Cilindrii cu simplu efect

Acesti cilindri pneumatici sunt alimentati cu aer comprimat numai pe la capatul psiston, cursa de revenire a tijei facandu-se prin forta de gravitatie sau cu arc mecanic, asa cum se arata schematic in fig 3.17 si 3.18. Deci cilindrii cu simplu efect nu executa un lucru mecanic decat intr-un singur sens.

Constructia cilindrior cu simplu efect este aceeasi cu cea a cilindrilor cu dublu efect, singura deosebire constand in prezenta arcului 1 si limitatorul de cursa din sarma R R (STAS 893-72) si se acopera chimic in scpul protejarii sale la lungime.

De asemenea in fig. 3.19 si 3.20 se observa ca la cilindrul cu simplu efect este nevoie numai de o singura garniture de etandare 3 pentru ca presiunea va actiona asupra pistonului dintr-un singur sens.

Randamentul static se considera ca si la cilindri cu dublu effect:

In acest caz, insa, forta utila este data de relatia

Valoarea lui R(a) nu este constanta la variatia cursei pistonului; forta R(a) va depinde de gradul de comprimare a arcului, deci va fi proportionala cu cursa pistonului.

Tabelul 3.6

Tinand cont ca aerul este pretensionat de la montarea lui in cilindru R(a) va varia de la valoarea minima (carespunzatoare cursei zero a pistonului) la valoarea maxima (la cursa totala).

In tabelul 3.6. se dau valorile medii ale lui R(a) adoptate de obicei la cilindrii mai des utilizati.

Trebuie montate arcuri mai puternice, in cazul in care cilindrul cu simplu efect va trebui sa invinga rezistentele de frecare mari in mecanismele actionate sau mici sarcini in faza de retragere a tijei.

Din cauza prezentei arcului, cilindrii cu simplu efect nu se construiesc cu diametre mai mari de 200 mm cu cca. 30% mai lung decat cilindrul cu dubla actiune

Utilizarea cilindrilor cu simplu efect. Cilindrul cu simplu efect prezinta diverse dezavantaje fata de cel cu dublu efect, cum ar fi: dificultate mai mare de a regal viteza cursei in ambele senseuri, frecventa mai mica a actionarilor (viteza imprimata pistonului de arc la cursa de revenire este inferioara celei imprimate de aerul comprimat), limitari ale dimensiunilor sale, posibilitatea intrarii de corpuri strainein interior etc. Cu toate aceste inconveniente, cilindrul cu simplu efect gaseste multe aplicatii in practica mai ales pentru faptul ca el are o comanda mai simpla decat a celui cu dublu efect (distribuitoare cu 3 cai in loc de 4 cai).

In cazul cand sunt utilizati in medii de praf (turnatorii, prelucrarea pietrei si a marmurei etc.), este necesar ca pe orificiul de atmosferasa se monteze un mic filtru care sa impiedice aspirarea in interiorul cilindrului a pulberii abrazive.

Cilindrii cu simplu efect isi gasesc o buna utilizare la operatiile de stantare, nituire, stocare, menghine pneumatice, attain liniile tehnologice complexe cat si in atelierele mecanice.

Cilindrul cu simplu efect, cu retragerea tijei prin efectul fortei gravitationale sau prin actiune mecanica externa, nu prezinta limitari ale dimensiunilor constructive, si este utilizat cand sunt ca la inceputul miscarii pistonului pe o anumita lungime de cursa, cilindrul pneumatic nu poate dezvolta intreaga sa forta datorita strangularii aerului in rezistenta de franare. Pentru inlaturarea neajunsului aratat, este montat in capac, paralel cu circuitul rezistentei de franare, o supapa de sens (bila 7), care impiedica trecerea acestuia prin ocolirea rezistentei, la pornirea in cursa.

Fig 3.22.

Constructiv, alezajul bucseide franare se executa in general in jurul valorii:

d(f)=0,5D,

iar lungimile de franare este cuprinsa, de obicei in limitele:

l(f)=(0,7.0,8)D,

unde:

D este diametrul interior al cilindrului.

La cilindrii care functioneaza cu mase mari sau cu viteze de deplasare mari, efectul de franare dorit se poate obtine prin marirea corespunzatoare a volumelor spatiilor de franare, adica prin marimea fractiunii de cursa in care are loc franarea.

Astfel de cilindri, numiti cu franzare dubla, se obtin prin introducerea unor capace intermediare 1 si bucse speciale 2, asa cum se arata in fig. 3.23.

Cilindrii pneumatici se pot construi cu franare numai la un singur capac al cursei, dupa conditiile, dupa conditiile functionale impuse.

Reglajul franzarii se face, chiar in instalatia sau pe masina in schema careia s-a inclus cilindrul pneumatic.

Acest tip de fixare permite dezaxari intre directia de miscare a pistonului cilindrului si aceea a organului actionat, dezaxarea facandu-se in acelasi plan.

Fig. 3.26.

Fig. 3.25.    Fig. 3.27.

c) Cu articulatie sferica. Articulatia sferica, fig. 3.26, permite dezaxarea in orice plan din spatiu. Aceste dezaxari pot fi cuprinse intre 4 si 5.

d) In cazul cand mecanismul de actionat trebuie sa i se imprime o miscare de rotatie alternative, capatul tijei este asamblat cu o cremaliera ce angreneaza cu o roata dintata. Unghiul maxim de rotatie uzitat este de 300.

Fig. 3.28.

In ceea ce priveste fixarea corpului cilindrului, se disting urmatoarele tipuri:

a)Cu filet pe capatul tija. Filetul practicat pe capatul tija permite insurubarea directa fig. 3.27. Este recomandabil de a se asigura aceasta fixare cu o contrapiulita in scopul evitarii desurubarii datorita vibratiilor in timpul functionarii.

Fig. 3.29.

In aceste conditii,garniture pistonului si ghidajul tijei vor fi supuse unei uzuri nedorite.

Pentru a evita acest inconvenient in cazul necesitatii preluarii unor eforturi eforturi laterale, se vor utilize cilindrii cu tija bilaterala a caror schema se prezinta in fig. 3.33. La aceata constructie este mult micsorata solicitarea in ghidajul tijei si prin aceasta uzura garniturii pistonului chiar si in cazul preluarii unor eforturi laterale transmise de mecanismul actionat.

Cilindrul cu tija bilaterala este utilizat si acolo unde trebuie ca forta de impingere a cilindrului sa fie egala cu forta de tractiune sau in cazul cand se actioneaza simultatn doua mecanisme situate de o parte si de alta a cilindrului.

In fig. 3.34 se prezinta schita constructiei unui cilindru cu tija bilaterala.

Cilindrii cu doua pistoane active-tandem se utilizeaza acolo unde sunt necesare forte relative mari cu un cilindru de alezaj redus.

Cilindrul este construit in principal dintr-o camera impartita de un perete 1 in care se misca doua pistoane 2 si 3 legate rigid intre ele, fig. 3.35.

3.1.6. Cilindrii cu franare la capat de cursa

Atunci cand viteza pistonului capata valori ridicate si cand masa elementelor legate de tija pistonului poate sa dea nastere la forte de inertie mari, socurile care au loc pe capetele cilindrului pot cauza stricaciuni cilindrului si masinii pe care este montat sau pot periclita siguranta desfasurarii procesului tehnologic.

Rezulta deci necisitatea franarii miscarii pistonului catre sfarsitul cursei. Franarea se obtine introducand in capetele cilindrului dispozitive de amortizare care reduc cantitatea de aer descarcat pe ultima parte a cursei pistonului. Se creeaza o perna de aer de presiune ridicata( chiar pana la 30.40 daN/cm2), care actioneaza in senseul opunerii la miscarea pistonului.

In fig. 3.21 si 3.22 estereprezentata o sectiune printru-un cilindru cu franare la ambele capete.

In momentul in care manseta de franare 1 fig. 3.21 intra in bucsa de franare 2, o anumita cantitate de aer ramane blocata intre garniture de lucru 3 si capatul tija 4. Acest aer, pentru a fi descarcat, trebuie sa treaca printr-un orificiu mic 5, printr-o rezistenta reglabila 6, si apoi in atmosfera. Cu cat rezistenta va fi mai mare (sectiunea de trecere mai mica) cu atat va fi mai mare contrapresiunea care se opune miscarii cilindrului si astfel, efectul amortizarii va fi mai mare.

Daca rezistenta este deschisa partial, fenomenul descris are loc in masura mai redusa, pentru ca o parte din aerul din spatiul de franare iese in atmosfera si presiunea finala in acest spatiu este mai mica. Deschizand in continuare rezistenta, se ajunge la situatia cand pistonl nu mai poate fi impins inapoi si ramane oprit la capatul cursei. Daca se deschide in continuare rezistenta, efectul de franare se reduce si oprirea pistonului are loc cu un anumit soc, a carui intensitate depinde de gradul de strangulare al rezistentei.La deschiderea completa a rezistentei, efectul de franare devine nul.

Din cele aratate se constata ca actiunea de franare a pistonului poate fi reglata in limite largi, dupa necesitate. La cilindrii cu functionare intermitenta reglajul se face astfel incat pistonul sa se opreasca la capatul cursei. La cilindrii cu functionare continua rezistenta se regleaza , in asa fel, incat la capatul cursei pistonul sa porneasca in cursa inverse cu putin timp inainte ca distribuitorul care dirijeaza functionarea sa trimita aer comprimat pentru efectuarea acestei curse. In felul acesta, se obtine o inversare elastica, fara socuri si rapida, a miscarii pistonului si un consum de aer mai redus.

3.1.7 Montarea cilindrlor pneumatici in instalatie

Montarea cilindrilor pneumatici in instalatie se face prin asambalarea tijei pistonului de organul ce trebuie actionat si fixarea cilindrului propriu-zis pe un suport.

Legarea tijei de organul care trebuie actionat, se poate realiza in mai multe feluri, in functie de caracteristicile cinematice ale acestuia:

a) Cu filet: Tija cilindrului este insurubata direct in organul actinat prin intermediul partii filetate fig. 3.24.

Este tipul cel mai comun de fixare. De obicei tija este filetata pentru ca aceasta sa serveasca drept suport si pentru celelalte tipuri de fixare.

b) Cu furca: Organul actionat este legat de cilindru printr-o imbinare cu articulatie cilindrica de o furca insurubata pe tija cilindrului, fig. 3.25.

c) Cu flansa pe capatul pistonului: Fixarea se face pe o placa perpendiculara pe axa cilindrului si este utilizata mai ales pentru montarea verticala a cilindrului trebuie plasat deasupra organului actionat, fig. 3.29.

d) Cu flansa pe capatul tija, fig. 3.30

Se utilizeaza mai ales pentru cazurile cand cilindrul trebuie montat vertical deasupra organulu actionat.

e) Cu articulatie la capatul pistonului: Este indispensabil acolo unde axa tijei trebuie sa fie inclinata variabil fata de un plan de referinta fig. 3.31. Directiile variabile ale axei tijei sunt toate continute in acelasi plan (perpendicular pe cel de referinta).

3.1.8. Cilindri speciali

Cilindrii cu tija bilaterala sunt indicati a fi utilizati in cazul unor solicitari mari, perpendiculare pe axa cilindrului.

Sa consideram un cilindru normal, aflat in pozitia punctului mort superior si incarcat cu o forta F(s) perpendiculara pe axa tijei, fig. 3.32.