Пневматические приводы — разновидность пневматических устройств, использующих энергию сжатого газа (воздуха) для совершения механической работы. Принцип действия пневмоприводов основан на преобразовании потенциальной энергии сжатого газа в кинетическую энергию движущихся частей конструкции.
По сравнению с электрическими и гидравлическими приводами, пневматические обладают рядом преимуществ:
- Простота и надежность конструкции, минимум движущихся деталей
- Взрывобезопасность и пожаробезопасность
- Возможность работы в условиях сильных загрязнений
- Легкость автоматизации и управления
- Относительно низкая стоимость
К недостаткам можно отнести:
- Большой расход энергии и потери давления
- Зависимость характеристик от колебаний температуры и давления
- Необходимость в дополнительном оборудовании для подготовки сжатого воздуха
Устройство и принцип работы
Структурно пневматический привод состоит из следующих частей:
1. Источник сжатого воздуха (компрессор)
2. Подготовка воздуха (осушители, фильтры, ресивер)
3. Распределительная и регулирующая аппаратура
4. Исполнительное устройство (пневмоцилиндр, пневмодвигатель)
5. Система управления, КИП и автоматики
Далее опишем работу данных элементов и принцип действия пневматического привода:
1. Компрессор вырабатывает сжатый воздух заданных параметров.
2. Воздух подвергается обязательной подготовке: фильтрации от пыли и масла, осушке от влаги, регулировке давления.
3. При помощи распределителей и запорных устройств поток воздуха направляется в необходимое исполнительное устройство.
4. Давление воздуха воздействует на движущиеся части пневмоцилиндра или пневмодвигателя, совершая полезную механическую работу: вращение вала, перемещение звена механизма и т.д.
5. Вся работа системы регулируется электронными блоками управления по заданной программе.
Таким образом преобразуется энергия сжатого воздуха в необходимый вид механического движения. В некоторых пневмоприводах используется рекуперация (возврат) энергии отработанного воздуха.
Пневмоаппаратура и ее классификация
Пневмоаппаратура объединяет все устройства, служащие для управления потоком сжатого воздуха в системе. Различают пневмоаппаратуру следующих типов:
- Для хранения энергии: ресиверы;
- Для подготовки воздуха: фильтры, регуляторы давления, смазыватели;
- Для распределения воздуха: клапаны и распределители;
- Для регулирования скорости и усилия: дроссели и регуляторы расхода.
Имеется набор стандартных пневмокомпонентов с резьбовыми или фланцевыми соединениями. Из них монтируются пневмосистемы для конкретных объектов автоматизации.
Области применения пневмоприводов
Пневматические приводы находят применение в самых разных отраслях промышленности:
- Станкостроение, машиностроение, автоматизация производств. Управление роботами, манипуляторами, конвейерами, обрабатывающими центрами.
- Пищевая промышленность и фармацевтика. Санитарно-гигиеническое исполнение с высокими требованиями к чистоте.
- Транспортные системы: управление дверьми вагонов, станций метро, выдвижение шасси у самолетов и поездов.
- Космонавтика и авиация. Системы управления рулевыми поверхностями и механизмами.
Также пневматические приводы широко задействованы в производстве тормозных систем для различных видов техники и механизмов. Большие перспективы имеет применение в мобильной робототехнике и в создании антропоморфных роботов-андроидов.
В целом пневмоприводы занимают важное место в автоматике и управлении различного рода механизмами и технологическими процессами. Это надежная, безопасная и эффективная альтернатива другим видам приводов для решения широкого круга инженерных задач.
