Пневматични задвижвания (Част 1)

18.05.2023   |   Начало»Технологии

Редактор
Екатерина Амова

Редактор
Екатерина Амова

Пневматичните задвижвания се използват успешно за решаване на широко разнообразие от технически задачи, свързани с привеждане в движение на отделни работни звена на различни машини. През последните десетилетия пневматичните системи се утвърдиха като основно средство за задвижване в автоматизацията на дискретното производство. Благодарение на използването им, стана възможно автоматизирането на редица трудоемки и еднообразни механични операции в редица области на промишлеността.

Пневматичните задвижвания се прилагат все по-широко и в областта на транспорта за привеждане в движение на различни затягащи механизми, спирачни системи, системи за дистанционно управление и др. Машиностроенето, леярското и ковашкото производства са само част от останалите сфери, в която пневматичните задвижвания намират приложение.

Пневматичните задвижвания се разглеждат като съвкупност от устройства, в които влизат един или няколко пневмодвигателя. Елементи на пневмозадвижванията са още управляващи устройства, пневмоподготвящи групи, ресивери, пневмопроводи, компресори, двигатели, контролно-измервателни уреди и др. Според принципа си на действие пневматичните задвижвания се определят като обемни и динамични. Понастоящем обемните пневматични задвижвания се използват много по-широко от динамичните.

Специфики на пневмозадвижванията

Спецификите на пневмозадвижванията се дължат на характеристиките на използвания в качеството на работно тяло газ, който най-често е сгъстен въздух.

Сред основните им предимства са:

• висока надеждност и дълъг експлоатационен живот;
• висока екологосъобразност на задвижването;
• лесно акумулиране на енергия, вследствие на голямата свиваемост на въздуха;
• малки загуби на налягане в пневмопроводите при големи скорости на движение на сгъстения въздух в диапазона до 20 m/s и повече;
• възможност за използване на пневмозадвижванията в условия на повишена пожаро- и взривоопасност;
• възможност за захранване на всички пневмодвигатели от централна компресорна станция и др.

Недостатъци на пневмозадвижванията са:

• по-нисък КПД и по-малката компактност в сравнение с хидрозадвижванията, поради по-ниските работни налягания на въздуха;
• необходимост от използването на мазилни системи или устройства;
• неравномерно движение на пневмодвигателите (отстранява се чрез използването на допълнителни средства);
• възникване на проблеми при работа, дължащи се на кондензатната вода, обледеняването, уплътненията и шума при изпускане на въздуха в атмосферата и др.

Пневматични клапани

Пневматичните клапани са три основни вида – предпазни, редукционни и обратни. Първите предпазват системата от прекомерно повишаване на налягането. Редукционните клапани поддържат налягането на изхода си постоянно, независимо от измененията в налягането на входа. Обратните клапани пропускат въздушния поток само в едната посока.

Пневматични дросели

Пневматичните дросели са местни съпротивления, намиращи приложение в пневматичните системи с цел промяна на дебита на потока сгъстен въздух. Определят се като нерегулируеми и регулируеми в зависимост от възможността за промяна на аеродинамичното им съпротивление. 

По аналогия с хидравличните задвижвания, съпротивлението на пневматичните дросели се определя от диаметъра, дължината и формата на проходния отвор в корпуса на устройството. Основното предназначение на дроселите с възможност за изменение на съпротивлението е да регулират скоростта на пневмодвигатели и скоростта на запълване, респективно изпразване на съдове. 

В конструктивно отношение регулируемите дросели се изпълняват като конусни, познати още като иглени, и прорезни. Когато е необходимо да се регулира скоростта на потока в едната посока, а в обратната сгъстеният въздух да се пропуска свободно, регулируемите дросели могат да се комбинират с паралелно свързан обратен клапан.

Пневматичните разпределители

Пневматичните разпределители са командна апаратура, която има функционалното предназначение да съедини пневмодвигателите с мрежата и атмосферата. Като работен орган при пневматичните разпределители се използват плоски шибъри, цилиндрични плунжери, еластични и твърди клапани и мембрани. За разлика от хидравличните разпределители, работата с въздух под налягане налага редица конструктивни специфики, като използване на корозионноустойчиви материали, уплътняване с еластични съединители и др.

От предлаганото многообразие конструкции пневматични разпределители с най-широко приложение в практиката са устройствата с плосък шибър. Сред предимствата им са простата конструкция и големите проходни сечения на каналите. Основен недостатък на разпределителите с плосък шибър са големите сили за управление.

Разпределители от клапанен тип

Те се отличават с проста конструкция. Сравнително по-ограниченото им приложение се дължи на редица съществени недостатъци, сред които голяма сила на управление. При реализацията на управление на двойнодействащи пневматични цилиндри е необходимо използването на два клапанни разпределителя.

Разпределители от мембранен тип

Разпределителите от мембранен тип се характеризират с голямо бързодействие. Основните им недостатъци са малката дълготрайност на мембраната и необходимостта от реализиране на управляващ сигнал, т.е. от използване на допълнителен разпределител. 

Плунжерни разпределители

Сред най-широко използваните конструкции разпределители са плунжерните. За разлика от останалите видове разпределителни управляващи устройства, при които към мрежата и атмосферата могат да се свързват точно определени отвори, за плунжерните това не е задължително. При използването им трябва да се има предвид, че цилиндричните плунжери са разтоварени от силите на налягане, но използваните уплътнения увеличават силите на триене. 

Основен недостатък на плунжерните разпределители е повишеното износване на уплътненията. Също така разработването на конструкции с по-тесни канали ограничава съществено възможността от използване на плунжерни разпределители при големи стойности на дебита.

Ключови думи: Пневматични задвижвания   разпределители   клапани