Багатопозиційний пневмопривод з адаптивною системою релейного управління

Abstract

У статті розглядається конструкція та принцип дії багатопозиційного пневматичного привода з триетапним керуванням, що забезпечує високу швидкодію, точність позиціонування та можливість оперативного переналаштування точок позиціювання. Актуальність теми зумовлена потребою у підвищенні ефективності та гнучкості пневматичних систем в умовах автоматизованого виробництва. Запропонована конструкція приводного механізму дозволяє зменшити габаритні розміри обладнання, спростити його обслуговування та підвищити точність позиціювання. Порівняно із традиційними електрогідравлічними та електропневматичними слідкуючими приводами, запропоноване рішення є менш складним і більш економічно доцільним. У роботі детально проаналізовано робочі процеси, що відбуваються у багатопозиційному пневмоприводі, зокрема етапи подачі стисненого повітря, послідовність перемикання положень виконавчого органу, динаміку руху поршнів та клапанних елементів. Окрему увагу приділено опису схеми керування приводом, яка включає розташування та функції розподільників, пневматичних елементів логіки, а також розроблено алгоритм дії у залежності від заданих режимів роботи, який дозволяє досягти стабільності перехідного процесу, а отже стабільної та безперебійної роботи системи, реалізованої на базі стандартної пневмоапаратури. Представлене математичне моделювання підтверджує ефективність та надійність запропонованого рішення. The article discusses the design and operating principle of a multi-position pneumatic actuator with three-stage control, which ensures high speed, positioning accuracy, and the ability to quickly reconfigure positioning points. The relevance of the topic is driven by the need to improve the efficiency and flexibility of pneumatic systems in automated production environments. The proposed actuator design allows for a reduction in equipment dimensions, simplification of maintenance, and improved positioning accuracy. Compared to traditional electrohydraulic and electropneumatic follow-up actuators, the proposed solution is less complex and more cost-effective. The study provides a detailed analysis of the operational processes within the multi-position pneumatic actuator, including compressed air supply stages, the sequence of actuator position switching, piston and valve movement dynamics. Particular attention is given to the actuator control scheme, which includes the layout and functions of distributors, pneumatic logic elements, as well as a developed algorithm of operation depending on the specified operating modes. This algorithm ensures the stability of the transient process and, consequently, the stable and uninterrupted operation of the system based on standard pneumatic equipment. The presented mathematical modeling confirms the efficiency and reliability of the proposed solution.