Пневматический привод

Он состоит из пневматического двигателя и системы управления. Сжатый в компрессоре воздух хранит накопленную потенциальную энергию до тех пор, пока он не подается в пневмодвигатель и не начинает в нем расширяться. При его расширении потенциальная энергия переходит в кинетическую энергию выходного звена этого двигателя, например, поршня со штоком пневматического цилиндра, который соединен силовой передачей с рабочим органом машины и приводит его в движение.

Широкое распространение пневмопривода объясняется целым рядом его достоинств: простотой конструкции, доступностью рабочего тела (воздуха из окружающей среды), простотой эксплуатации и ремонта, сравнительно низкой стоимостью, высокой надежностью работы при высоких и низких температурах, полной пожаро- и взрывобезопасностью при высокой влажности и запыленности окружающей среды.

Срок службы пневмопривода достигает 10-20 тыс. часов (до 10-50 млн. циклов работы). Он может обеспечивать очень высокие скорости выходного звена — до нескольких метров в секунду, а при вращательном — до 300 тыс. оборотов в минуту. Рабочие скорости пневмопривода значительно выше скоростей гидропривода. По транспортабельности сжатый воздух уступает только электроэнергии. Сжатым воздухом можно одновременно снабжать большое число пневмоприводов машин от одного источника, например, компрессорной станции завода. Пневмоприводы в отличие от электрических не требуют защитных устройств от перегрузки. Пневмодвигатели можно затормаживать до полной остановки на неограниченное время, не боясь перегрузки. Скорость движения и развиваемое рабочее усилие регулируются плавно и легко. Рабочее усилие после регулировки поддерживается у них на постоянном уровне с высокой точностью. Во многих случаях пневмоприводы удается соединять с рабочими органами непосредственно, без сложных механических передач. Это существенно упрощает конструкцию машин.

К недостаткам пневмопривода относятся невозможность обеспечить плавное перемещение рабочих органов машин при колебаниях нагрузки, сложность обеспечения точной остановки выходного звена, например штока пневмоцилиндра, в любом промежуточном положении. Это объясняется сжимаемостью воздуха — рабочего тела пневмопривода. Скорость передачи пневматических командных сигналов по трубопроводам ограничена скоростью распространения звука в воздушной среде. Поэтому для увеличения быстродействия применяют комбинированные электропневматические системы управления, в которых командные сигналы передаются по электрическим линиям связи.

Сжимаемость воздуха (или объемная упругость), то есть изменение объема под действием внешних сил, в других случаях является не недостатком, а решающим преимуществом. Именно это свойство используется в пневматических шинах и подвесках автомобилей, в приводах автоматических дверей электропоездов и метро, в надувных лодках и футбольных мячах для смягчения ударов.

Сжимаемость воздуха и несжимаемость минерального масла прежде всего и определяют и разграничивают области применения пневматических и гидравлических приводов.

Высокую плавность и равномерность хода, точность остановки выходного звена, большие рабочие усилия может обеспечить гидравлический привод, в котором рабочим телом служит несжимаемая жидкость — минеральное масло, или комбинированный привод — пневмогидравлический. Только в этих случаях рационально его применение. Однако гидропривод имеет целый ряд недостатков: трудность снабжения рабочим телом — минеральным маслом, опасность его утечки через уплотнения и т.д. Поэтому в большинстве случаев рационально применять более простой в эксплуатации пневмопривод, рабочим телом для которого служит воздух из атмосферы, сжатый в компрессоре.

В состав системы пневмопривода могут входить самые различные пневмодвигатели: пневмоцилиндры, мембранные (или диафрагменные) исполнительные механизмы, поворотные пневмодвигатели, многооборотные пневмомоторы. Кроме того, в системы входят устройства управления их движением (пневмораспределители, дроссели с обратными клапанами, редукционные клапаны), кондиционеры (фильтры-влагоотделители, маслораспылители, обеспечивающие смазку подвижных частей пневмоаппаратуры, глушители шума); запорные органы (вентили); пневмолинии (трубопроводы и соединения).

Автор: В.И. Левин