Pneumatický pohon

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 16. října 2018; kontroly vyžadují 11 úprav .

Pneumatický pohon - soubor zařízení, která jsou určena k uvádění částí strojů a mechanismů do pohybu pomocí energie stlačeného vzduchu .

Pneumatický pohon je stejně jako hydraulický pohon jakousi „pneumatickou vložkou“ mezi hnací motor a zátěž (stroj nebo mechanismus) a plní stejné funkce jako mechanický převod ( převodovka , řemenový pohon , klikový mechanismus atd.) . Hlavním účelem pneumatického pohonu, stejně jako mechanického převodu, je transformace mechanických charakteristik hnacího motoru v souladu s požadavky zatížení (transformace typu pohybu výstupního článku motoru, jeho parametrů , dále regulace, ochrana proti přetížení atd.). Povinnými prvky pneumatického pohonu jsou kompresor(pneumatický generátor energie) a vzduchový motor[ specifikovat ] .

V závislosti na povaze pohybu výstupního článku pneumatického motoru (hřídel pneumatického motoru nebo tyč pneumatického válce) a podle toho na povaze pohybu pracovního tělesa může být pneumatický pohon rotační . nebo translační . Pneumatické pohony s translačním pohybem jsou v technice nejrozšířenější.

Princip činnosti pneumatických strojů

Obecně řečeno, přenos energie v pneumatickém pohonu probíhá následovně:

1. Řídící motor[ objasnit ] přenáší točivý moment na hřídel kompresoru , který dodává energii pracovnímu plynu.
2. Pracovní plyn po speciální přípravě pneumatickým vedením přes řídicí zařízení vstupuje do pneumatického motoru, kde se pneumatická energie přeměňuje na energii mechanickou.
3. Poté je pracovní plyn vypuštěn do okolí, na rozdíl od hydraulického pohonu , u kterého se pracovní kapalina vrací hydraulickým potrubím buď do nádrže hydrauliky nebo přímo do čerpadla .

Mnoho pneumatických strojů má své konstrukční protějšky mezi objemovými hydraulickými stroji . Zejména jsou široce používány axiální pístové vzduchové motory a kompresory , převodové a lamelové vzduchové motory, pneumatické válce ...

Typické schéma pneumatického pohonu

Vzduch vstupuje do pneumatického systému přes přívod vzduchu .

Filtr čistí vzduch, aby se zabránilo poškození hnacích prvků a snížilo se jejich opotřebení.

Kompresor stlačuje vzduch.

Vzhledem k tomu, že podle Karlova zákona má vzduch stlačený v kompresoru vysokou teplotu, než se vzduch přivede ke spotřebičům (obvykle vzduchovým motorům), vzduch se ochladí ve výměníku tepla (v lednici).

Aby se zabránilo zamrzání pneumatických motorů v důsledku expanze vzduchu v nich a také ke snížení koroze součástí, je v pneumatickém systému instalován odvlhčovač .

Přijímač slouží k vytvoření přívodu stlačeného vzduchu a také k vyhlazení tlakových pulzací v pneumatickém systému. Tyto pulzace jsou způsobeny principem činnosti objemových kompresorů (například pístových ), které dodávají vzduch do systému po částech.

Do stlačeného vzduchu v rozprašovači oleje se přidává mazání , které snižuje tření mezi pohyblivými částmi pneumatického pohonu a zabraňuje jejich vzpříčení.

V pneumatickém pohonu musí být instalován redukční ventil , který dodává stlačený vzduch do pneumatických motorů při konstantním tlaku.

Rozvaděč řídí pohyb výstupních článků vzduchového motoru.

V pneumatickém motoru ( pneumomotor nebo pneumatický válec ) se energie stlačeného vzduchu přeměňuje na mechanickou energii.

Výhody a nevýhody pneumatického pohonu

Výhody

• na rozdíl od hydraulického pohonu  odpadá nutnost vracet pracovní kapalinu (vzduch) zpět do kompresoru;
• nižší hmotnost pracovní kapaliny ve srovnání s hydraulickým pohonem (důležité pro raketovou vědu);
• nižší hmotnost servomotorů oproti elektrickým;
• schopnost zjednodušit systém použitím tlakové láhve jako zdroje energie, takové systémy se někdy používají místo squibů , existují systémy, kde tlak v láhvi dosahuje 500 MPa;
• jednoduchost a účinnost díky nízké ceně pracovního plynu;
• rychlá odezva a vysoké rychlosti otáčení pneumatických motorů (až několik desítek tisíc otáček za minutu);
• požární bezpečnost a neutralita pracovního prostředí, která umožňuje použití pneumatického pohonu v dolech a chemickém průmyslu;
• ve srovnání s hydraulickým pohonem - schopnost přenášet pneumatickou energii na velké vzdálenosti (až několik kilometrů), což umožňuje použití pneumatického pohonu jako hlavního v dolech a dolech ;
• na rozdíl od hydraulického pohonu je pneumatický pohon méně citlivý na změny okolní teploty z důvodu menší závislosti účinnosti na úniku pracovního média (pracovního plynu), proto dochází ke změnám mezer mezi částmi pneumatického zařízení a viskozitě pracovní médium vážně neovlivňuje provozní parametry pneumatického pohonu; díky tomu je pneumatický pohon vhodný pro použití v teplárnách hutních podniků.

Nedostatky

• ohřev a chlazení pracovního plynu při kompresi v kompresorech a expanzi v pneumatických motorech; tato nevýhoda je způsobena zákony termodynamiky a vede k následujícím problémům:
  • možnost zamrznutí pneumatických systémů;
  • kondenzace vodní páry z pracovního plynu a v souvislosti s tím nutnost jeho sušení;
• vysoká cena pneumatické energie ve srovnání s elektrickou energií (asi 3-4krát), což je důležité například při použití pneumatického pohonu v dolech;
• ještě nižší účinnost než u hydraulického pohonu;
• nízká přesnost a hladký chod;
• možnost explozivního prasknutí potrubí nebo průmyslového úrazu, kvůli kterému se v průmyslovém pneumatickém pohonu používají malé tlaky pracovního plynu (obvykle tlak v pneumatických systémech nepřesahuje 1 MPa, i když pneumatické systémy s pracovním tlakem až do 7 MPa jsou známy  - např. u jaderných elektráren ) a v důsledku toho jsou nároky na pracovní orgány mnohem menší ve srovnání s hydraulickým pohonem ). Tam, kde takový problém není (na raketách a letadlech) nebo jsou systémy malé, mohou tlaky dosahovat 20 MPa nebo i více.
• pro řízení velikosti otáčení hnací tyče je nutné použít drahá zařízení - polohovadla.

Pneumatické pohony s posuvným pohybem

Podle povahy nárazu na pracovní těleso jsou pneumatické pohony s translačním pohybem:

1. on-off , pohyb pracovního těla mezi dvěma krajními polohami;
2. multipozice , pohyb pracovního těla do různých poloh.

Podle principu činnosti jsou pneumatické pohony s translačním pohybem:

• jednočinný , návrat pohonu do původní polohy se provádí mechanickou pružinou;
• dvojčinné , pohyb pracovního tělesa pohonu se provádí stlačeným vzduchem.

Podle konstrukce se pneumatické pohony s translačním pohybem dělí na:

• píst , což je válec , ve kterém se pod vlivem stlačeného vzduchu nebo pružiny pohybuje píst (jsou možné dvě verze: u jednostranných pístových pneumatických pohonů se pracovní zdvih provádí stlačeným vzduchem a volnoběh díky pružině; při oboustranném - pracovní i volnoběžné zdvihy jsou prováděny stlačeným vzduchem)
• membrána , což je utěsněná komora rozdělená membránou na dvě dutiny; válec je v tomto případě spojen s tuhým středem membrány, na kterou působí stlačený vzduch (stejně jako pístové, jsou vyráběny ve dvou formách - jednostranné nebo oboustranné ).
• Méně často se používají měchy . Téměř vždy jednočinné: vratná síla může být vytvořena jak samotnou elasticitou měchu, tak pomocí přídavné pružiny.

Ve speciálních případech (při požadavku na zvýšení rychlosti) se používá speciální typ pneumatického pohonu - reléový vibrační pneumatický pohon .

Aplikace

• Pneumatický pohon ventilů
• Pneumatická pošta
• vzduchové svaly
• Vzduchovky
• Pneumatický počítač

Jednou z aplikací pneumatických pohonů je jejich použití jako silových pohonů na pneumatických trenažérech .

Pohon pneumatické brzdy .

Pneumatický nástroj

Pneumatické motory se používají k pohonu různých nástrojů : vrtačky , klíče , sbíječky , brusné hlavy. Také pneumatický lis .

Takový nástroj zajišťuje bezpečnost práce na výbušných místech (s hromaděním plynu, uhelného prachu), v prostředí s vysokým obsahem vlhkosti .

Viz také

• Pneumatický akumulátor
• Přijímač (nádoba)

• vakuový pohon
• Hydraulický pohon
• Elektrický pohon

Literatura

• Bashta T.M. Hydraulický pohon a hydropneumoautomatika. - Moskva: Mashinostroenie, 1972. - S. 320.

• Skhirtladze A.G., Ivanov V.I., Kareev V.N. Hydraulické a pneumatické systémy. - Moskva: ITs MSTU "Stankin", "Janus-K", 2003. - S. 544.
• V. Levin. Svaly ze vzduchu // Věda a život: časopis. - M . : Pravda, 1989. - č. 5 . - S. 41-45 . — ISSN 0028-1263 .

Odkazy

• Pneumatický pohon Archivováno 5. prosince 2014 na Wayback Machine