Пневматический привод

Пневматический привод

Структурно пневматический привод сходен с гидроприводом и отличается от него тем, что в пневмоприводе механическая энер­гия силовой установки преобразуется в энергию движения рабо­чего газа (обычно атмосферного воздуха, сжатого до 0,5... 0,8 МПа) и обратно — в движение исполнительных механизмов машины. Пневматические передачи используют в приводах пневматических молотов, ручных пневматических машин, вибраторов и других ма­шин, а также в системах управления машинами для плавного вклю­чения механизмов в работу и их торможения. Пневматические передачи надежны и просты в обслуживании, мало чувствитель­ны к динамическим нагрузкам и способны переносить длитель­ные перегрузки вплоть до полного стопорения. Они удобны в управлении, обеспечивают простоту преобразования вращатель­ного движения в поступательное, могут состоять из независимо расположенных сборочных единиц. К недостаткам передач от­носятся: обусловленная высокой сжимаемостью воздуха трудность точного регулирования, низкий КПД, высокая шумность в работе.

Основные части пневматической передачи - компрессор, воздухосборник (ресивер), пневматические двигатели, соединительные воздухопроводы, регуляторы давле­ния и предохранительные клапаны, воздушные фильтры и масловлагоотделители.

Компрессоры - для вы­работки сжатого воздуха. Они приводят­ся ЭД или ДВС, вмес­те с которыми, а также с системой воз­духоподготовки образуют переносные или передвижные компрессорные уста­новки (компрессорные станции). Легкие переносные станции небольшой произ­водительности монтируют обычно на раме с колесами для перевозки вруч­ную в пределах строительной площад­ки. Станции на двухосной пневмоколесной тележке перевозят автомобилем или трактором. Самоходные станции монти­руют обычно на шасси грузовых авто­мобилей.

По принципу действия компрессо­ры подразделяют на поршневые, ро­тационные, турбинные, диафрагменные и винтовые. Принцип действия компрессоров всех типов заключается во всасывании воздуха из атмосферы в рабочую камеру, его сжатия и нагнетания в воздухосборник дви­жением вытеснителей (поршней, пластин, зубьев шестерен, ди­афрагм, винтов). Наибольшее распространение в строительстве по­лучили поршневые компрессоры.

Поршневой компрессор (рис) представляет собой цилиндр 2, в котором перемещается поршень 1. Возвратно-поступательное движение поршня обеспечивается приводимым от двигателя ко­ленчатым валом 6 и шатуном 5. При движении поршня вниз от «мертвой» точки в цилиндре создается разрежение, вследствие чего автоматически открывается клапан 3, и в рабочую камеру из ат­мосферы всасывается воздух. При движении поршня вверх клапан 3 закрывается, и воздух в цилиндре сжимается. Когда давление воз­духа в рабочей камере достигнет определенного значения (обыч­но 0,8 МПа), откроется клапан 4 и воздух вытолкнется из цилин­дра в воздухосборник. За один оборот коленчатого вала происхо­дит полный цикл работы компрессора — всасывание воздуха, его сжатие и нагнетание.

Поршневые компрессоры бывают одно- и многоцилиндровыми с одно- и многоступенчатым сжатием. В последнем случае воздух, сжатый в одном цилиндре, поступает в другой цилиндр для боль­шего сжатия, чем обеспечивается более высокий КПД (на 10...15 % > КПД компрессора с одноступенчатым сжатием). Ком­прессоры производительностью до 1 м³ изготовляют обычно одноступенчатыми, а большей производительности — двухступен­чатыми.

Воздухосборники (ресиверы) - для накопления сжатого рабочего воздуха, уменьшения пульсации давления в на­гнетательной пневмолинии потребителя, а также для охлаждения и очистки рабочего воздуха от воды и масла.

Система воздухоподготовки(рис) включает фильтр 1 для очистки атмосферного воздуха от механических примесей, масля­ный охладитель 14 имасловлагоотделитель 11. Фильтр 1 устанав­ливают на всасывающем воздуховоде 2 компрессора 15, а масля­ный охладитель — на выходе из компрессора, где в нагретый сжа­тый воздух насосом 4 по трубопроводам 3 впрыскивается охлаж­денное масло. Охлажденная масловоздушная смесь ч/з обрат­ный клапан 13 поступает по нагнетательному трубопроводу 12 в воздухосборник 5, где воздух очищается от влаги и масла фильт­ром 11, откуда очищенный воздух через регулирующий минималь­ное давление клапан 6 поступает в раздаточную колонку 9 с вен­тилями 8 для подсоединения потребителей и клапаном 7 для страв­ливания воздуха. Кроме того, на воздухосборнике установлен пре­дохранительный клапан 10 для аварийного сброса масловоздушной смеси.

Пневматические двигатели - для преобразования энергии сжатого воздуха в возвратно-поступательное или вращательное движение выходного звена. Они подразделяются на пневмо- моторы и пневмоцилиндры. Конструктивно они подобны гидромо­торам и гидроцилиндрам. Для изменения направления движения рабочего воздуха к пневмодвигателям, изменения или поддержания на постоянном за­данном уровне расхода и давления в пневматической передаче, служат пневмоаппараты (пневмораспределители, предохранитель­ные, редукционные, обратные клапаны, пневмодроссели), по принципу действия сходные с аналогичными гидроаппаратами. Отработавший рабочий воздух из пневмодвигателей выбрасы­вается непосредственно в атмосферу.

Контрольные вопросы

1. Каков состав гидравлическою привода? Для чего и его составе пред­назначена механическая передача? Что такое гидропередача? Перечис­лите ее составные элементы. Каково их назначение? Каков порядок пре­образования энергии в гидропередачах?

2. Перечислите типы насосов, применяемых в гидроприводах строи­тельных машин. Как они устроены и как работают? Что означает обрати­мость насоса? Перечислите основные параметры насосов и гидромото­ров, дайте им определение.

3. Как устроен и как работает гидроцилиндр? Какие типы гидроци­линдров применяют в гидроприводах строительных машин? Как опреде­ляют усилие на штоке гидроцилиндра?

4. Какие типы и виды гидравлических аппаратов применяют в гидро­приводах строительных машин? Охарактеризуйте их назначение, устрой­ство и принцип работы.

5. Для чего служат кондиционеры рабочей жидкости, какие устрой­ства они включают? Охарактеризуйте их назначение, особенности уст­ройства и принцип работы.

6. Для чего предназначены гидролинии? Как их классифицируют по функциональному признаку? Для чего предназначены жесткие и гибкие участки гидролиний?

7. Изложите требования, предъявляемые к рабочим жидкостям гид­ропередач. Какие виды присадок применяют в рабочих жидкостях?

8. Изложите принцип действия гидромуфты и гидротрансформатора. Для чего используют эти устройства в приводах строительных машин? Что такое коэффициент трансформации?

9. В каких строительных машинах используют пневмопривод? Пере числите его преимущества и недостатки. Из каких составных частей со­стоит пневматическая передача?

10. Перечислите классификацию компрессорных станций по способу их передвижения. Перечислите типы компрессоров. Из­ложите принцип работы поршневого компрессора одноступенчатого сжа­тия. Что такое компрессор многоступенчатого сжатия?

11. Для чего предназначены воздухосборники?

12. Какие аппараты включает система воздухоподготовки? Как они взаимосвязаны? Изложите принцип работы системы.

13. Какие виды пневмодвигателей применяют в пневмопередачах?

14. Какие виды распределительных и регулирующих аппаратов при­меняют в пневмопередачах?