Ä¼ÐÿÁ
¹Âö½¿ºÂ²Á¿Â±
µ±³¼¶¾¹Ð
’¼¿»À¿µ´¿Ã¿³»¹³¿¸µÄƱÂÁ±¸²¹³»¿º
¾±Â¿Âñ³¼ÐÏʹ¶¶´¿Î¼¶½¶¾ÃÌ
±¾¿½¶ÃÁ
’¼¿»À¿µ´¿Ã¿³»¹³¿¸µÄƱ
³ÄÀÁ¿Ê¶¾¾¿½³¹µ¶
Ðèñ.Ï.1. Ñèìâîëû, ïðèìåíÿåìûå äëÿ îáîçíà÷åíèÿ îáîðóäîâàíèÿ
äëÿ ïîäãîòîâêè ñæàòîãî âîçäóõà ïî ISO 1219.
ÈÑÏÎËÍÈÒÅËÜÍÛÅ ÓÑÒÐÎÉÑÒÂÀ
Ëèíåéíûå öèëèíäðû èçîáðàæàþòñÿ â âèäå óïðîùåííîãî ðàçðåçà
öèëèíäðà âäîëü åãî îñè. Íåò íèêàêîé ðàçíèöû ìåæäó èçîáðàæåíèåì
ïîðøíåâûõ öèëèíäðîâ è öèëèíäðîâ äðóãèõ òèïîâ. Ïîâîðîòíûå
èñïîëíèòåëüíûå ìåõàíèçìû èìåþò ñâîé ñîáñòâåííûé ñèìâîë, íåçàâèñèìî
îò êîíñòðóêòèâíîãî èñïîëíåíèÿ êîíêðåòíîãî ìåõàíèçìà (øåñòåðíÿ è
ðåéêà, ëîïàñòü è ò. ä.).
165
Приложение
§¹¼¹¾µÁ¿µ¾¿ÂÿÁ¿¾¾¶´¿µ¶ºÂó¹Ð ÿ¼»±Ïʶ´¿Ã¹À±
§¹¼¹¾µÁ¿µ¾¿ÂÿÁ¿¾¾¶´¿µ¶ºÂó¹Ð ÃоÄʶ´¿Ã¹À±
§¹¼¹¾µÁµ³ÄÆÂÿÁ¿¾¾¶´¿µ¶ºÂó¹Ð
§¹¼¹¾µÁµ³ÄÆÂÿÁ¿¾¾¶´¿µ¶ºÂó¹Ð
ÂÁ¶´Ä¼¹ÁĶ½Ì½³¿¸µÄɾ̽µ¶½ÀŶÁ¿½
§¹¼¹¾µÁµ³ÄÆÂÿÁ¿¾¾¶´¿µ¶ºÂó¹Ð
ÂÀÁ¿Æ¿µ¾Ì½Éÿ»¿½
¿³¿Á¿Ã¾Ìº¹ÂÀ¿¼¾¹Ã¶¼Í¾Ìº½¶Æ±¾¹¸½
µ³ÄÆÂÿÁ¿¾¾¶´¿µ¶ºÂó¹Ð
Ðèñ. Ï.2. Ñèìâîëû, ïðèíÿòûå â ñèñòåìå ISO äëÿ
îáîçíà÷åíèÿ èñïîëíèòåëüíûõ óñòðîéñòâ
ÊËÀÏÀÍÛ
Áàçîâûì ñèìâîëîì äëÿ ïíåâìàòè÷åñêîãî ðàñïðåäåëèòåëÿ ÿâëÿåòñÿ
ðÿä êâàäðàòîâ. Âõîä è âûïóñê(è) èçîáðàæàþòñÿ âíèçó, âûõîäû ââåðõó.
Êàæäîé ïîçèöèè ïåðåêëþ÷åíèÿ ñîîòâåòñòâóåò îäèí êâàäðàò. Ïîñêîëüêó
ðàñïðåäåëèòåëè èìåþò äâå èëè áîëåå ðàçëè÷íûõ ïîçèöèé ïåðåêëþ÷åíèÿ,
êâàäðàòû âûñòðàèâàþòñÿ ãîðèçîíòàëüíî â ëèíèþ. Îñíîâíîå ïðàâèëî
çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî êàæäàÿ ïîçèöèÿ ïðåäñòàâëåíà ñâîèì êâàäðàòîì:
Âíóòðè
ñòðåëêàìè
êâàäðàòà
,
íàïðàâëåíèå
ñâÿçûâàþùèìè
ïîòîêà
âîçäóõà
ñîåäèíåííûå
â
ïîêàçûâàåòñÿ
ýòîé
ïîçèöèè
ïðèñîåäèíèòåëüíûå îòâåðñòèÿ. Îòâåðñòèÿ, ïåðåêðûâàåìûå èçíóòðè,
.
îáîçíà÷àþòñÿ ñèìâîëîì
Ñíàðóæè, â íèæíåé ÷àñòè êâàäðàòà, ïîêàçûâàåòñÿ ïîäâîä ñæàòîãî
âîçäóõà, êîòîðûé îáîçíà÷àåòñÿ ñèìâîëîì , à îòâîä âîçäóõà ñèìâîëîì
.
Ïèòàþùèé òðóáîïðîâîä èçîáðàæàåòñÿ ñïëîøíîé ëèíèåé
Óïðàâëÿþùèé òðóáîïðîâîä èçîáðàæàåòñÿ ïóíêòèðîì
Ëèíèè âûïóñêà âîçäóõà èçîáðàæàþòñÿ òî÷êàìè
Ñèìâîëû, èçîáðàæàþùèå óñòðîéñòâà óïðàâëåíèÿ, ðèñóþòñÿ ïî
êðàÿì ãðóïïû ñäâîåííûõ èëè ñòðîåííûõ êâàäðàòîâ. Ïðèâåäåííûå
166
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
íèæå ñèìâîëû, èçîáðàæàþùèå óñòðîéñòâà óïðàâëåíèÿ, ïîêàçàíû
ðàçìåùåííûìè ñ ëåâîé ñòîðîíû, çà èñêëþ÷åíèåì ïðóæèíû, êîòîðàÿ
âñåãäà íàõîäèòñÿ íà ïðîòèâîïîëîæíîé ñòîðîíå îò óñòðîéñòâà óïðàâëåíèÿ,
ïîñêîëüêó ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ìåõàíèçì âîçâðàòà â èñõîäíîå ïîëîæåíèå
(õîòÿ ñ òåõíè÷åñêîé òî÷êè çðåíèÿ îíà êâàëèôèöèðóåòñÿ êàê óñòðîéñòâî
óïðàâëåíèÿ). Åñëè óñòðîéñòâà óïðàâëåíèÿ ðåàëüíî ðàñïîëàãàþòñÿ íà
ïðàâîé ñòîðîíå, íà ñõåìå îíè âñå ðàâíî áóäóò ðàçâåðíóòû â îáðàòíîì
íàïðàâëåíèè («ïåðåêèíóòûìè» â ïðîòèâîïîëîæíîå ãîðèçîíòàëüíîå
ïîëîæåíèå).
Íèæå ïðèâåäåíû îñíîâíûå ñèìâîëû äëÿ ãðàôè÷åñêîãî èçîáðàæåíèÿ
óñòðîéñòâ óïðàâëåíèÿ:
Âîçâðàòíàÿ ïðóæèíà (ôàêòè÷åñêè íå
óñòðîéñòâî óïðàâëåíèÿ, à âñòðîåííûé ìåõàíèçì
âîçâðàòà â èñõîäíîå ïîëîæåíèå)
Ðîëèêîâûé ðû÷àã
Ðó÷íûå îðãàíû óïðàâëåíèÿ, îáîáùåííûé ñèìâîë
Êíîïêà
Ìåõàíè÷åñêèé òîëêàòåëü
Îäíîñòîðîííèé ðîëèêîâûé ðû÷àã
Ðû÷àã
Hàæèìíàÿ-âûòÿæíàÿ ðóêîÿòêà
Ôèêñàòîð äëÿ ìåõàíè÷åñêèõ è ðó÷íûõ óñòðîéñòâ óïðàâëåíèÿ
(ïðåâðàùàåò ìîíîñòàáèëüíûé êëàïàí â áèñòàáèëüíûé)
Óïðàâëåíèå ñæàòûì âîçäóõîì ïîêàçûâàåòñÿ ëèíèåé
ïíåâìàòè÷åñêîãî ñèãíàëà (ïóíêòèð), äîõîäÿùåé
äî ñòîðîíû êâàäðàòà. Íàïðàâëåíèå ïðîõîæäåíèÿ
ñèãíàëà ìîæåò áûòü ïîêàçàíî òðåóãîëüíèêîì
Âîçäåéñòâèå ñæàòîãî âîçäóõà â ñèñòåìå âñïîìîãàòåëüíîãî
óïðàâëåíèÿ ïîêàçûâàåòñÿ ïðÿìîóãîëüíèêîì ñ
çàêëþ÷åííûì â íåãî òðåóãîëüíèêîì. Ýòîò ñèìâîë
âñåãäà âñòðå÷àåòñÿ â ñî÷åòàíèè ñ ñèìâîëîì,
èçîáðàæàþùèì åùå êàêîå-òî óñòðîéñòâî óïðàâëåíèÿ
167
Приложение
Ïðÿìîå ýëåêòðîìàãíèòíîå óïðàâëåíèå
Íåïðÿìîå ýëåêòðîìàãíèòíîå óïðàâëåíèå
 òàáëèöå Ï.3 ïîêàçàíî, êàêèì îáðàçîì îòäåëüíûå ñèìâîëû ìîãóò
êîìáèíèðîâàòüñÿ ìåæäó ñîáîé, îáðàçóÿ åäèíûé ñèìâîë, îïèñûâàþùèé
ôóíêöèþ êàêîãî-íèáóäü êëàïàíà.
¡ÄȾ¿¶
ÄÀÁ±³¼¶¾¹¶
“Æ¿µ ˜±»ÁÌÃ̺ ¿¶µ¹¾¶¾¾Ìº
³Æ¿µ
³ÌÆ¿µ¿½ “¿¸³Á±Ã¾±Ð
ÀÁÄ·¹¾±
¡ÄȾ¿¶
ÄÀÁ±³¼¶¾¹¶
“Æ¿µ ˜±»ÁÌÃ̺ ¿¶µ¹¾¶¾¾Ìº
³Æ¿µ
³ÌÆ¿µ¿½ “¿¸³Á±Ã¾±Ð
ÀÁÄ·¹¾±
¹¼¹
ž¿Á½±¼Í¾¿¿Ã»ÁÌÃ̺
Á±ÂÀÁ¶µ¶¼¹Ã¶¼Í
³¿¸³Á±Ã¾¿ºÀÁÄ·¹¾¿º
¹ÁÄȾ̽ÄÀÁ±³¼¶¾¹¶½
¿µ³¿µÂ·±Ã¿´¿³¿¸µÄƱ
“ÌÀÄ»
“Æ¿µ “Æ¿µ¸±»ÁÌà “Æ¿µ “Æ¿µ¸±»ÁÌà ¿¶µ¹¾¶¾¾Ìº ²Á¿Âµ±³¼¶¾¹Ð
¿¶µ¹¾¶¾¾Ìº ²Á¿Âµ±³¼¶¾¹Ð
¶Æ±¾¹È¶Â»¿¶ ³ÌÆ¿µ¿½ ȶÁ¶¸³ÌÆ¿µ “¿¸³Á±Ã¾±Ð ¶Æ±¾¹È¶Â»¿¶ ³ÌÆ¿µ¿½
ȶÁ¶¸³ÌÆ¿µ “¿¸³Á±Ã¾±Ð
ÄÀÁ±³¼¶¾¹¶
ÄÀÁ±³¼¶¾¹¶
ÀÁÄ·¹¾±
ÀÁÄ·¹¾±
¹¼¹
ž¿Á½±¼Í¾¿¸±»ÁÌÃ̺
Á±ÂÀÁ¶µ¶¼¹Ã¶¼Í
³¿¸³Á±Ã¾¿ºÀÁÄ·¹¾¿º
¹½¶Æ±¾¹È¶Â»¹½
ÄÀÁ±³¼¶¾¹¶½
¿µ³¿µÂ·±Ã¿´¿³¿¸µÄƱ
“ÌÀÄ»
Ðèñ. Ï.3. Ïðèìåðû ñî÷åòàíèÿ ñèìâîëîâ äëÿ
ãðàôè÷åñêîãî èçîáðàæåíèÿ ðàñïðåäåëèòåëåé
168
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
ÏÐÈÍÖÈÏÈÀËÜÍÛÅ ÏÍÅÂÌÀÒÈ×ÅÑÊÈÅ ÑÕÅÌÛ
ÎÑÍÎÂÍÛÅ ÏÐÀÂÈËÀ
Ïðèíöèïèàëüíàÿ ïíåâìàòè÷åñêàÿ ñõåìà âû÷åð÷èâàåòñÿ äëÿ ñèòóàöèè,
êîãäà óïðàâëÿåìûé ìåõàíèçì íàõîäèòñÿ â èñõîäíîì ïîëîæåíèè, à â
ñèñòåìó òðóáîïðîâîäîâ ïîäàíî äàâëåíèå (íî áåç ýëåêòðîïèòàíèÿ â ñëó÷àå
ãèáðèäíûõ ñèñòåì). Âñå êîìïîíåíòû ñõåìû äîëæíû èçîáðàæàòüñÿ â
òåõ ñîñòîÿíèÿõ, êîòîðûå ñîîòâåòñòâóþò ýòèì èñõîäíûì ãèïîòåòè÷åñêèì
óñëîâèÿì. Íà ðèñ. Ï.4 ýòî ïðàâèëî ïðîèëëþñòðèðîâàíî:
©Ã¿»¿³±ÐÀ¿¼¿ÂÃ͵±¾¾¿´¿Ç¹¼¹¾µÁ±
¾±Æ¿µ¹ÃÂÐÀ¿µµ±³¼¶¾¹¶½
Éÿ»³ÃоÄÃ
•±¾¾ÌºÃÁIJ¿ÀÁ¿³¿µÂ¿¶µ¹¾¶¾
¹ÂÿȾ¹»¿½À¹Ã±¾¹ÐȶÁ¶¸Á±ÂÀÁ¶µ¶¼¹Ã¶¼Í
ÃÁIJ¿ÀÁ¿³¿µ¾±Æ¿µ¹ÃÂÐÀ¿µµ±³¼¶¾¹¶½
“¹ÂÆ¿µ¾¿½À¿¼¿·¶¾¹¹»±ÃÄÉ»±Î¼¶»ÃÁ¿½±´¾¹Ã±
¾¶¸±À¹Ã±¾±³¿¸µ¶ºÂó¹Ð¾±¿Á´±¾ÄÀÁ±³¼¶¾¹Ð¾¶Ã ¹À¿¼¿·¶¾¹¶Á±ÂÀÁ¶µ¶¼¹Ã¶¼Ð¿ÀÁ¶µ¶¼Ð¶ÃÂÐÀÁÄ·¹¾¿º
“¿¸µÄƹ¸À¿Áɾ¶³¿ºÀ¿¼¿Âù
ǹ¼¹¾µÁ±¹µ±¾¾¿´¿ÃÁIJ¿ÀÁ¿³¿µ±
³ÌÀÄʶ¾
¿Â»¿¼Í»ÄÀ¿¼¿·¶¾¹¶Á±ÂÀÁ¶µ¶¼¹Ã¶¼Ð
¿ÀÁ¶µ¶¼Ð¶ÃÂÐÀÁÄ·¹¾¿º ¹½¶¾¾¿µ±¾¾Ìº
»³±µÁ±Ã¿ÃÁ±·±¶Ã¶´¿Â¿Âÿо¹¶
Ðèñ. Ï. 4. Îñíîâíûå ïðàâèëà ñîñòàâëåíèÿ ñõåì
ÈÑÕÎÄÍÎÅ ÏÎËÎÆÅÍÈÅ
Äëÿ ðàñïðåäåëèòåëåé ñ ìåõàíè÷åñêèì óïðàâëåíèåì, êîíòðîëèðóþùèõ
èñõîäíûå ïîëîæåíèÿ ýëåìåíòîâ, ïðèâîäèìûõ â äåéñòâèå ïíåâìàòè÷åñêèì
öèëèíäðîì (ïóòåâûõ âûêëþ÷àòåëåé), èñõîäíîå ïîëîæåíèå ÿâëÿåòñÿ
ðàáî÷èì, ïîýòîìó èõ ñëåäóåò ñîîòâåòñòâóþùèì îáðàçîì ïîêàçûâàòü
íà ñõåìå: ê êâàäðàòó íà ñòîðîíå îðãàíà óïðàâëåíèÿ äîëæíû áûòü
ïðèðèñîâàíû âíåøíèå ñîåäèíåíèÿ. Âî âêëþ÷åííîì íîðìàëüíî
çàêðûòîì ðàñïðåäåëèòåëå 3/2 âûõîä ñîåäèíÿåòñÿ ñ ïèòàíèåì, è, òàêèì
îáðàçîì, îêàçûâàåòñÿ ïîä äàâëåíèåì. Ñîîòâåòñòâåííî, åñëè ñèãíàëüíàÿ
ëèíèÿ, èäóùàÿ ê ìîíîñòàáèëüíîìó ðàñïðåäåëèòåëþ ñ ïíåâìàòè÷åñêèì
óïðàâëåíèåì, íàõîäèòñÿ ïîä äàâëåíèåì, ðàñïðåäåëèòåëü äîëæåí áûòü
èçîáðàæåí â ðàáî÷åì ïîëîæåíèè.
169
Приложение
¤À¿Áµ¿¼·¶¾Â¿¿Ã³¶ÃÂó¿³±ÃÍÀ¿¼¿·¶¾¹Ï»¼±À±¾±
¿¸¹Ç¹¿¾¶Á
ž¶Ãµ±³¼¶¾¹Ð
¾¿Á½±¼Í¾¿¸±»ÁÌÃ̺
¾¿Á½±¼Í¾¿¿Ã»ÁÌÃ̺
¿¾¿Âñ²¹¼Í¾Ì¶Á±ÂÀÁ¶µ¶¼¹Ã¶¼¹¾¹»¿´µ±
¾¶¹¸¿²Á±·±ÏÃÂгÁ±²¿È¶½Â¿Âÿо¹¹
¿¸¹Ç¹¿¾¶Á
ž¶Ãµ±³¼¶¾¹Ð
•±³¼¶¾¹¶
•±³¼¶¾¹¶
¾¿Á½±¼Í¾¿¸±»ÁÌÃ̺
’¹Âñ²¹¼Í¾Ì¶»¼±À±¾Ì³¿¸½¿·¾¿¹¸¿²Á±·¶¾¹¶
³¿²¿¹ÆÀ¿¼¿·¶¾¹ÐÆ
Ïðî÷èå ïðàâèëà:
¡‘¢ ¡–•–œ™£–œ™¢®œ–›£¡™¨–¢›™™ ž–“‘£™¨–¢›™¤ ¡‘“œ–ž™–
¡±ÂÀÁ¶µ¶¼¹Ã¶¼¹ÂÀ¾¶³½±Ã¹È¶Â»¹½ÄÀÁ±³¼¶¾¹¶½½¿´Äù¸¿²Á±·±ÃÍÂгÁ±²¿È¶½À¿¼¿·¶¾¹¹
•±³¼¶¾¹¶
ž¶Ãµ±³¼¶¾¹Ð
ž¶Ãµ±³¼¶¾¹Ð
•±³¼¶¾¹¶
•¼Ð춻ÃÁ¿½±´¾¹Ã¿³¹ÂÆ¿µ¾¿¶À¿¼¿·¶¾¹¶¾¹»¿´µ±¾¶Ð³¼Ð¶ÃÂÐÁ±²¿È¹½
Ðèñ. Ï.6. Ïðàâèëà äëÿ èñõîäíîãî ïîëîæåíèÿ ðàñïðåäåëèòåëåé
ñ ýëåêòðîìàãíèòíûì è ïíåâìàòè÷åñêèì óïðàâëåíèåì
¡‘¢ ¡–•–œ™£–œ™¢–¦‘ž™¨–¢›™¤ ¡‘“œ–ž™–
ž¹¿µ¹¾¹¸Á±ÂÀÁ¶µ¶¼¹Ã¶¼¶ºÂ¹¾µ¶»Â¿½ii¾¶³»¼Ïȶ¾
•±³¼¶¾¹¶
ž¶Ãµ±³¼¶¾¹Ð
BbO
BbO
“¶Á±ÂÀÁ¶µ¶¼¹Ã¶¼¹Â¹¾µ¶»Â¿½ii³»¼Ïȶ¾Ì
•±³¼¶¾¹¶
BbO
ž¶Ãµ±³¼¶¾¹Ð
BbO
Ðèñ. Ï.7. Ïðàâèëà äëÿ èñõîäíîãî ïîëîæåíèÿ
ðàñïðåäåëèòåëåé ñ ìåõàíè÷åñêèì óïðàâëåíèåì
170
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
ÊÎÌÏÎÍÎÂÊÀ ÑÕÅÌÛ
 ïðèíöèïèàëüíîé ïíåâìàòè÷åñêîé ñõåìå (ðèñ.Ï.8) ïîòîê ýíåðãèè
íàïðàâëåí ñíèçó ââåðõ, à ïîñëåäîâàòåëüíîñòü îïåðàöèé ðàáî÷åãî öèêëà ñëåâà íàïðàâî. Ñîîòâåòñòâåííî, áëîê ïîäãîòîâêè âîçäóõà ðàñïîëàãàåòñÿ
â ëåâîì íèæíåì óãëó, à ïíåâìàòè÷åñêèé öèëèíäð, âûïîëíÿþùèé ïåðâûé
õîä, - â ëåâîì âåðõíåì óãëó è ò. ä.
™ÂÀ¿¼¾¹Ã¶¼Í¾±ÐÀ¿µÂ¹Âö½±
¶Á³ÌºÆ¿µÇ¹»¼±
¿Â¼¶µ¾¹ºÆ¿µÇ¹»¼±
#
"
"
$
"
#
#
$
œ¿´¹»¿³Ìȹ¼¹Ã¶¼Í¾±ÐÀ¿µÂ¹Âö½±
®¼¶½¶¾ÃÌÀ±½Ðù Åľ»Ç¹¹™ Åľ»Ç¹¹™œ™ Á¶¼¶³Á¶½¶¾¹¹ÃÀ
Ä»
™¾Å¿Á½±Ç¹¿¾¾±ÐÀ¿µÂ¹Âö½±
›¿µÌBB CC D¹D
Ðèñ. Ï.8. Îáùèé ïðèíöèï êîìïîíîâêè ïíåâìàòè÷åñêîé ñõåìû
Óïðàâëÿþùèå ðàñïðåäåëèòåëè ðàñïîëàãàþòñÿ íåïîñðåäñòâåííî
ïîä ñîîòâåòñòâóþùèìè öèëèíäðàìè. Îíè îáðàçóþò «èñïîëíèòåëüíóþ
ïîäñèñòåìó», êîòîðàÿ êîäèðóåòñÿ çàãëàâíûìè áóêâàìè (ñì. ïîäðàçäåë
«èñïîëüçóåìûå òåðìèíû è îáîçíà÷åíèÿ»).  ÷èñòî ïíåâìàòè÷åñêèõ
ñõåìàõ ðàñïðåäåëèòåëè 3/2 ñ ðîëèêîâûìè ðû÷àãàìè, ñèãíàëèçèðóþùèå
î êîíå÷íûõ ïîëîæåíèÿõ äåòàëåé ìàøèí, ïðèâîäèìûõ â äåéñòâèå
ïíåâìîöèëèíäðàìè (ïóòåâûå âûêëþ÷àòåëè), ðàçìåùàþòñÿ â íèæíåé
÷àñòè ñõåìû è îáðàçóþò «èíôîðìàöèîííóþ ïîäñèñòåìó».
Приложение
171
Äëÿ ðåøåíèÿ îïðåäåëåííûõ òåõíîëîãè÷åñêèõ çàäà÷ ìåæäó
èíôîðìàöèîííîé
ïîäñèñòåìîé
è
èñïîëíèòåëüíîé
ïîäñèñòåìîé
ìîãóò óñòàíàâëèâàòüñÿ äîïîëíèòåëüíûå êëàïàíû è ðàñïðåäåëèòåëè,
îáðàçóþùèå «ëîãèêî-âû÷èñëèòåëüíóþ ïîäñèñòåìó». Âñå ýòî ïîêàçàíî
íàãëÿäíî íà áëîê-ñõåìå, ïðèâåäåííîé íà ðèñ.Ï.8, è âîñïðèíèìàåòñÿ
ëó÷øå, ÷åì ñëîâåñíîå îïèñàíèå.
ÈÑÏÎËÜÇÓÅÌÛÅ ÒÅÐÌÈÍÛ È ÎÁÎÇÍÀ×ÅÍÈß
 ïðåäûäóùèõ ðàçäåëàõ ïíåâìàòè÷åñêèå ñõåìû ñòðîèëèñü ïî
«òîïîãðàôè÷åñêîìó» ïðèíöèïó, ò.å. â ñàìîé âåðõíåé ÷àñòè ñõåìû
ðàçìåùàëèñü ðàñïðåäåëèòåëè ñ óïðàâëåíèåì îò ðîëèêîâ, âêëþ÷àåìûå ïðè
ïîìîùè «êóëà÷êîâ», ðàñïîëîæåííûõ íà êîíöàõ øòîêîâ ïíåâìàòè÷åñêèõ
öèëèíäðîâ (ïóòåâûå âûêëþ÷àòåëè). Ýòî èìåííî òà ñèòóàöèÿ, ñ êîòîðîé
ìû ñòîëêíåìñÿ ïðè ðàáîòå ñ òðåíèðîâî÷íûì êîìïëåêòîì, êîãäà áóäåì
ìîäåëèðîâàòü ñèñòåìó óïðàâëåíèÿ ìàøèíîé. Â ñîâðåìåííûõ, áîëåå
ñëîæíûõ ñõåìàõ òàêîé ñïîñîá èçîáðàæåíèÿ ïðèâîäèò ê íåîáõîäèìîñòè
ðàçáèðàòüñÿ âî ìíîæåñòâå ïåðåñåêàþùèõñÿ ëèíèé. Ñîâðåìåííûé è
áîëåå ðàöèîíàëüíûé ñïîñîá ïðåäñòàâëåíèÿ ñõåì çàêëþ÷àåòñÿ â òîì,
÷òîáû ðàñïîëàãàòü ñèìâîëû ïóòåâûõ âûêëþ÷àòåëåé íà îäíîé ëèíèè, êàê
ïîêàçàíî íà ðèñ.Ï.9, ïðè÷åì òàê, ÷òîáû âåðòèêàëüíûå ñèãíàëüíûå ëèíèè
ïîïàäàëè ïðÿìî â ìåñòî ñâîåãî íàçíà÷åíèÿ. Ìåñòî èõ ôàêòè÷åñêîãî
ðàñïîëîæåíèÿ íà ìàøèíå óêàçûâàåòñÿ ñ ïîìîùüþ êîäà, êîòîðûé ëåãêî
ðàñøèôðîâûâàåòñÿ.
Òàêàÿ ÿñíîñòü äîñòèãàåòñÿ çà ñ÷åò òîãî, ÷òî îïðåäåëåííûé íàáîð
îáîðóäîâàíèÿ ðàññìàòðèâàåòñÿ êàê åäèíûé ôóíêöèîíàëüíûé ýëåìåíò.
Îñíîâîé åãî ÿâëÿåòñÿ «èñïîëíèòåëüíàÿ ïîäñèñòåìà», êàæäûé
ïíåâìîöèëèíäð â êîòîðîé êîäèðóåòñÿ ñîîòâåòñòâóþùåé çàãëàâíîé
áóêâîé. Ýòè áóêâû ìîãóò ïðèñâàèâàòüñÿ â àëôàâèòíîì ïîðÿäêå, â âèäå
ïîñëåäîâàòåëüíîñòè îïåðàöèé ðàáî÷åãî öèêëà èëè â âèäå ïåðâûõ áóêâ â
íàçâàíèè ðàáî÷åé îïåðàöèè, íàïðèìåð, áóêâîé «Ñ» îáîçíà÷àþò çàæèì
(clamping), áóêâîé «D» ñâåðëåíèå (drilling) è ò. ä.
Óïîìÿíóòûé âûøå «ôóíêöèîíàëüíûé ýëåìåíò» ñîñòîèò èç
èñïîëíèòåëüíîãî óñòðîéñòâà, óïðàâëÿþùåãî ðàñïðåäåëèòåëÿ è äâóõ
ïóòåâûõ âûêëþ÷àòåëåé, êîòîðûå ðàñïîçíàþò êîíå÷íûå ïîëîæåíèÿ.
Èñõîäíîå ïîëîæåíèå êîäèðóåòñÿ èíäåêñîì «0», à ðàáî÷åå ïîëîæåíèå
— èíäåêñîì «1».
Ñëåäóåò èìåòü â âèäó, ÷òî èñõîäíîå ïîëîæåíèå - ýòî ôàêòè÷åñêîå
ïîëîæåíèå äâèæóùèõñÿ ÷àñòåé ìàøèíû, à íå øòîêà ïîðøíÿ. Òîëüêî
ïðè ìîäåëèðîâàíèè ñ ïîìîùüþ òðåíèðîâî÷íîãî êîìïëåêòà ìû áóäåì
ñ÷èòàòü ñîñòîÿíèå «øòîê âòÿíóò» èñõîäíûì ïîëîæåíèåì.
172
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
D
D
D
$$
D
D
D
¢™£¤‘§™Ÿžž¬š®¢›™˜
Ÿ•–œ™¡Ÿ“‘ž™–
$
$
$
Ä»ŸÂñ¾¿³»±
D
D
¡™ž§™ ™‘œ­ž‘° ž–“‘£™¨–¢›‘°¢¦–‘
Ðèñ. Ï.9. Ñèòóàöèîííûé ïëàí, êîìïîíîâî÷íàÿ ñõåìà, ïîëó÷åííàÿ ìåòîäîì
ìîäåëèðîâàíèÿ, è ïðèíöèïèàëüíàÿ ïíåâìàòè÷åñêàÿ ñõåìà â ñðàâíåíèè
Íåîáõîäèìî ÷åòêî ðàçëè÷àòü ñèãíàë, âûäàâàåìûé ïóòåâûìè
âûêëþ÷àòåëÿìè, è êîìàíäû, ïðåäñòàâëÿþùèå ñîáîé ñèãíàëüíûå
äàâëåíèÿ, êîòîðûå ïåðåêëþ÷àþò óïðàâëÿþùèé ðàñïðåäåëèòåëü. Â
ïðîñòûõ ñõåìàõ ñèãíàë ìîæåò áûòü îäíîâðåìåííî è êîìàíäîé. Â
ýòîì ñëó÷àå êîä ñèãíàëà îïðåäåëÿåò çàâåðøåííîå íà äàííûé ìîìåíò
ïåðåìåùåíèå óïðàâëÿåìîãî ìåõàíèçìà, à êîä êîìàíäû óêàçûâàåò, êàêîå
ïåðåìåùåíèå áóäåò îñóùåñòâëåíî ñëåäóþùèì. Â áîëåå ñëîæíûõ ñõåìàõ
êîìàíäîé áóäåò ñ÷èòàòüñÿ âûõîäíîé ñèãíàë êëàïàíà, èñïîëüçóåìîãî äëÿ
ðåàëèçàöèè ëîãè÷åñêîé ôóíêöèè.
Приложение
173
Ïîñêîëüêó èñõîäíîå ïîëîæåíèå îáîçíà÷àåòñÿ èíäåêñîì «0», âñå
ïóòåâûå âûêëþ÷àòåëè, äëÿ êîòîðûõ èñõîäíîå ïîëîæåíèå ÿâëÿåòñÿ
ðàáî÷èì, áóäóò èìåòü íóëåâîé èíäåêñ. Ïóòåâûå âûêëþ÷àòåëè,
ðàáîòàþùèå íà ïðîòèâîïîëîæíîì êîíöå («ðàáî÷åå ïîëîæåíèå»), èìåþò
èíäåêñ «1». Íà ðèñ. Ï.9 èçîáðàæåíû ïîäúåì è îïóñêàíèå ñòîëà ïóòåì
âêëþ÷åíèÿ ñòàðòîâîé êíîïêè â òðåõ âàðèàíòàõ: ñèòóàöèîííûé ïëàí,
ñõåìà, ïîëó÷åííàÿ ïðè ìîäåëèðîâàíèè ñ ïîìîùüþ òðåíèðîâî÷íîãî
êîìïëåêòà, à òàêæå ïðèíöèïèàëüíàÿ ïíåâìàòè÷åñêàÿ ñõåìà.
ÎÁÐÀÇÅÖ ÏÐÈÍÖÈÏÈÀËÜÍÎÉ
ÏÍÅÂÌÀÒÈ×ÅÑÊÎÉ ÑÕÅÌÛ
Íà ðèñ.Ï.10 èçîáðàæåíà ïðèíöèïèàëüíàÿ ïíåâìàòè÷åñêàÿ ñõåìà
äëÿ òåõíîëîãè÷åñêîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè:
«À+, Â+, Â-, À-»
Ñõåìà ïîäðàçäåëÿåòñÿ íà òðè óðîâíÿ. Èñïîëíèòåëüíàÿ ïîäñèñòåìà
èçîáðàæåíà â âåðõíåé ÷àñòè ñõåìû, ñèãíàëüíûå âõîäû (èíôîðìàöèîííàÿ
ïîäñèñòåìà) - â íèæíåé ÷àñòè, à ñåðåäèíà ñõåìû îòâåäåíà ïîä
èçîáðàæåíèå óñòðîéñòâ «îáðàáîòêè ñèãíàëà» (ëîãèêî-âû÷èñëèòåëüíàÿ
ïîäñèñòåìà). Ïîñëåäíèé òåðìèí îçíà÷àåò, ÷òî äëÿ îáåñïå÷åíèÿ
ïðàâèëüíîé òåõíîëîãè÷åñêîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè ñèãíàëû îò ìàøèíû
òðåáóþò äîïîëíèòåëüíûõ êîìàíäíûõ ñèãíàëîâ è/èëè ëîãè÷åñêèõ
âíóòðèñèñòåìíûõ ñâÿçåé.  íàøåì ñëó÷àå íåîáõîäèì ñïåöèàëüíûé
ýëåìåíò ïàìÿòè, óïðàâëÿåìûé ïðè ïîìîùè êîìàíä «Ì+» è «Ì-». Ýòèì
ýëåìåíòîì ÿâëÿåòñÿ óæå çíàêîìûé íàì ñåëåêòîð èëè ïíåâìàòè÷åñêèé
òðèããåð (ñì. ðèñ.8.25). Îí ÿâëÿåòñÿ çàïîìèíàþùèì óñòðîéñòâîì.
Ëîãè÷åñêèå ôóíêöèè ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé ïîñëåäîâàòåëüíîå ñîåäèíåíèå
(âàðèàíò ðåàëèçàöèè ôóíêöèè È), íàïðèìåð, ñòàðòîâîé êíîïêè
è ïíåâìàòè÷åñêîãî òðèããåðà.  ðåçóëüòàòå ñèòóàöèÿ áóäåò òàêîâà,
÷òî ïóñê íå ñìîæåò áûòü âûïîëíåí äî òåõ ïîð, ïîêà öèëèíäð À íå
âîçâðàòèòñÿ â ñâîå èñõîäíîå ïîëîæåíèå. Òîëüêî ïîñëå âêëþ÷åíèÿ
ïóòåâîãî âûêëþ÷àòåëÿ à0 ïíåâìàòè÷åñêèé òðèããåð âåðíåòñÿ â ñîñòîÿíèå,
ñîîòâåòñòâóþùåå èçîáðàæåíèþ íà ñõåìå, ïîäàâ òàêèì îáðàçîì ïèòàíèå
íà ñòàðòîâóþ êíîïêó. Ýòî ïîçâîëÿåò ðàáîòàòü â ðåæèìå ïîâòîðÿþùèõñÿ
öèêëîâ, çàôèêñèðîâàâ ñòàðòîâóþ êíîïêó â ïîëîæåíèè «ÂÊË». Ïðè
åå âîçâðàòå â èñõîäíîå ïîëîæåíèå, ñîîòâåòñòâóþùåå èçîáðàæåíèþ íà
ñõåìå, ïîñëåäîâàòåëüíîñòü òåõíîëîãè÷åñêèõ îïåðàöèé ïðåðâåòñÿ ïîñëå
çàâåðøåíèÿ òåêóùåãî ðàáî÷åãî öèêëà.
174
ПНЕВМОАВТОМАТИКА
#
™ž¥Ÿ¡‘§™Ÿžž‘°
Ÿ•¢™¢£–‘
œŸ”™›Ÿ“¬¨™¢œ™£–œ­ž‘°
Ÿ•¢™¢£–‘
™¢ Ÿœž™£–œ­ž‘°
Ÿ•¢™¢£–‘
"
"
"k
›¿½±¾µ±"k
#
›¿½±¾µ±#
Ä»ŸÂñ¾¿³»±
Ÿ²Á±²¿Ã»±
¹´¾±¼¿³
¢¹´¾±¼C¹
»¿½±¾µ±.
.
¢¹´¾±¼B¹
»¿½±¾µ±.k
B
C
¢²¿Áµ±¾¾ÌÆ
¿Æ¿µ¶³ÌÀ¿¼¾¶¾¹Ð
À¿Â¼¶µ¿³±Ã¶¼Í¾¿Âù
Á±²¿È¹Æ¿À¶Á±Ç¹º
.k
C
B
Ðèñ. Ï.10. Îáðàçåö ïðèíöèïèàëüíîé ïíåâìàòè÷åñêîé ñõåìû
ÑÏÈÑÎÊ ËÈÒÅÐÀÒÓÐÛ
1. Î÷èñòêà ñæàòîãî âîçäóõà äëÿ ïíåâìàòè÷åñêèõ ñèñòåì: Ðóêîâîäÿùèå
ìàòåðèàëû. – Ì.: ÍÈÈ èíôîðìàöèè ïî ìàøèíîñòðîåíèþ, 1973. -119 ñ.
2. ISO 8778 International Standard, Second edition 2003-03-15.
Pneumatic fluid power – Standard reference atmosphere. ISO 2003.
3. Êóäðÿâöåâ À.È., Ïÿòèäâåðíûé À.Ï., Ðàãóëèí Å.À. Ìîíòàæ,
íàëàäêà è ýêñïëóàòàöèÿ ïíåâìàòè÷åñêèõ ïðèâîäîâ è óñòðîéñòâ. – Ì.:
Ìàøèíîñòðîåíèå, 1990. – 208 ñ.
4. Êóäðÿâöåâ À.È., Êóäðÿâöåâ À.À. Ïíåâìàòè÷åñêèå ñèñòåìû
è óñòðîéñòâà â ïðîìûøëåííîñòè: Ñïðàâî÷íèê. – Õàðüêîâ: ×ÀÎ
«Òÿæïðîìàâòîìàòèêà», 2011. – 480 ñ.
5. ÃÎÑÒ 17433-80 Ïðîìûøëåííàÿ ÷èñòîòà. Ñæàòûé âîçäóõ. Êëàññû
çàãðÿçíåííîñòè. – Ì.: Ãîññòàíäàðò ÑÑÑÐ, 1981. (Ñ èçìåíåíèåì ÈÓÑ
N3 1986 ã.)
6. ÃÎÑÒ 24484-80 Ïðîìûøëåííàÿ ÷èñòîòà. Ñæàòûé âîçäóõ. Ìåòîäû
èçìåðåíèÿ çàãðÿçíåííîñòè. – Ì.: Ãîññòàíäàðò Ðîññèè, 1992.
7. ÃÎÑÒ Ð ÈÑÎ 8573-1-2005 Ñæàòûé âîçäóõ. ×àñòü 1. Çàãðÿçíåíèÿ
è êëàññû ÷èñòîòû. – Ì.: Ñòàíäàðòèíôîðì, 2005.
8. Ãåðö Å.Â. Ïíåâìàòè÷åñêèå ïðèâîäû: Òåîðèÿ è ðàñ÷åò. – Ì.:
Ìàøèíîñòðîåíèå, 1969. – 360 ñ.
9. ÃÎÑÒ 2.704-2011 ÅÑÊÄ. Ïðàâèëà âûïîëíåíèÿ ãèäðàâëè÷åñêèõ è
ïíåâìàòè÷åñêèõ ñõåì. – Ì.: Ñòàíäàðòèíôîðì, 2012.
10. ÃÎÑÒ 2.780-96 ÅÑÊÄ. Îáîçíà÷åíèÿ óñëîâíûå ãðàôè÷åñêèå.
Êîíäèöèîíåðû ðàáî÷åé ñðåäû, åìêîñòè ãèäðàâëè÷åñêèå è ïíåâìàòè÷åñêèå.
Ìèíñê: Ìåæãîñóäàðñòâåííûé Ñîâåò ïî ñòàíäàðòèçàöèè, ìåòðîëîãèè è
ñåðòèôèêàöèè, 2004.
11. ÃÎÑÒ 2.781-96 ÅÑÊÄ. Îáîçíà÷åíèÿ óñëîâíûå ãðàôè÷åñêèå.
Àïïàðàòû ãèäðàâëè÷åñêèå è ïíåâìàòè÷åñêèå, óñòðîéñòâà óïðàâëåíèÿ
è ïðèáîðû êîíòðîëüíî-èçìåðèòåëüíûå. Ìèíñê: Ìåæãîñóäàðñòâåííûé
Ñîâåò ïî ñòàíäàðòèçàöèè, ìåòðîëîãèè è ñåðòèôèêàöèè, 2004.
12. ÃÎÑÒ 2.782-96 ÅÑÊÄ. Îáîçíà÷åíèÿ óñëîâíûå ãðàôè÷åñêèå.
Ìàøèíû ãèäðàâëè÷åñêèå è ïíåâìàòè÷åñêèå. Ìèíñê: Ìåæãîñóäàðñòâåííûé
Ñîâåò ïî ñòàíäàðòèçàöèè, ìåòðîëîãèè è ñåðòèôèêàöèè, 2002.
13. ÃÎÑÒ 17752-81
Ãèäðîïðèâîä îáúåìíûé è ïíåâìîïðèâîä.
Òåðìèíû è îïðåäåëåíèÿ. – Ì.: Ãîññòàíäàðò ÑÑÑÐ, 1988 (ñ èçìåíåíèÿìè
ÈÓÑ 6-84, 10-86).
14. Íàçåìöåâ À.Ñ. Ãèäðàâëè÷åñêèå è ïíåâìàòè÷åñêèå ñèñòåìû.
×àñòü 1. Ïíåâìàòè÷åñêèå ïðèâîäû è ñðåäñòâà àâòîìàòèçàöèè: Ó÷åáíîå
ïîñîáèå. – Ì.: ÔÎÐÓÌ, 2004. – 240 ñ.
Для заметок