Особенности конструкции пневмоцилиндров для ПГФ и ЛГМ процессов

Пневмоцилиндры в литейном производстве применяются с далеких времен, но надежность их работы не высока. Это объясняется тем, что применяемые в литейном производстве пневмоцилиндры не предназначены для применения в условиях литейного производства, т.к. порой они работают непосредственно в песке. Более 30 - летний опыт автора в создании и внедрении новых образцов оборудования для литейного производства ПГФ и ЛГМ технологий предопределил основные требования к конструктиву этих пневмоцилиндров.
Основным фактором снижающем надежность и работоспособность пневмоци линдров является песок. Песок попадая в зазор между штоком и центрирующей втулкой передней крышки или между корпусом поршня и гильзой пневмоци линдра вызывает заклинивание этих пар. Согласно справочной литературе по конструктиву пневмоцилиндров, зазоры в указанных парах малы - меньше размера песчинки. Вот и причины заклинивания. На основании практического опыта автора зазор в паре корпус поршня - гильза должен быть порядка 1 мм, а зазор в паре шток - втулка крышки должен быть 0.5...0.6 мм. Крепление пневмоцилиндров в механизмах должно быть на цапфах. Цапфы располагаются в центре длинны гильзы. Для регулирования скорости движения штока пневмоци линдра небходимо применять пневмодроссели с обратным клапаном. Пневмодроссели должны быть установлены в обратном включении , т.е. регули ровать не подачу сжатого воздуха в пневмоцилиндр,а выхлоп из него. Это обеспечивает более высокую плавность хода, чем при стандартном включении.
Манжеты для поршня и штока применять по ГОСТ 6969 - 54 , как наиболее надёжные по конструктиву. Фиксация манжет в поршневом узле производится специальными тарельчатыми шайбами. Ни в коем случае не применять вариант как в справочнике Анурьева В.И.- это не для литейного производства. Узел уплотнения штока аналогичен как в указанном справочнике, но при этом должны быть обеспечены фиксация манжет и указанные выше зазоры.
Применяя указанные выше требования автор разрабатывал множество типоразмеров пневмоцилиндров, т.ч. с диаметром поршня 160 мм и ходом 2200 мм с цапфовым креплением и составной гильзой. Все разработанные пневмоци линдры изготавливались в разное время и на разных заводах. Для облегчения процесса изготовления применялось ряд конструктивных решений.Важным фактором в обеспечении надежности в работе является система управления пневмоцилинрами. В качестве силовых элементов обычно применяются пневмораспредели тели В63 -13,14,15 (с двухсторонним управлением) или В63-23,24,25 (с односторонним управлением). На практике В63-13,14,15 оказался более надежным. Конструктив односторонних пневмораспределителей не выдерживает окружаю щей загрязненности. Контроль крайних положений штока пневмоцилиндров в общей практике производится концевыми пневмораспреде-лителями, пневмореле последовательности или пневмореле времени. В условиях окружающей загрязнённости концевые дают отказы, а пневмореле последовательности и времени не обеспечивают достоверности выдаваемого сигнала от конечного положения штока при изменении нагрузки. В условиях литейного производства указанные пневмоэлементы не обеспечивают недёжности в работе. В 80 - е годы прошлого столетия при модернизации формовочного оборудования ПГФ автором была разработана и внедрена бесконтактная пневмосистема управления пневмоцилиндрами. В данной системе не применяеются указанные пневмоэлементы контроля положения штока. В ней контроль осуществляется методом сравнения давления с обоих сторон поршня в крайнем его положении на штатных уровнях давления. Для обеспечения указанного в гильзе со стороны полости нагнетания возле манжеты поршня выполняется 7 отверстий диаметром 1.5 мм(одно по центру и 6 по диаметру 8 мм), с наружной стороны гильзы приваривается бонка с внутренней резьбой М10*1 или аналогичной трубной. Это обеспечивает выдачу сигнала о нахождении поршня в крайнем положении. В передней или задней крышке, несмотря на наличие силового,выполняется своё отверстие сигнального диаметра. Наличие этих двух сигнальных каналов обеспечивает 100% достоверность информации о наличии поршня в заданном крайнем положении ,т.е. когда из гильзы сигнал 1, а из крышки сигнал 0 и ни какие другие варианты. В качестве элемента сравнения автор на первых порах применял пневмораспределители ПРК-3.6 в инверсном включении (см.рис.1) и ПРП - 4.10 - 01. В последующие времена очень хорошо зарекомендовал себя гибрид из пневмораспределителей В63 - 33А и В63 - 13( с двух сторонним управлением и пружинным возвратом в исходное положение при отсутствии или наличии сигнала двух сторон) В результате получился пневмораспределитель с двусторонним управлением и пружинным возвратом(очень надежный вариант). Как и всё эта система управле ния имеет недостатки - ложные сигналы при значи тельном износе манжет (нужно следить за утечками сжатого воздуха в пневмо-цилиндре). В остальном это простая и надёжная система управления. Отдельные разработчики применяют смешанные системы управления - силовая часть на пневмораспределителях, а сигнальная на электро или электронных элементах. На основании опыта автора этот пневмо - электро или электронный конгломерат никогда надежно не работал в условиях нашего литейного производства.