PNEUMATICKÉ KOMPONENTY VÁLCE A PŘÍSLUŠENSTVÍ UČEBNÍ TEXTY PRO VÝUKU MECHATRONIKY 1
OBSAH: Úvod... 3 Pneumatické válce... 3 Jednočinné pneumatické válce... 3 Dvojčinné pneumatické válce... 4 Speciální pneumatické válce... 5 Ukázky válců firmy Rexroth... 7 Pístnicové válce... 7 Normované válce... 7 Miniválce... 8 Kruhové válce... 8 Krátkozdvižné a kompaktní válce... 8 Vodicí válce... 9 Dvoupístové válce... 9 Válcové ventilové jednotky... 10 Membránové a pístové válce... 10 Válce bez pístní tyče... 10 Bezpístnicové válce... 10 Měchové válce... 11 Otočné pohony... 11 Pohony ozubenou tyčí... 11 Pohony otevíracích křídel... 12 Otočné polohovací pohony... 12 Příslušenství válců... 13 Upevnění válců... 13 Uchycení pístní tyče... 14 Blokovací prvky... 15 Vodicí jednotky... 15 Tlumiče nárazů... 15 Spojovací sady manipulace... 16 2
ÚVOD V učebních textech jsou zobrazeny základní informace o pneumatických komponentech firmy Rexroth, kterými jsou vybavena výuková pracoviště mechatroniky Střední školy technické ve Žďáře nad Sázavou. Pro zobrazení a popis byl použit katalog firmy Rexroth umístěný na webových stránkách. PNEUMATICKÉ VÁLCE Pneumatické válce mění energii stlačeného vzduchu na energii mechanickou. Dělí se na jednočinné s pneumatickým pohonem v jednom směru a dvojčinné s pohonem v obou směrech. Jednočinné pneumatické válce Jednočinné válce se vyrábějí v pístovém nebo membránovém provedení. Tlak vzduchu může působit jen na jednu stranu pístu nebo membrány. Práce je tedy konána pouze při jednom směru pohybu. Zpětný pohyb je vykonáván vnější silou nebo pružinou. Pístnicové válce U pístnicového válce je tlakem vzduchu vytlačována z válce pístní tyč pístnice. Zpětný pohyb zajišťuje buď vnější síla (např. závaží, které píst zvedá), nebo vratná pružina. Zdvih je závislý délkou pístního válce, distančními objímkami nebo vnějším dorazem. Výška zdvihu je omezena vlastnostmi vratných pružin na přibližně 100 mm. Membránové válce U membránového válce se tlakem vzduchu prohýbá membrána, její průhyb se přenáší na přímočarý pohyb pístnice. Zpětný pohyb může zabezpečovat napružení membrány, vnější síla nebo vratná pružina. Výška zdvihu při použití rovných membrán bývá do 40 mm, při použití 3
vlnitých membrán lze dosáhnout až 80 mm. Výhodou membránových válců je nenáročná údržba. Dvojčinné pneumatické válce Ve dvojčinném pneumatickém válci působí stlačený vzduch na píst střídavě v obou směrech. Výhodou proti jednočinným válcům je velký zdvih (až 2 m), rychlý a rovnoměrný zpětný chod. Pracovní pohyb pístu není ovlivňován zpětnou pružinou. U dvojčinných válců lze nastavit rychlost pohybu pístu v obou směrech. Rozsah pohybu se obvykle vymezuje zarážkami pístu ve válci. Opotřebení zarážek prudkými nárazy lze omezit pomocí pružných podložek tlumících nárazy. Nastavitelné tlumení umožňuje měkké zastavení v krajních polohách. Krátce před touto polohou se zasune tlumící válec pístní tyče do dutiny v čelní stěně válce, která má nepatrně větší průměr než tlumicí válec. Vzduch, který se v této válcové dutině stlačuje, zpomalí pohyb pístu. Aby se píst mohl posunout až do krajní polohy, je dutina odvzdušněna malým otvorem. Při pohybu opačným směrem prochází vzduch volně zpětným škrticím ventilem a působí tlakem na opačnou stranu pístu. Dvojčinný pneumatický válec s oboustranně vyvedenou pístní tyčí může z důvodu oboustranného vedení v kluzných ložiscích odolávat velkým příčným silám. 4
Druh válce Značka zpětný pohyb vnější silou Jednočinné válce zpětný pohyb vratnou pružinou zpětný pohyb vnější silou s magnetickým pístem s jednostrannou pístní tyčí Dvojčinné válce s oboustrannou pístní tyčí Diferenciální válce vlivem zesílené pístní tyče působí na opačné strany pístu různé tlaky nastavitelné tlumení na dně válce Válce s tlumením s oboustranným nastavitelným tlumením jednostranné nastavitelné tlumení oboustranné nastavitelné tlumení Speciální pneumatické válce Vícepolohový válec Vícepolohový válec může být proveden jako dvoupístový s pístními tyčemi vyvedenými na protějších koncích. Mají-li oba písty odlišný zdvih, lze získat při různých kombinacích vysunutí pístů čtyři polohy: 5
píst 1 zasunutý, píst 2 zasunutý píst 1 zasunutý, píst 2 vysunutý píst 1 vysunutý, píst 2 zasunutý píst 1 vysunutý, píst 2 vysunutý Tandemový válec Tandemový válec má v jednom válci za sebou dvě tlakové komory, ve kterých jsou dva písty na společné pístní tyči. Tandemový válec je schopen při malém průměru vyvinout velkou sílu. Válec nekruhového průřezu Nekruhový průřez se používá v případech, kdy je zapotřebí zamezit otáčení pístu kolem osy pístní tyče. Válec s převodem na rotační pohyb Tento válec převádí přímočarý pohyb pístu pomocí hřebenu a ozubeného kola na pohyb rotační. 6
UKÁZKY VÁLCŮ FIRMY REXROTH Pístnicové válce Normované válce Svorníkové válce Profilové válce Kompaktní válce 7
Miniválce Závitový miniválec Kruhové válce Krátkozdvižné a kompaktní válce Krátkozdvižné válce 8
Kompaktní válec Vodicí válce Dvoupístové válce 9
Válcové ventilové jednotky Membránové a pístové válce Válce bez pístní tyče Válec bez pístní tyče má píst spojený s můstkem vně válce pevnými spojkami, které se pohybují v podélné drážce v plášti válce. Vyrábějí se s délkou zdvihu do 5 m. Bezpístnicové válce 10
Měchové válce Při jejich provozu nedochází ke tření, jsou ideální pro krátké zdvihy a vysokopevnostní aplikace. Izolují chvění. Jejich konstrukce dovoluje provozní naklopení přírub až o 25. Pro vrácení do minimální výšky musí být použita vnější vratná síla. Kolem vzduchového měchu musí být při provozu dostatek prostoru. Otočné pohony Pohony ozubenou tyčí Pohon tvoří dvojitý píst s ozubenými tyčemi, které přenášejí pohyb na pastorek připevněný na otočném hřídeli. Přímočarý pohyb se tímto mění na otočný. Princip otočného pohonu 11
Otočný pohon Otočný kompaktní modul Otočný válec Pohony otevíracích křídel Působením tlaku vzduchu na otočné křidélko dochází k natočení hřídele až o úhel 270 0. Otočné polohovací pohony 12
PŘÍSLUŠENSTVÍ VÁLCŮ Upevnění válců Přírubová upevnění Patková upevnění Vidlicová upevnění Opěrná ložiska 13
Ložiskové bloky Uchycení otočného čepu Uložení pro uchycení otočného čepu Mezipříruba pro vícepolohový válec Uchycení pístní tyče Vidlicová hlava Kloubová hlava Prodloužení pístních tyčí 14
Blokovací prvky Blokovací jednotky Vodicí jednotky Tlumiče nárazů 15
Spojovací sady manipulace Adaptérové desky Vakuová adaptérová deska Spojovací sady 16