Pneumatisk drev

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 16. oktober 2018; checks kræver 11 redigeringer .

Pneumatisk drev - et sæt enheder, der er designet til at sætte dele af maskiner og mekanismer i gang ved hjælp af trykluftenergi .

Et pneumatisk drev, ligesom et hydraulisk drev , er en slags "pneumatisk indsats" mellem drivmotoren og lasten (maskine eller mekanisme) og udfører de samme funktioner som en mekanisk transmission ( gearkasse , remtræk , krumtapmekanisme osv.) . Hovedformålet med det pneumatiske drev såvel som mekanisk transmission er transformationen af drivmotorens mekaniske egenskaber i overensstemmelse med kravene til belastningen (transformation af typen af bevægelse af motorens udgangsled, dens parametre , samt regulering, overbelastningssikring osv.). Obligatoriske elementer i det pneumatiske drev er kompressoren(pneumatisk energigenerator) og luftmotor[ angiv ] .

Afhængigt af arten af bevægelsen af den pneumatiske motors udgangsled (akslen på den pneumatiske motor eller stangen på den pneumatiske cylinder), og følgelig arten af bevægelsen af arbejdslegemet, kan den pneumatiske aktuator være roterende eller translationel . Pneumatiske aktuatorer med translationel bevægelse er mest udbredt inden for teknologi.

Princippet om drift af pneumatiske maskiner

Generelt foregår energioverførslen i en pneumatisk aktuator som følger:

Drivmotor[ klargør ] overfører drejningsmoment til kompressorakslen , som giver energi til arbejdsgassen.
Arbejdsgassen kommer efter særlig forberedelse gennem pneumatiske ledninger gennem kontroludstyret ind i pneumatisk motor, hvor pneumatisk energi omdannes til mekanisk energi.
Derefter frigives arbejdsgassen til miljøet, i modsætning til det hydrauliske drev , hvor arbejdsvæsken returnerer gennem de hydrauliske ledninger enten til hydrauliktanken eller direkte til pumpen .

Mange pneumatiske maskiner har deres strukturelle modstykker blandt volumetriske hydrauliske maskiner . Især aksiale stempelluftmotorer og kompressorer , gear- og vingeluftmotorer , pneumatiske cylindre er meget udbredt ...

Typisk diagram af en pneumatisk aktuator

Luft kommer ind i det pneumatiske system gennem luftindtaget .

Filteret renser luften for at forhindre beskadigelse af drivelementerne og reducere deres slid.

Kompressoren komprimerer luften.

Da luften, der komprimeres i kompressoren, ifølge Charles' lov har en høj temperatur, afkøles luften i en varmeveksler (i et køleskab), før luften tilføres forbrugerne (normalt luftmotorer).

For at forhindre isdannelse af pneumatiske motorer på grund af udvidelsen af luft i dem, samt for at reducere korrosion af dele, er en affugter installeret i det pneumatiske system .

Modtageren tjener til at skabe en tilførsel af trykluft samt til at udjævne trykpulseringer i det pneumatiske system. Disse pulsationer skyldes princippet om drift af volumetriske kompressorer (for eksempel frem- og tilbagegående ), som tilfører luft til systemet i portioner.

Den komprimerede luft i oliesprøjten tilføres smøring , hvilket reducerer friktionen mellem de bevægelige dele af det pneumatiske drev og forhindrer dem i at sætte sig fast.

Der skal installeres en trykreduktionsventil i den pneumatiske aktuator , som leverer trykluft til de pneumatiske motorer ved et konstant tryk.

Fordeleren styrer bevægelsen af luftmotorens udgangsled.

I en pneumatisk motor ( pneumomotor eller pneumatisk cylinder ) omdannes energien fra trykluft til mekanisk energi.

Fordele og ulemper ved den pneumatiske aktuator

Fordele

i modsætning til det hydrauliske drev er der ikke behov for at returnere arbejdsvæsken (luften) tilbage til kompressoren;
lavere vægt af arbejdsvæsken sammenlignet med det hydrauliske drev (vigtigt for raketvidenskab);
lavere vægt af aktuatorer sammenlignet med elektriske;
evnen til at forenkle systemet ved at bruge en komprimeret gascylinder som energikilde, sådanne systemer bruges nogle gange i stedet for squibs , der er systemer, hvor trykket i cylinderen når 500 MPa;
enkelhed og effektivitet på grund af arbejdsgassens billighed;
hurtig reaktion og høje rotationshastigheder af pneumatiske motorer (op til flere titusindvis af omdrejninger pr. minut);
brandsikkerhed og neutralitet af arbejdsmiljøet, hvilket gør det muligt at bruge den pneumatiske aktuator i miner og kemiske industrier;
i sammenligning med et hydraulisk drev - evnen til at overføre pneumatisk energi over lange afstande (op til flere kilometer), hvilket gør det muligt at bruge et pneumatisk drev som hoveddrevet i miner og miner ;
i modsætning til et hydraulisk drev er et pneumatisk drev mindre følsomt over for ændringer i omgivelsestemperaturen på grund af en mindre afhængighed af effektiviteten af lækage af arbejdsmediet (arbejdsgas), derfor ændringer i mellemrummene mellem delene af pneumatisk udstyr og viskositeten af arbejdsmediet påvirker ikke i alvorlig grad driftsparametrene for det pneumatiske drev; dette gør det pneumatiske drev velegnet til brug i varme butikker i metallurgiske virksomheder.

Fejl

opvarmning og afkøling af arbejdsgassen under kompression i kompressorer og ekspansion i pneumatiske motorer; denne ulempe skyldes termodynamikkens love og fører til følgende problemer:
- mulighed for frysning af pneumatiske systemer;
- kondensering af vanddamp fra arbejdsgassen og i forbindelse med dette behovet for at tørre det;
høje omkostninger ved pneumatisk energi sammenlignet med elektrisk energi (ca. 3-4 gange), hvilket er vigtigt, for eksempel ved brug af et pneumatisk drev i miner;
endnu lavere effektivitet end det hydrauliske drev;
lav nøjagtighed og jævn kørsel;
muligheden for et eksplosivt brud på rørledninger eller industrielle skader, som følge af hvilke små tryk af arbejdsgassen anvendes i en industriel pneumatisk aktuator (normalt overstiger trykket i pneumatiske systemer ikke 1 MPa, selvom pneumatiske systemer med et arbejdstryk på op til 7 MPa er kendt - for eksempel på atomkraftværker ), og som følge heraf er indsatsen på de arbejdende organer meget mindre i sammenligning med det hydrauliske drev ). Hvor der ikke er et sådant problem (på raketter og fly), eller systemerne er små, kan trykket nå 20 MPa eller endnu højere.
for at kontrollere mængden af rotation af drivstangen er det nødvendigt at bruge dyre enheder - positioneringsanordninger.

Pneumatiske aktuatorer med translationel bevægelse

Ifølge arten af påvirkningen på arbejdslegemet er pneumatiske aktuatorer med translationel bevægelse:

on-off , flytning af arbejdslegemet mellem to yderstillinger;
multiposition , flytning af arbejdskroppen til forskellige positioner.

Ifølge driftsprincippet er pneumatiske aktuatorer med translationsbevægelse:

enkeltvirkende , tilbageføringen af drevet til sin oprindelige position udføres af en mekanisk fjeder;
dobbeltvirkende , flytning af drevets arbejdslegeme udføres af trykluft.

Ved design er pneumatiske aktuatorer med translationel bevægelse opdelt i:

stempel , som er en cylinder , hvor et stempel under påvirkning af trykluft eller en fjeder bevæger sig (to versioner er mulige: i ensidede stempel pneumatiske aktuatorer udføres arbejdsslaget på grund af trykluft og tomgang på grund af fjederen; i dobbeltsidet - både arbejds- og tomgangsslag udføres med trykluft)
membran , som er et forseglet kammer opdelt af en membran i to hulrum; i dette tilfælde er cylinderen forbundet med det stive centrum af membranen, på hele det område, som trykluften virker på (såvel som stempel, de er lavet i to former - en- eller tosidet ).
Bælge bruges sjældnere. Næsten altid enkeltvirkende: returkraften kan skabes både af selve bælgens elasticitet og ved hjælp af en ekstra fjeder.

I særlige tilfælde (når øget hastighed er påkrævet), anvendes en speciel type pneumatisk aktuator - relæ-type vibrationspneumatisk aktuator .

Ansøgning

En anvendelse for pneumatiske aktuatorer er at bruge dem som kraftaktuatorer på pneumatiske trænere .

Pneumatisk bremsedrev .

Pneumatisk værktøj

Pneumatiske motorer bruges til at drive forskellige værktøjer : boremaskiner , skruenøgler , hammere , slibehoveder . Også pneumatisk presse .

Et sådant værktøj sikrer sikkerheden ved arbejde på eksplosive steder (med ophobning af gas, kulstøv) i et miljø med et højt fugtindhold .

Se også

Litteratur

Bashta T.M. Hydraulisk drev og hydropneumoautomatik. - Moskva: Mashinostroenie, 1972. - S. 320.

Skhirtladze A.G., Ivanov V.I., Kareev V.N. Hydrauliske og pneumatiske systemer. - Moskva: ITs MSTU "Stankin", "Janus-K", 2003. - S. 544.
V. Levin. Muskler fra luften // Videnskab og liv: journal. - M . : Pravda, 1989. - Nr. 5 . - S. 41-45 . — ISSN 0028-1263 .