Пневмопривод

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Пневматичний привод односторонньої дії у роботі

Пневмопривод (рос. пневмопривод; англ. pneumatic actuator, pneumatic (fluid) drive; нім. Druckluftantrieb m) – привод, до складу якого входить пневматичний механізм з одним чи більше об’ємними пневмодвигунами, призначений для передавання, керування та розподілу енергії робочим газом під тиском.

У залежності від характеру руху вихідної ланки пневмодвигуна (валу чи штока), і відповідно, характеру руху робочого органу пневмопривод може бути обертальної, поворотної або лінійної зворотно-поступальної дії.

Історія[ред.ред. код]

Одним з перших винахідників П. був Ктесібій (Ktēsíbios) (бл. 2—1 ст. до н. е.) - давньогрецький механік і винахідник з Александрії. Він сконструював аеротон - військову машину, в якій як пружне тіло використовується стиснене повітря.

Герон Александрійський (бл. 10-70 рр.) написав відомий трактат "Пневматика". Тут, зокрема, розглянуто низку гідропневматичних пристроїв.

Пневмоприводи обертальної дії[ред.ред. код]

До цієї групи входять пневмоприводи, що у якості двигуна використовують пневмодвигуни з обертальним рухом вихідного вала - пневмомотори. Практичне застосування знайшли пластинчасті, шестеренні та поршневі пневмомотори.

Пневмоприводи поворотної дії[ред.ред. код]

Пневмодвигун поворотної дії.

У цих приводах використовуються поворотні пневмодвигуни із зворотно-обертальним рухом вихідної ланки - поворотного вала, що має обмежений кут повороту. У залежності від конструкції ці пневмодвигуни можуть бути шиберними або поршневими, плунжерними, мембранними у поєднанні з різними передачами (важільними, зубчасто-рейковими і т.п.).

Пневмоприводи лінійної зворотно-поступальної дії[ред.ред. код]

Сюди відносяться приводи що базуються на поршневих та плунжерних пневмоциліндрах, мембранних та сильфонних камерах з прямолінійним зворотно-поступальним рухом вихідного штока. Вони можуть бути одно- та двосторонньої дії, дво- та багатопозиційними, одноступеневими і телескопічними.

У пневмоприводах односторонньої дії рухомий елемент (поршень, плунженр, опорний диск мембрани) переміщується під дією тиску повітря тільки в одному напрямку. Зворотний хід виконується за рахунок дії пружини, сили тяжіння чи за допомогою іншого приводу. В приводах двосторонньої дії рухомий елемент переміщується тиском повітря як в прямому, так і в зворотному напрямках.

Переваги пневмопривода[ред.ред. код]

  • на відміну від гідропривода - відсутність необхідності повертати робоче тіло (повітря) назад до компресора;
  • менша вага робочого тіла в порівнянні з гідроприводом і менша вага виконавчих пристроїв у порівнянні з електричними;
  • простота конструкцій і висока надійність, а також простота обслуговування;
  • можливість спростити систему за рахунок використання як джерело енергії балона із стислим газом, є системи, де тиск в балоні досягає 500 МПа;
  • простота і економічність, обумовлені дешевизною робочого газу;
  • висока швидкість спрацьовування і великі частоти обертання пневмомоторів (до декількох десятків тисяч обертів за хвилину);
  • пожежобезпечність і нейтральність робочого середовища, що забезпечує можливість застосування пневмопривода в шахтах і на хімічних виробництвах;
  • порівняно з гідроприводом - здатність передавати пневматичну енергію на великі відстані (до декількох кілометрів), що дозволяє використовувати пневмопривод як магістральний в шахтах і на копальнях;
  • на відміну від гідропривода, пневмопривод менш чутливий до зміни температури довкілля внаслідок меншої залежності ККД від витоків робочого середовища (робочого газу), тому зміна зазорів між деталями пневмообладнання і в'язкість робочого середовища не роблять серйозного впливу на робочі параметри пневмопривода; це робить пневмопривод зручним для використання в гарячих цехах металургійних підприємств.

Недоліки пневмопривода[ред.ред. код]

  • нагрівання і охолодження робочого газу в процесі стискування в компресорах і розширення в пневмомоторах; цей недолік обумовлений законами термодинаміки, і призводить до наступних проблем:
- обмерзання пневмосистем;
- конденсація водяної пари з робочого газу, і у зв'язку з цим необхідність його осушення;
  • висока вартість пневматичної енергії в порівнянні з електричною (приблизно у 3-4 рази), що важливо, наприклад, при використанні пневмопривода в шахтах;
  • нижчий ККД, ніж у гідроприводу;
  • низькі точність спрацювання і плавність ходу, складність забезпечення заданого закону руху вихідної ланки пневмодвигуна;
  • погані умови змащування поверхонь тертя рухомих елементів пневматичних пристроїв та потреба захисту від корозії;
  • можливість вибухового розриву трубопроводів і виробничого травматизму, через що в промисловому пневмоприводі застосовуються невеликі тиски робочого газу (звичайний тиск в пневмосистемах не перевищує 1 МПа, хоча відомі пневмосистеми з робочим тиском до 7 МПа - наприклад, на атомних електростанціях), і, як наслідок, зусилля на робочих органах значно менші порівняно з гідроприводом). Там, де такої проблеми немає (на ракетах і літаках) або розміри систем невеликі, тиски можуть досягати 20 МПа і навіть вище.

Див. також[ред.ред. код]

Література[ред.ред. код]