Пневматический конечный выключатель

 

п 703764

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.04.77(2! ) 2474686/18-2 (51)М. Кл.

6 01 P 13/00

F 15 С 4/00 с присоединением заявки М

Веударетвеай кщивгет

СССР ю алам изебретвввв

N 0 f K p Q T N I (23) Приоритет

Опубликовано 15.12.79.Бюллетень Эй 46 (53) УДК 621. . 525 (088.8) Дата опубликовании описания 16.12.79 (72) Авторы изобретения

Я. М. Хаймович и А. Ю. Мигей (7!) Заявитель

Тульский политехнический институт (54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ КОНЕЧНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к областй авто.матизации работы машин самого разнообразного назначения. "

Известны пневматические конечные выключатели как высокого, так и низкого и давления, например выключатель типа

П-ВБ2М (1). Он имеет корпус с пазом, два штуцера и каналы, расположенные один против другого. По одному штуцеру поступает сжатый воздух питания, а по другому штуцеру поступивший сжатый воздух подается в систему пневмоавтоматического управления. Конечный выключатель срабатывает, когда в паз корпуса заходит пластинчатый кулачок, закрепленный на штоке силового цилиндра машины, и прерывает поступление сжатого во»з"духа нз канала питания в канал управления. Он фбрмирует одну и туже команду и для выдачи несколькйх периодически повторяющихся команд, неприг дйи.

Наиболее близким техническим ре шением к изобретению является пневма2 тический конечный выключатель, содержащий кулачок, установленный на подвижном элементе, и формирователь выходного сигнала с входным и выходными каналами, на котбром размещен храповой механизм с упорами - ограничителями, причем на оси храпового механизма -расположен рычаг, а на рычаге закреплен штифт-водило. Выключатель имеет механизм поворота на шаг барабана, на который надевают цилиндрический тонкостенный программонооитель с перфорированной на нем программой работы машины.

На каждой позиции он посылает несколько команд на срабатывание ряда механизмов. Поворот барабана на шаг осуществляется с помощью автономной системы, сос таящей нз храпового колеса и пневмоци— линдра, шток котсфого. несет собачку t2).

Недостатками тако»го выключателя являются сложность, высокая стоимость, большие габариты.

Цель изобретения - упрощение выключателя. 4

7037

Достигается это тем, что в формирователе выходного сигнала на общей оси с храповым механизмом установлен сменный диск с пазами, подключенными к входному и выходным каналам, а кулачок вы-. полнен с двумя выступами равной длины, размещенными на линии движения штифтаводила, причем угол между выступами кулачка выбран и соответствии с отношени» ем,, t0 где О » диаметр штифта-водила, Q — - расстояние по вертикали между осью кулачка и осью штифта-водила.

В предложенном выключателе вместо громоздкой автономной системы управления поворотом на шаг храпового колеса и сменного диска применен кулачок, за20 крепленный на штоке того рабочего цилиндра, к которому пристроен конечный выключатель. Этот кулачок выполнен состаиным и несет поворотный диск, снабженный двумя выступами равной длины и npu-:

g5 жатый к корпусу кулачка пружиной. Выстуцы на поворотном диске воздействуют при ходе подвижного элемента, например штока и кулачка, вправо или влево на штифт30 водило, закрепленный на рычаге, несущем собачку и насаженном свободно на ступи-: це храпового колеса. Геометрические формы и размеры диска кулачка с выступами и расстояние по вертикали между ним и штифтом-водилом на рычаге подобраны

"тЖ, что-то один, то другой выступ располагается под углом Р к вертикалй. Наклонный выступ при перемещении штока и кулачка проходит над штифтом-водилом, вертикальный наезжает на штифт-водило рычага и поворачивает рычаг до упора, а при дальнейшем ходе штока кулачак, преодолевая трение, поворачивается йа угол Ь, чтобы выступ прошел над штиф45 том-водилом, второй выступ располагается при атом вертикально.

Пневматический конечный выключатель может быть применен самостоятельно либо для выдачи кратковременных команд, в этОм случае, к нему присоединяют второй пневматический конечный выключатель, -выдающий кратковременные команды. Такой агрейю в опйсании назван пневматическим комплексным конечным выключате-, 5 лем.

На фиг.1 показан пневматический конечный выключатель, вид спереди; на фиг.2 даны разрезы А-А и Б-Б на фиг.1: иа

64 фиг.Ç представлен тот же выключатель, вид сзади: на.фиг.4 - сменный диск, монтируемый в корпусе формирователя выходного сигнала, варианты, рассчитанные на выдачу двух, трех четырех и шести периодически повторяющихся команд; на

1 фиг.5 показан пневматический комплексный конечйый выключатель; на фиг.6 показаны условные графические обозначения выключателей и их индексация; на фиг.7 приведен пример использовайия пневма./ тйческого комплексного выключателя для автоматизации цикла, состоящего из трех двойных ходов штока рабочего цилиндра.

Корпус выключателя (фиг,1, 2 и 3) собран из пластий 1, 2 и 3, составляющих формирователь выходного сигнала.

На оси 4 свободно насажена втулка 5, скрепленная с помощью шпонки 6 со сменным диском 7, установленным в формирователе, и с помощью штифта с храповым колесом 8, на ступице которого свободно насажен рычаг 9, несущий штифт-водило 10 и на оси 11 собачку 12. Колесо

8 и собачка 12 составляют храповой ме- ханизм. Штифты 13 и 14 являются упорами-ограничителями поворота рычага из одного крайнего положения, показанного сплошными линиями, в другое, показан,1 ное пунктом. Собачка 5 предохраняет храповое колесо от поворота в обратную сторону. Через входной канал 16 формирователя в переключатель подают под дав-,лением воздух питания. Через выходные каналы 17 — 22. выдаются команды управ, ления. C подвижным элементом - штоком силового цилиндра скреплен кулачок 23, в отверстии которого находится неповоро ная ось 24, несущая диски 25 и 26 с двумя выступами каждый, прижатые к корпусу кулачка пружиной 27. С выстут ами может быть выполнен и сам кулачок.

В сменных дисках 7 - 7 (фиг.4) выполнены сквозные отверстия 28 и дугообразные пазы 29 разной длины, а также имеется отверстие ЗО канала, по ко"торому воздух подается к дискам.

Пневматический комплексный конечный выключатель (фиг.5) имеет переходную плиту 31, с которой скреплены пневматический конечный выключатель и пневматический конечный выключатель высокого давления 32, выдающий кратковременные команды. Подвод питания осуществляется через штуцер ЗЗ. На кул ачке 23 выполнен дополнительный выступ 34, а на конце рычага закреплен ролик 35 выключателя 32.

64 где

cog Pp(2 =)+- откуда Ь=2сп ей (< Ж) Рассмотрим, как сменные диски 7, 72, 7, 7 вьщают периодически повторяющиеся команды.

При установке сменного диска 7, выдающего две периодически повторяющиеся. команды, воздух в первой позиции поступа-, ет через входной канал 16 и через отверстие 28 паза 29 в канал 17а (фиг.Э).

После поворота диска 7 на шаг воздух проходит из канала 16 в паз 29 и через подвинувшееся на шаг отверстие 28 в канал 188. При следующем повороте диска 74 на шаг против канала 30 располагается отверстие 28 следующего паза 29.

Воздух снова выходит через канал 17o{ и

T gi

При установке сменного диска 7, каждый паэ которого имеет длину, соответствующую трем шагам, диска, воздух пери- одически попеременно выходит через каналы 17с{, 18о и 194. При этом переключатель выдает три периодически повторяющиеся команды.

При установке сменного диска 7, каждый паэ которого имеет длину, соотвеч ствующую четырем шагам диска, воздух периодически попеременно выходит через каналы 17а, 18 Г 193 и 20Ъ (четыре периодически повторяющиеся команды).

При установке сменного диска 7, каждый паз 29 которого имеет длину, соответствующую шести шагам диска, воздух периодически выходит через каналы 17а, 18д, 194, 20, 21ф и 22е (шесть периодически повторяющихся команд).

При обратном ходе штока над штифгом.. водилом 10 проходит наклонный выступ диска 26, не поворачивая рычаг 9. Сле-

5 7037

На фиг.ба показано графическое иэображение на пневмосхемах пневматического конечного выключателя и его индексация К, где К вЂ” буквенное обозначение цилиндра (например, А,Б,В,...), 1 - цифро- 5 вой индекс. Он равен единице у выключателя, расположенного вблизи силового цилиндра, и двум у более удаленного от IlH,линдра выключателя. 0, д, $ и 7. — позиции выходных каналов, через которые: {о выдается команда.

На фиг.бд показано графическое изображение на пневмосхемах пневматического комплексного конечного выключателя и его .индексация 8К>, о т л и ч а ю ш а я- с я от предыдущей приставкой спереди буквы д, что символизирует кратковременность выдаваемой команды.

На фиг.7 приведена схема пневмоавто; матизации цилиндра 36, при которой шток цилиндра три раза выдвигается из цилиндра (выдвигание обозначено через А+ ) и три раза задвигается в него (эадвигание обозначено через А - ), после чего шток останавливается. Пневматические конеч2 ные выключатели 37 — 8А.{, и 38 — 8Ag рассчитаны на выдачу трех периодически повторяющихся команд с{, d и б . В схему вошли также йневмокнопка пуска 39, логические элементы или 40 и 41 на три слагаемых каждый, струйные пневмоусилители 42 и 43 и двухпозиционный воздухорабпределитель 44.

Работает конечный выключатель следующим образом.

При ходе штока и кулачка силового цилиндра влево, наклонный выступ диска

26 проходит над штифтом Водилом 10 4р рычага 9, не поворачивая его. При дальнейшем движении штока влево вертикальный выступ диска 26 наезжает на штифт ° водило и поворачивает рычаг до упора

13. При этом собачка 12 поворачивает 4> храповое колесо 8 и сменный диск 7 на шаг. После этого при дальнейшем движении штока и кулачка влево, остановившийся штифг-водило вынуждает диск

26 с выступами повернуться на угол.Р, у при котором выступ, прилегающий к штифту-водилу, переходит иэ вертикального положения в наклонное и проходит над штифтом-водило м.

Для определения угла Ь поворота дис- у ка 26 решают следующие уравнения:

6 а — расстояние по вертикали между

I осью диска 26 и осью штифтаводила 10.

Д - диаметр штифта-водила.

Отсюда,О-ЙСОЙ(Ъ = (3 {2 ({-910 1

2с{ {- м {Ъ ВЮ {о{2 ФсоЬ {2.-S1hg)LCOE

d +coop 2 6{11

4с{

-д — = {-2ctg { 2+с д" —; я.

Решая это квадратное уравнение получают

64 8 чок на нем переключает сРА в позицию

Д Аф. При этом в элемент 40 поступает кратковременная команда.

В третьем такте сигнал проходит по элементам 37 — d A,ô- 40 - 42 - 44М;

АФ. В конце хода штока вправо кулачок переключает gA> в позицию сЯ 4, Д А, подает кратковременную команду на элемент 41.

В четвертом такте сигнал проходит по элементам 38 -d A 3 — 41 — 43—

44+Т; А-. В конце хода штока влево кулачок на нем переключает Д Aq в позицию d A<6. При этом O A„h подает

:кратковременную команду на элемент 40.

В пятом такте сигнал проходит по элементам 37 «д А,ф40 — 42 - 44" 1!, А+. В конце хода штока вправо:кулачок на йем переключает д А в позицию 8А а;

Выключатель подает кратковременную команду на элемент 41.

В шестом такте сигнал проходит по элементам 38 - gpss -41 — 43 — 44+/;

А-. В конце хода штока влево кулачок на нем переключает dA в позицию Д А,g .

Эта позиция никуда не приеоединена, поэтому. работа выключается. более упрощена. Так как командыд A

Схема автоматизации с применением струйных конечных выключателей типа

П-ВБ2М очень сложна. Она требует 19 логических элементов..А если в машине ймеется не один, а И рабочих цилиндров, причем часть их осуществляет эа цикл по два, три, четыре или шесть двойных ходов, то схема пйевмоавтоматизации такой машины еше более усложняется.:

Если же i силовым цилиндрам, осуществляющим по нескольку двойных ходов штока за цикл, пристроить пневматические комплексные конечные выключатели с числом периодических повторяющихся команд, равным числу двойных ходов за цикл цилиндра, а к цилиндрам, совершающим один двойной ход за цикл, пристроить пневматические конечные . выключатели, выдающие кратковременные команды, схема пневмоавтоматизации остается простой, сколько бы ни было рабочих цилийдров у машины. Объяс)

7037 дующий за ним вертикальный выступ диска 26, встретив на своем пути штифт-водило, поворачивает рычаг по часовой стрелке до упора 14. После этогб штифт-водиii0 вынуждает этот выступ наклониться, преодолевая силу трения, чтобы пройти над штифтом-водилом. При этом диск 26 поворачивается на угол f5 и другой выступ принимает вертикальное положение.

Пневматический комплексный конечный выключатель (фиг.5} работает следующем

0бразом.

Под конец хода штока влево диск 26 поворачивает сменный диск T на один шаг. После этого выступ 34 кулачка наезжает на ролик 35 и включает второй конечный выключатель. Воздух через оба выключателя выходит через очередной . " йтуцер выключателя и выдает команду.

При дальнейшем ходе штока влево до свое-Fo го конечного положения ролик 35 соскакивает с выступа 34 и поступление воздуха в систему прекращается. Длительность команды невелика, но достаточна для осуществления требуемого воздействия 5 в пневмосистеме.

При ходе штока вправо выступ 34 ку-. лачка 23 проходит над роликом 35, от- Схема на фиг. 7 может быть еще кинув рычаг, несущий этот ролик. Выключения выключателя при этом не происходит. При дальнейшем ходе штока вправо диск 26 поворачивает рычаг 9 с собачкой по часовой стрелке (взводит собачку).

К каждому рабочему цилиндру пристраивают два пневматических конечных выключателя или пневматических комплексйых конечных выключателя: один в конце хода штока влево, другой в конце хода штока вправо. Оба имеют одинаковую конструкцию, но второй повернут по отношению. к первому на 180 . При этом диск 26 управляет левым переключателем, а диск 25 - правым. Выступ 34 (фиг.5) управляет обоими комплексными выключателями: и левым и правым.

Рассмотрим, как осуществляется автоЭ матизация цикла, показанная на фиг.7.

Нажимом на кнопку 39 вк лючают цикл.

И первом такте сигнал проходит по элементам 39 - 40 — 42 - 44- Ь; А+.

В конце хода штока вправо кулачок, закрепленный на нем, переключает 8 А в позицию Д А ф . На короткое время включается конечный выключатель и подает команду на элемент 41.

Во "втором такте сигнал проходит по элементам 38 — дАуК - 41 - 43 - 44 .

<-1; А -. В конце хода штока влево кула9 7037 няется это тем, что общее число неповторяющихся команд, выдаваемых всеми пневматическими комплексными конечными выключателями и всеми пневматическими конечными выключателями, вьцающими кратковременные команды, равно числу команд, необходимых для переключения воздухораспределителей всех силовых цилиндров в течение никла работы машины. Команды выдаются цоследователь-10 но на короткий отрезок времени каждая, не бывает нескольких одновременных команд, накладывающихся друг на друга.

64 10 вателе выходного сигнала на обшей оси с храповым механизмом установлен сменный диск с пазами, подключенными к входному и выходным каналам, а кулачок выполнен с двумя выступами равной длины, размещенными на линии движения штифта-водила, причем .угол между выступами кулачка выбран в соответствии с соотношением

p= ЙсО ctg 4 +

Ф ормула изобретения

Пневматический конечный выключатель, содержащий кулачок, установленный на подвижном элементе, формирователь выходного сигнала с входным и выходными каналами, на котором размещен храповой механизм, на оси которого расположен рычаг, с упорами-ограничителями, причем на рычаге закреплен штифт-водило, 25 отличающийся тем, что, с целью упрощения выключателя, в формирэгде al — расстояние по вертикали между осью кулачка и осью штифтаводила; с3 — диаметр штифта-водила.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Элементы и устройства пневмоавтоматяки низкого давления, НИИ информапии машиностроения, 1973, с. 42, рис, 31, 2. Элементы и устройства пневмоавтоматики низкого давления. Каталог,справочник, М., ВНИИ информации маши(ностроения, 1973, с, 49, рис. 43.