Подбор и расчет параметров пневмоцилиндров для проектирования пневмосистем

Методы подбора параметров пневмоцилиндров

Существует два основных метода определения характеристик пневмоцилиндров:

1. Расчётный метод. Позволяет узнать точные значения параметров с помощью специальных формул. Требует знания ряда исходных данных, но даёт максимально корректный результат.
2. Табличный метод. Значения выбираются из специальных таблиц по другим известным параметрам. Это более простой и быстрый способ, но полученные значения будут приблизительными.

В любом случае для применения этих методов необходимо определить ряд ключевых параметров пневмоцилиндра. Рассмотрим их подробнее.

Основные параметры для подбора пневмоцилиндров

1. Диаметр поршня.Важно учитывать силу пружины при расчёте диаметра поршня для пневмоцилиндров одностороннего действия с пружинным разжимом. Рассчитав оптимальный диаметр, выбирают из каталогов пневмоцилиндр с чуть большим стандартным значением диаметра для запаса по силе.
2. Тип конструкции пневмоцилиндра.
3. Штоковые и бесштоковые. У штоковых поршень движется внутри цилиндра, у бесштоковых используется каретка, сопряжённая с поршнем.
4. Одностороннего и двустороннего действия. У первых воздух подаётся только с одной стороны поршня, у вторых — с обеих.
5. Тандемные (сдвоенные). Два цилиндра двустороннего действия с общим штоком.
6. Многопозиционные. Состоят из нескольких цилиндров для обеспечения более двух точек позиционирования.

Также пневмоцилиндры различаются по условиям эксплуатации: жаропрочные, высокого давления, коррозионностойкие, с защитой от проворота штока и т.д.

7. Ход поршня. Зависит от требований к перемещению. Обычно используют не полный ход, чтобы избежать удара поршня о крышку цилиндра. Для зажимных механизмов к расчётному ходу добавляют 10-20 мм.
8. Скорость движения поршня. Определяется потоком воздуха, размером впускных/выпускных отверстий, диаметром трубопровода. Обычно составляет 50-800 мм/с. Для высоких скоростей используют трубы большого диаметра. Для плавной регулировки устанавливают дроссели.
9. Система демпфирования ударов. Небольшие цилиндры оснащаются упругими резиновыми демпферами, большие — пневматическими демпферами, гасящими скорость поршня в конце хода. Демпфирование может быть встроенным или внешним, с регулировкой или без.

Расчетный метод

Ключевые расчётные характеристики пневмоцилиндров — это развиваемое усилие, давление и скорость.

Теоретическое усилие F на штоке равно: F = S • p, где: S - площадь поршня, p - рабочее давление.

Усилие Fd с учётом КПД:

При прямом ходе: Fd = h • (π/4) • D2 • p

При обратном ходе: Fd = h • (π/4) • (D2 - d2) • p, где
h - коэффициент нагрузки (0,7-1 в зависимости от типа нагрузки),
D - диаметр поршня, d - диаметр штока, p - рабочее давление.

При выборе цилиндра необходимо учитывать скорость позиционирования движения штока. Теоретическое усилие цилиндра должно превышать требуемое значение:

• на 25% при высокой скорости движения штока;
• на 50% при низкой скорости движения штока;
• на 100% (в два раза) при наиболее низкой скорости позиционирования движения штока.

Таким образом, чем ниже скорость позиционирования штока, тем больший запас по теоретическому усилию должен иметь выбираемый цилиндр относительно требуемого значения.

Для расчёта необходимого давления формулы преобразуются относительно p.
Скорость v движения поршня равна: v = Q / S, где
Q - объёмный расход воздуха, S - площадь поршня.

Табличный метод

Выбор подходящего пневмоцилиндра можно осуществить, используя табличный метод, без необходимости проводить сложные расчеты. Этот метод позволяет решить практическую задачу подбора пневмоцилиндра, опираясь на известный диапазон параметров и характеристики конкретного узла. Для упрощения процесса выбора, ниже представлена таблица со значениями теоретической силы, которые помогут определить наиболее подходящий пневмоцилиндр для конкретной задачи.

При проектировании пневмосистем очень важно учитывать все значимые параметры пневмоцилиндров и проводить точные расчёты. Это позволит создать максимально эффективную, надёжную и безопасную систему, оптимально подобрать компоненты и предотвратить ошибки. Для упрощения подбора можно использовать таблицы со стандартными значениями, но нужно понимать, что для ответственных применений лучше полагаться на расчётные методы.

Нужны пневмоцилиндры? Купите их в нашем интернет-магазине! Широкий ассортимент и доставка по всей России. Сделайте заказ прямо сейчас и получите пневмоцилиндры в кратчайшие сроки!