Acționare pneumatică
Versiunea actuală a paginii nu a fost încă revizuită de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de
versiunea revizuită pe 16 octombrie 2018; verificările necesită
11 modificări .
Acționare pneumatică - un set de dispozitive care sunt concepute pentru a pune în mișcare părți ale mașinilor și mecanismelor prin intermediul energiei aerului comprimat .
O acționare pneumatică, ca și o acționare hidraulică , este un fel de „inserție pneumatică” între motorul de antrenare și sarcină (mașină sau mecanism) și îndeplinește aceleași funcții ca și o transmisie mecanică ( cutie de viteze , transmisie prin curea , mecanism cu manivelă etc.) . Scopul principal al acționării pneumatice, precum și al transmisiei mecanice, este transformarea caracteristicilor mecanice ale motorului de antrenare în conformitate cu cerințele sarcinii (transformarea tipului de mișcare a legăturii de ieșire a motorului, parametrii acesteia). , precum și reglarea, protecția la suprasarcină etc.). Elementele obligatorii ale antrenării pneumatice sunt compresorul(generator pneumatic de energie) și motor cu aer[ specificați ] .
În funcție de natura mișcării legăturii de ieșire a motorului pneumatic (arborele motorului pneumatic sau tija cilindrului pneumatic) și, în consecință, de natura mișcării corpului de lucru, actuatorul pneumatic poate fi rotativ sau translațională . Actuatoarele pneumatice cu mișcare de translație sunt cele mai utilizate pe scară largă în tehnologie.
Principiul de funcționare a mașinilor pneumatice
În termeni generali, transferul de energie într-un actuator pneumatic are loc după cum urmează:
- Motorul de antrenare[ clarifica ] transmite cuplul la arborele compresorului , care imprimă energie gazului de lucru.
- Gazul de lucru după o pregătire specială prin conducte pneumatice prin echipamentul de control intră în motorul pneumatic, unde energia pneumatică este transformată în energie mecanică.
- După aceea, gazul de lucru este eliberat în mediu, spre deosebire de acționarea hidraulică , în care fluidul de lucru se întoarce prin conductele hidraulice fie în rezervorul hidraulic, fie direct la pompă .
Multe mașini pneumatice au omologii lor structurali printre mașinile hidraulice volumetrice . În special, motoarele și compresoarele cu aer cu piston axial, motoarele cu aer cu angrenaje și palete , cilindrii pneumatici sunt utilizate pe scară largă ...
Diagrama tipică a unui actuator pneumatic
Aerul intră în sistemul pneumatic prin admisia de aer .
Filtrul curăță aerul pentru a preveni deteriorarea elementelor de antrenare și pentru a reduce uzura acestora.
Compresorul comprimă aerul.
Deoarece, conform legii lui Charles , aerul comprimat în compresor are o temperatură ridicată, înainte ca aer să fie furnizat consumatorilor (de obicei motoare cu aer), aerul este răcit într-un schimbător de căldură (într-un frigider).
Pentru a preveni înghețarea motoarelor pneumatice din cauza expansiunii aerului în ele, precum și pentru a reduce coroziunea pieselor, în sistemul pneumatic este instalat un dezumidificator .
Receptorul servește la crearea unei surse de aer comprimat, precum și la netezirea pulsațiilor de presiune în sistemul pneumatic. Aceste pulsații se datorează principiului de funcționare a compresoarelor volumetrice (de exemplu, cu piston ), care furnizează aer sistemului în porțiuni.
La aerul comprimat din pulverizatorul de ulei se adaugă lubrifiere , ceea ce reduce frecarea dintre părțile mobile ale acționării pneumatice și previne blocarea acestora.
În actuatorul pneumatic trebuie instalată o supapă de reducere a presiunii , care furnizează aer comprimat motoarelor pneumatice la o presiune constantă.
Distribuitorul controlează mișcarea legăturilor de ieșire ale motorului pneumatic.
Într-un motor pneumatic ( pneumomotor sau cilindru pneumatic ), energia aerului comprimat este transformată în energie mecanică.
Avantajele și dezavantajele actuatorului pneumatic
Avantaje
- spre deosebire de acționarea hidraulică , nu este nevoie să returnați fluidul de lucru (aerul) înapoi la compresor;
- greutate mai mică a fluidului de lucru în comparație cu acționarea hidraulică (important pentru știința rachetelor);
- greutate mai mică a actuatoarelor comparativ cu cele electrice;
- capacitatea de a simplifica sistemul prin utilizarea unei butelii de gaz comprimat ca sursă de energie, astfel de sisteme sunt uneori folosite în loc de squibs , există sisteme în care presiunea în butelie ajunge la 500 MPa;
- simplitate și eficiență, datorită ieftinității gazului de lucru;
- răspuns rapid și viteze mari de rotație a motoarelor pneumatice (până la câteva zeci de mii de rotații pe minut);
- siguranța la incendiu și neutralitatea mediului de lucru, ceea ce face posibilă utilizarea actuatorului pneumatic în mine și industriile chimice;
- în comparație cu o acționare hidraulică - capacitatea de a transmite energie pneumatică pe distanțe lungi (până la câțiva kilometri), ceea ce face posibilă utilizarea unei acționări pneumatice ca principală în mine și mine ;
- Spre deosebire de o acționare hidraulică , o acționare pneumatică este mai puțin sensibilă la schimbările de temperatură ambientală datorită unei dependențe mai mici a eficienței de scurgerea mediului de lucru (gazul de lucru), prin urmare, modificări ale golurilor dintre părțile echipamentelor pneumatice și vâscozitatea mediul de lucru nu afectează în mod serios parametrii de funcționare ai acționării pneumatice; aceasta face ca acţionarea pneumatică să fie adecvată pentru utilizarea în magazinele fierbinţi ale întreprinderilor metalurgice.
Defecte
- încălzirea și răcirea gazului de lucru în timpul compresiei în compresoare și expansiunii în motoarele pneumatice; acest dezavantaj se datorează legilor termodinamicii și duce la următoarele probleme:
- posibilitatea de înghețare a sistemelor pneumatice;
- condensarea vaporilor de apă din gazul de lucru și, în legătură cu aceasta, necesitatea uscarii acestuia;
- costul ridicat al energiei pneumatice în comparație cu energia electrică (de aproximativ 3-4 ori), ceea ce este important, de exemplu, atunci când se utilizează o acționare pneumatică în mine;
- eficiență chiar mai mică decât acționarea hidraulică;
- precizie scăzută și funcționare lină;
- posibilitatea unei rupturi explozive a conductelor sau leziuni industriale, din cauza cărora se utilizează presiuni mici ale gazului de lucru într-un actuator pneumatic industrial (de obicei presiunea în sistemele pneumatice nu depășește 1 MPa, deși sistemele pneumatice cu o presiune de lucru de până la până la 7 MPa sunt cunoscute - de exemplu, la centralele nucleare ) și, în consecință, eforturile asupra corpurilor de lucru sunt mult mai mici în comparație cu acționarea hidraulică ). Acolo unde nu există o astfel de problemă (la rachete și avioane) sau sistemele sunt mici, presiunile pot ajunge la 20 MPa sau chiar mai mari.
- pentru a controla cantitatea de rotație a tijei de antrenare, este necesar să se utilizeze dispozitive scumpe - poziționare.
Servomotoare pneumatice cu mișcare de translație
În funcție de natura impactului asupra corpului de lucru, actuatoarele pneumatice cu mișcare de translație sunt:
- on-off , deplasarea corpului de lucru între două poziții extreme;
- multipoziție , deplasând corpul de lucru în diferite poziții.
Conform principiului de funcționare, actuatoarele pneumatice cu mișcare de translație sunt:
- cu acțiune simplă , revenirea motorului în poziția inițială este efectuată de un arc mecanic;
- cu dublă acțiune , deplasarea corpului de lucru al unității se realizează cu aer comprimat.
Prin proiectare, actuatoarele pneumatice cu mișcare de translație sunt împărțite în:
- piston , care este un cilindru , în care, sub influența aerului comprimat sau a unui arc, un piston se mișcă (sunt posibile două versiuni: în actuatoarele pneumatice cu piston unilateral, cursa de lucru este efectuată datorită aerului comprimat și în gol datorită arcului; în două fețe - atât cursele de lucru, cât și cele de ralanti sunt efectuate cu aer comprimat)
- membrană , care este o cameră etanșă împărțită de o membrană în două cavități; în acest caz, cilindrul este conectat la centrul rigid al membranei, pe întreaga zonă a căreia acționează aerul comprimat (precum și cele cu piston, acestea sunt realizate în două forme - cu una sau două fețe). ).
- Burduful este folosit mai rar. Aproape întotdeauna cu acțiune simplă: forța de întoarcere poate fi creată atât de elasticitatea burdufului în sine, cât și folosind un arc suplimentar.
În cazuri speciale (când este necesară o viteză crescută), se utilizează un tip special de actuator pneumatic - actuator pneumatic de vibrație de tip releu .
Aplicație
O aplicație pentru actuatoarele pneumatice este utilizarea acestora ca dispozitive de acționare de putere pe antrenare pneumatice .
Acționare pneumatică a frânei .
Instrument pneumatic
Motoarele pneumatice sunt folosite pentru a antrena diverse unelte : burghie , chei , ciocane pneumatice , capete de slefuit . De asemenea presa pneumatica .
Un astfel de instrument asigură siguranța muncii în locuri explozive (cu acumulare de gaz, praf de cărbune), într-un mediu cu un conținut ridicat de umiditate .
Vezi și
Literatură
- Bashta T.M. Acționare hidraulică și hidropneumoautomatică. - Moscova: Mashinostroenie, 1972. - S. 320.
- Skhirtladze A.G., Ivanov V.I., Kareev V.N. Sisteme hidraulice si pneumatice. - Moscova: MSTU „Stankin”, „Janus-K”, 2003. - S. 544.
- V. Levin. Mușchii din aer // Știință și viață: jurnal. - M . : Pravda, 1989. - Nr. 5 . - S. 41-45 . — ISSN 0028-1263 .
Link -uri