Поворотные приводы

Исполнительные устройства, которые перемещают нагрузку по дуге или вращают ее, относятся к поворотным приводам.

Пневматические моторы

Приводы непрерывного вращения называют моторами, и их условное обозначение базируется на круге. Они могут быть одно- или двустороннего вращения, с регулируемой или постоянной скоростью. Пневматические моторы (турбинки, крыльчатки) относительно широко применяются в различных инструментах: гайковертах, шлифовальных машинках и т.п. Для перемещения нагрузки они в автоматизации используются редко, проигрывая электромоторам почти по всем статьям.

Неполноповоротные приводы

Другой тип поворотных исполнительных устройств перемещает нагрузку по дуге в пределах 360 градусов или меньше. Они называются неполноповоротными и широко используются в технике перемещения.

Также неполноповротные приводы часто используются для управления арматурой. В последнем случае они могут быть одно- и двустороннего действия.

Условные обозначения неполноповоротных приводов базируются на полукруге.

Неким компромиссом между моторами и неполноповоротными приводами являются так называемые поворотные индексные столы, которые хоть и могут совершать полные обороты выходного звена, но делают это шагами с остановкой через определенный угол.

Условные обозначения поворотных приводов (слева направо): мотор одностороннего вращения, мотор двустороннего вращения, то же с регулируемой скоростью, неполноповоротный привод одностороннего действия, то же двустороннего действия (два обозначения), поворотный индексный стол.

Лопастные поворотные приводы

Конструкция

Самой простой конструкцией неполноповоротного привода является установленная на валу лопасть, перемещающаяся в замкнутой полости под действием сжатого воздуха, подаваемого по очереди с каждой стороны.

Лопасть выполняется из упругого материала, чтобы обеспечить отсутствие перетечек по ее периметру, поэтому на высокой скорости нельзя допускать ее ударов в конце хода. Для этого на валу со стороны, противоположной креплению нагрузки, устанавливается металлический стопорный рычаг, который и контактирует с жесткими упорами.

Регулировка угла

Упоры могут перемещаться и фиксироваться, обеспечивая определенный угол поворота вала.

Элементы демпфирования

На упоры ставятся регулируемые упругие демпферы (для невысоких нагрузок) или гидравлические амортизаторы (для высоких нагрузок)

Демпферы или амортизаторы несколько снижают максимальный угол поворота. Точность остановки вала зависит от используемого демпфирования и колеблется в диапазоне 0,1…1°.

Контроль положения

Также на упоры возможно установить датчики положения – контактные или бесконтактные. С этой же тыльной стороны, где стоят упоры, можно встроить и датчик непрерывного перемещения.

Типоразмеры и исполнения лопастных приводов

Как и в случае с цилиндрами, имеющими прямоугольный или овальный поршень, размер такого устройства указывается по приведенному диаметру. Так, размер 40 мм означает, что площадь лопасти, на которую действует давление, равна площади круга с диаметром 40 мм.

Обычно лопастные приводы выпускаются с углом поворота 0…180° или 0…270° и приведенным диаметром 6…63 мм. Рабочее давление до 8 бар, а при давлении 6 бар такие приводы могут развить на валу крутящий момент от 0,15 до 40 Нм.

Приводы с двойной лопастью

Как опция выпускаются приводы-тандемы с двумя лопастями на валу, и у них крутящий момент увеличивается вдвое.

Варианты исполнения выходного вала

Выходной вал может иметь шпонку или фланец.

У приводов со сквозным валом и фланцем можно сквозь привод пропустить кабели или трубки.

Исполнение для больших нагрузок

Если на вал приходится большая осевая и/или боковая нагрузка, то вместо перехода на больший размер можно использовать опцию с усиленным подшипником в виде диска на выходном валу. Он выдерживает в 2…3 раза большее радиальное и осевое усилие.

Муфта для одностороннего вращения

На выходном валу можно установить муфту свободного хода с вращением по часовой стрелке или против. При каждом срабатывании валы привода и муфты поворачиваются на настроенный упорами угол, а при возврате вала привода в исходное положение вал муфты остается неподвижным благодаря встроенному храповику. Получается пошаговое вращение как у индексного стола.

Поворотные приводы с рейкой-шестерней

Для больших крутящих моментов и более точного перемещения используются поворотные привода на основе пневмоцилиндра с двумя поршнями и штоком между ними. На штоке выполнена зубчатая рейка, которая входит в зацепление с шестерней, переходящей в выходной вал.

Для увеличения крутящего момента в одном корпусе может быть две пары поршней с рейками, работающими на один вал.

Демпфирование и регулировка угла

В зависимости от нагрузок используются различные варианты демпфирования:

• упругие демпферы
• встроенные амортизаторы
• внешние амортизаторы

Угол поворота регулируется в диапазоне до 16° с помощью винтовых упоров или самих амортизаторов. Перемещение упоров никак не сказывается на встроенном пневматическом демпфировании – путь демпфирования не сокращается. Но чтобы не делать перемещения упоров слишком большими, такие приводы выпускаются на номинальный угол поворота 90, 180, 270 или 360° или на любой другой по желанию заказчика. А уже в рамках конкретного максимального угла поворота можно делать подстройку в пределах нескольких градусов.

Типоразмеры и характеристики приводов рейка-шестерня

Размер привода указывается по диаметру поршня, обычно он находится в диапазоне 16…100 мм (у сдвоенных 2х6…2х50 мм), а развиваемый крутящий момент при давлении 6 бар составляет от 0,5 до 150 Нм. При максимальном рабочем давлении 10 бар момент возрастает до 250 Нм.

Поскольку в основе конструкции лежит пневмоцилиндр, в таких устройствах можно использовать датчики положения в пазах корпуса.

Категории