Пневматический привод это как

Пневмоприводы.

Отличительной особенностью современного производства является повсеместное использование в оборудовании высокотехнологичных, однотипных по функциональному назначению и конструкции компонентов общепромышленного применения. Прежде всего, такими компонентами являются различного рода приводы и системы.

Пневматическая система (пневмосистема) — это совокупность взаимосвязанных технических устройств, объединенных единой целью и общим ал­горитмом функционирования, взаимодействие которых осуществляется посредством воздуха. Используемая в системе жидкость называют рабочей средой (энергоносителем).

По своему функциональному назначению пневмосистемы делят на системы управления —(используются для управления разного рода объектов ) и системы, обеспечивающие рабочий процесс в этих объектах (системы смазки, охлаждения, газоснабжения, топливные системы, теплосистемы и др..).

Пневматический привод — это система управления, в состав которой входит комплекс устройств, предназначенных для получения уси­лий и перемещений в машинах и механизмах, рабочей средой которых служит сжатый воздух.

Оборудование с пневмоприводами, характеризуется про­стотой конструкции, легкостью обслуживания и эксплуатации, высоким быстродействием, надежностью и дол­говечностью работы, функциональной гибкостью, небольшой стоимостью, а также возможностью работы в аг­рессивных средах, взрыво-, пожаро- и влагоопасных условиях. Сжатый воздух легко аккумулируется и транс­портируется, а в случае его утечки не создается опасности для окружающей среды и производимой, что играет большую роль в пищевой, медицинской, электронной промышленности, а так же при производстве косметики и парфюмерии.

Отличие пневмоприводов от электроприводов состоит в возможности воспроизведения линейных и поворотных движений без помощи преобразующих механизмов, а так же в большей мощности. При этом сохраняется работоспособность при перегрузках. Заметим, что скорость срабатывания и максимальная выходная мощность пнев­матических исполнительных механизмов, питаемых от промышленных пневмомагистралей, меньше.

По сравнению с гидроприводами, пневмоприводы имеют ряд преимуществ, а именно: возможность использо­вания единого источника сжатого воздуха; отсутствие возвратных линий и коммуникаций; более мягкие требования к герметичности; экологическая чистота; большие скорости движе­ния выходного звена. Для пневматических приводов характерны простота управления, свобода выбора мес­та установки, низкая чувствительность к изменениям температуры окружающей среды.

Вместе с тем, область применения пневмоприводов ограничена, в связи с некоторыми недостатками этих устройств. Например, так как, давление воздуха в пневмомагистралях составляет 0,4-1,0 МПа (4-10 бар), что значительно ниже давления в гидросистемах — до 60 МПа (600 бар), пневмо­приводы имеют более низкую энергоемкость и худшие массогабаритные показатели. Из-за сжи­маемости воздуха становится сложно технически реализовать плавность движения выходных звеньев ис­полнительных механизмов при колебаниях нагрузки, а также их точную остановку в любом промежуточном поло­жении (позиционирование) и осуществление заданного закона движения.

Табл. 1. Сравнение приводов по виду используемой энергии

Источник

Пневматический привод

Пневматический привод (пневмопривод) — совокупность устройств, предназначенных для приведения в движение машин и механизмов посредством энергии сжатого воздуха. Обязательными элементами пневмопривода являются компрессор (генератор пневматической энергии) и пневмодвигатель.

Пневмопривод, подобно гидроприводу, представляет собой своего рода «пневматическую вставку» между приводным двигателем и нагрузкой (машиной или механизмом) и выполняет те же функции, что и механическая передача (редуктор, ремённая передача, кривошипно-шатунный механизм и т. д.).

Основное назначение пневмопривода, как и механической передачи, — преобразование механической характеристики приводного двигателя в соответствии с требованиями нагрузки (преобразование вида движения выходного звена двигателя, его параметров, а также регулирование, защита от перегрузок и др.).

В общих чертах, передача энергии в пневмоприводе происходит следующим образом:

1. Приводной двигатель передаёт вращающий момент на вал компрессора, который сообщает энергию рабочему газу.
2. Рабочий газ после специальной подготовки по пневмолиниям через регулирующую аппаратуру поступает в пневмодвигатель, где пневматическая энергия преобразуется в механическую.
3. После этого рабочий газ выбрасывается в окружающую среду, в отличие от гидропривода, в котором рабочая жидкость по гидролиниям возвращается либо в гидробак, либо непосредственно к насосу.

В зависимости от характера движения выходного звена пневмодвигателя (вала пневмомотора или штока пневмоцилиндра), и соответственно, характера движения рабочего органа пневмопривод может быть вращательным или поступательным. Пневмоприводы с поступательным движением получили наибольшее распространение в технике.

Содержание

Пневмоприводы с поступательным движением

По характеру воздействия на рабочий орган пневмоприводы с поступательным движением бывают:

• двухпозиционные, перемещающие рабочий орган между двумя крайними положениями;
• многопозиционные, перемещающие рабочий орган в различные положения.

По принципу действия пневматические приводы с поступательным движением бывают:

• одностороннего действия, возврат привода в исходное положение осуществляется механической пружиной;
• двухстороннего действия, перемещающие рабочий орган привода осуществляется сжатым воздухом.

По конструктивному исполнению пневмоприводы с поступательным движением делятся на:

• поршневые, представляющие собой цилиндр, в котором под воздействием сжатого воздуха либо пружины перемещается поршень (возможны два варианта исполнения: в односторонних поршневых пневмоприводах рабочий ход осуществляется за счёт сжатого воздуха, а холостой за счёт пружины; в двухсторонних — и рабочий, и холостой ходы осуществляются за счёт сжатого воздуха);
• мембранные, представляющие собой герметичную камеру, разделённую мембраной на две полости; в данном случае цилиндр соединён с жёстким центром мембраны, на всю площадь которой и производит действие сжатый воздух (также, как и поршневые, выполняются в двух видах — одно- либо двухстороннем).
• Сильфонные применяются реже. Практически всегда одностороннего действия: усилие возврата может создаваться как упругостью самого сильфон, так и с использованием дополнительной пружины.

В особых случаях (когда требуется повышенное быстродействие) применяют специальный тип пневмоприводов — вибрационный пневмопривод релейного типа.

Одно из применений пневматических приводов является использование их в качестве силовых приводов на пневматических тренажерах.

Принцип действия пневматических машин

Многие пневматические машины имеют свои конструктивные аналоги среди объёмных гидравлических машин. В частности, широко применяются аксиально-поршневые пневмомоторы и компрессоры, шестерённые и пластинчатые пневмомоторы, пневмоцилиндры…

Типовая схема пневмопривода

Воздух в пневмосистему поступает через воздухозаборник.

Фильтр осуществляет очистку воздуха в целях предупреждения повреждения элементов привода и уменьшения их износа.

Компрессор осуществляет сжатие воздуха.

Поскольку, согласно закону Шарля, сжатый в компрессоре воздух имеет высокую температуру, то перед подачей воздуха потребителям (как правило, пневмодвигателям) воздух охлаждают в теплообменнике (в холодильнике).

Чтобы предотвратить обледенение пневмодвигателей вследствие расширения в них воздуха, а также для уменьшения корозии деталей, в пневмосистеме устанавливают влагоотделитель.

Воздухосборник служит для создания запаса сжатого воздуха, а также для сглаживания пульсаций давления в пневмосистеме. Эти пульсации обусловлены принципом работы объёмных компрессоров (например, поршневых), подающих воздух в систему порциями.

В маслораспылителе в сжатый воздух добавляется смазка, благодаря чему уменьшается трение между подвижными деталями пневмопривода и предотвращает их заклинивание.

В пневмоприводе обязательно устанавливается редукционный клапан, обеспечивающий подачу к пневмодвигателям сжатого воздуха при постоянном давлении.

Распределитель управляет движением выходных звеньев пневмодвигателя.

В пневмодвигателе (пневмомоторе или пневмоцилиндре) энергия сжатого воздуха преобразуется в механическую энергию.

Источник

Пневматический привод

• Пневматический привод (пневмопривод) — совокупность устройств, предназначенных для приведения в движение частей машин и механизмов посредством энергии сжатого воздуха.

Пневмопривод, подобно гидроприводу, представляет собой своего рода «пневматическую вставку» между приводным двигателем и нагрузкой (машиной или механизмом) и выполняет те же функции, что и механическая передача (редуктор, ремённая передача, кривошипно-шатунный механизм и т. д.).

Основное назначение пневмопривода, как и механической передачи, — преобразование механической характеристики приводного двигателя в соответствии с требованиями нагрузки (преобразование вида движения выходного звена двигателя, его параметров, а также регулирование, защита от перегрузок и др.).

Обязательными элементами пневмопривода являются компрессор (генератор пневматической энергии) и пневмодвигатель.

В зависимости от характера движения выходного звена пневмодвигателя (вала пневмомотора или штока пневмоцилиндра), и соответственно, характера движения рабочего органа пневмопривод может быть вращательным или поступательным. Пневмоприводы с поступательным движением получили наибольшее распространение в технике.

Связанные понятия

Пневмодвигатель (от греч. pnéuma — дуновение, воздух), пневматический двигатель, пневмомотор — энергосиловая машина, преобразующая энергию сжатого воздуха в механическую работу.

Поскольку на современных летательных аппаратах имеется большое количество разнообразных исполнительных механизмов и агрегатов, то в качестве источников механической энергии применяются гидравлические, пневматические и электрические приводы. Наиболее универсальным из них считается электрический привод благодаря высокой надёжности, простоте в эксплуатации и возможности автоматизации. По виду преобразования энергии различают электродвигательный привод и электромагнитный.

Источник

Пневматический привод

Пневматический привод – устройство предназначенное для управления запорным или запорно-регулирующим клапаном в системе.

Пневматический привод преобразует энергию сжатого воздуха во вращательное или поступательное движение. Стандартно пневматический привод работает при давлении воздуха от 3-х до 8 бар, но используется чаще всего давление воздуха от 4-х до 6 бар.

Это обусловлено тем, что давление в 8 бар и выше не всегда возможно гарантировать. Пониженное давление требует большого диаметра поршня или мембраны, для получения необходимого крутящего момента или усилия, следовательно и большего размера самого привода, что ведёт к его удорожанию.

Пневмоприводы бывают двух типов:

— одностороннего действия ( с возвратными пружинами)

Пневмопривод одностороннего действия может быть:

— нормально-открытый открывает с помощью усилия сжатого воздуха, а закрывает с помощью усилия возвратных пружин.

— нормально-закрытый открывает с помощью усилия пружин, а закрывает с помощью усилия сжатого воздуха.

Пневмопривод двойного действия открывает и закрывает с помощью усилия сжатого воздуха.

Пневматические приводы по заказу комплектуются дополнительным оборудованием:

— соленоидный клапан (или управляющий клапан)

Применение пневмоприводов

Пневматические приводы применяются в металлургической, газовой, нефтяной, нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической отраслях промышленности, в коммунальном хозяйстве, на трубопроводах пара и горячей воды.

Достоинства пневматических приводов

-Пожаро- и взрывобезопасность. Благодаря этому достоинству пневмопривод не имеет конкурентов во взрывоопасных условиях эксплуатации, например в шахтах с обильным выделением метана, в химическом производстве и т.д.

-Надежность работы в широком диапазоне температур, в условиях пыльной и влажной окружающей среды.

-Большой срок службы. -Высокая скорость открытия/закрытия и возможность её регулирования

Диапазон температур

Пневмоприводы работают в диапазоне температур от -20°С до 80°С, но диапазон может быть расширен от -40°С до 120°С при дополнительном выборе специальных подшипников, смазки и уплотнений. Так же в низкотемпературных условиях работы необходимо учитывать появление конденсата. Конденсат может замёрзнуть и заблокировать воздушные магистрали, что приведёт к отключению привода.

Подбор пневмопривода

Для корректного подбора пневмопривода необходимо знать следующие данные:

1. Максимальный крутящий момент (для поворотных клапанов) или усилие которое необходимо оказать на шток (для прямоходных клапанов).

2.Давление в пневмомагистрале которое подводится к приводу. Если давление переодически изменяется, то необходимо брать наименьшее значение.

Для подбора пневмопривода одностороннего действия необходимо максимальный крутящий момент клапана или максимальное усилие, для прямоходных клапанов, увеличить на 30%, затем в таблице усилий приводов в колонке усилие пружины 0° выбирается привод соответствующее данному моменту или усилию, при соответствующем давлении воздуха в пневмомагистрале.

Для подбора пневмопривода двухстороннего действия необходимо максимальный крутящий момент клапана или максимальное усилие, для прямоходных клапанов, увеличить на 20 — 30% и выбрать привод который соответствует этому значению крутящего момента или усилия, при соответствующем давлении воздуха в пневмомагистрале.

Примеры установки пневмоприводов

Источник

Основы гидравлики

Пневматический и пневмогидравлический приводы

В современной технике наряду с объемными гидроприводами широко применяют объемные пневмоприводы. Объемным пневмоприводом называют совокупность устройств, в число которых входит один или несколько пневматических двигателей, предназначенных для приведения в движение механизмов и машин посредством использования энергии сжатого газа.
Так как рабочим телом в пневмоприводе является сжатый газ (воздух) , то расчет его основывается на законах термо- и газодинамики.

Достоинства и недостатки пневмопривода

Пневмопривод надежен и долговечен, быстро действует (срабатывает) , прост и экономичен в эксплуатации, так как отработавший воздух выходит непосредственно в атмосферу. Использование воздуха в качестве рабочего тела положительно сказывается на стоимости эксплуатации таких приводов. Кроме того, скорость движения рабочих органов в пневмоприводах значительно больше, чем в гидроприводах.

Немаловажен и экологический фактор в сравнении двух типов приводов — гидравлического и пневматического. Пневматический привод несравненно меньше загрязняет окружающую среду, чем гидравлический, допускающий возможность утечки масел и рабочих жидкостей на почву и в воду.

К недостаткам пневмоприводов можно отнести сравнительно низкий КПД, недостаточную плавность и точность хода исполнительных органов без специальных дополнительных устройств, что связано со способностью газов сжиматься. Некоторая запоздалость срабатывания пневматических приводов даже легла в основу шутки водителей грузовиков, оборудованных пневмотормозами: «КамАЗ сначала задавит курицу на дороге, а после этого говорит ей «Кыш-ш-ш!«.
К отрицательным свойствам пневмоприводов следует отнести, также, появление конденсата в рабочем веществе при использовании в качестве такового атмосферного воздуха. Влага (водяные пары) , присутствующая в воздухе скапливается в пневмоприводе и может вызывать неисправности и сбои в его работе.

Типы пневматического привода

По конструкции и принципу работы элементы пневматического привода подобны (за исключением источников питания) соответствующим элементам гидравлического привода, а часто в обоих применяются одни и те же элементы.

Различают двухпозиционные и многопозиционные пневмоприводы.
Двухпозиционный пневмопривод характерен тем, что шток исполнительного поршня может занимать только два крайних положения. Такие приводы применяются, например, в зажимных и подающих устройствах, пневматических ножницах для резки металла, в пневмоприводных прессовых установках и подобных механизмах, где от рабочего органа требуется только два крайних перемещения.

Многопозиционный (следящий) пневмопривод позволяет исполнительному органу занимать не только крайние положения, но и любое промежуточное положение. Такие приводы применяются в системах управления многих машин, в том числе и автоматизированных. Все элементы пневмопривода делятся на две основные группы (помимо источников питания — компрессоров) : пневматические двигатели (пневмодвигатели) и управляющие устройства.

Пневматические двигатели

Пневматические двигатели – это устройства, предназначенные для преобразования энергии сжатого воздуха в механическую работу. Пневмодвигатели могут быть вращательного действия (пневмомоторы) , прямолинейного (пневмоцилиндры и мембранные аппараты) и поворотного движения.

Пневмомоторы подразделяют на пластинчатые и шестеренчатые. Наиболее широкое применение в машиностроении получили пластинчатые пневмомоторы.
Пневмомоторами оснащают ручные дрели и ручные высокооборотные шлифовальные машины.
Основными достоинствами инструментов с пластинчатыми пневмомоторами являются безопасность их эксплуатации, простота конструкции, сравнительно низкая стоимость.
Частоту вращения ротора превмомотора регулируют изменением расхода сжатого воздуха с помощью дроссельных устройств, подключаемых в питающую магистраль.
Крутящий момент регулируют изменением давления при помощи регуляторов (понижающих или повышающих редукторов) .

Пневмоцилиндры обычно используют для получения линейных или небольшой величины угловых перемещений. Если требуется получать возвратно-поворотные движения приводимых узлов на угол, меньший 360˚, то иногда применяют моментные (лопастные или поршневые) пневмоцилиндры.

Мембранные аппараты широко используют, когда требуется небольшой ход исполнительных механизмов при малом давлении (обычно не более 1 МПа) . Они выполняют роль как исполнительного механизма, так и чувствительных элементов.
Мембранные аппараты выгодно отличает простота устройства и хорошая герметизация объемов рабочих камер.

Пневматические управляющие устройства

Пневматические управляющие устройства предназначены для распределения потоков воздуха и управления пневматическими двигателями. В качестве управляющих пневматических устройств широко применяют распределительные клапаны, струйные трубки, сопла-заслонки и золотники.

Распределительные клапаны применяют для распределения воздуха. По принципу действия они подразделяются на клапаны однопозиционные и двухпозиционные; по способу включения – с ручным, электромагнитным и электропневматическим включением; в зависимости от воздействия включающих устройств – прямого и непрямого действия.
Однопозиционные клапаны применяют для пневмоцилиндров одностороннего действия, а двухпозиционные – для пневмоцилиндров двустороннего действия.

Струйные трубки обычно применяют в пневматических приводах небольшой мощности и сравнительно невысокого быстродействия.

Сопла-заслонки применяют в пневматических приводах, работающих при высоких температурах рабочего тела (обычно генераторного газа) . Это обусловливается пониженной чувствительностью сопл-заслонок к содержанию твердых частиц в газах.

Золотники – наилучшие управляющие устройства пневматических приводов, в которых в качестве рабочего тела используется чистый воздух. Подобно гидравлическим, пневматические золотники могут быть цилиндрическими и плоскими, одно-, двух- и четырехщелевыми, с ручным, пневматическим, электрическим или электропневматическим управлением.

Пневмогидравлические приводы

«Мягкотелость» пневматических приводов, особенно проявляющаяся в результате действия переменных нагрузок, накладывает некоторые ограничения на применяемость «чистой» пневматики в качестве привода рабочих органов машин и механизмов.
Чтобы избежать этого недостатка, присущего пневмоприводам, используют комбинацию объемных приводов — пневматического и гидравлического. Такой «гибридный» привод может быть выполнен по двум схемам — управляющим звеном является пневматика, а исполнительным — гидравлика, либо (что бывает чаще) наоборот — гидравлика управляет пневматическим приводом.

Пневмогидравлические приводы являются весьма эффективным средством подвода большой мощности к исполнительному органу, поскольку при этом используется дешевая и доступная энергия сжатого воздуха, позволяющая при относительно невысоких давлениях в системе получать на выходе значительную механическую энергию.
Кроме того, использование пневматики, как усилителя для гидравлического привода, позволяет устранить такой недостаток пневматического привода, как его «податливость», обусловленную большой сжимаемостью газов по сравнению с жидкостями.
Если же управление пневматикой в следящих пневмоприводах «поручается» гидравлике, то исключается инерционность подачи команд приводу, имеющую место в пневматических управляющих устройствах, опять же, из-за сжимаемости газов.

Пневмогидравлические приводы по сравнению с гидравлическими имеют ряд существенных преимуществ:

• простота и компактность по сравнению с аналогичными гидравлическими приводами;
• отсутствие вращающихся узлов и деталей в приводе, что увеличивает его ресурс;
• управление гидросистемой производится в пневмосистеме усиления давления, что позволяет сократить использование дорогостоящих гидрораспределителей и регулирующей аппаратуры;
• высокое давление масла в системе может поддерживаться без работы гидронасоса, за счет накопленной в ресиверах энергии сжатого воздуха, который расходуется только при перемещениях рабочих органов (например, поршней гидроцилиндров) .

Пневмогидравлические приводы находят применение в металлообрабатывающих производствах (различные приводы механизмов станков, подающие устройства и т. п.) , в различных системах автомобильной, дорожной и сельскохозяйственной техники (пневмогидроусилители сцепления — ПГУ, рулевого управления, вакуумные и пневматические усилители гидравлических тормозных приводов и т. п.) , а также во многих других областях машиностроения и промышленного производства.

Источник