Повышение экономичности пневмоприводов

Как уже отмечалось ранее, сжатый воздух является весьма дорогостоящей ра­бочей средой, которую нужно расходовать весьма рационально. Используемые для получения сжатого воздуха современные компрессорные установки в сочетании со старыми и плохо обслуживаемыми системами трубопроводов не дают ощутимого повышения эффективности производства по причине расходуемого впустую большого количества электроэнергии (до 50%) [15]. Поэтому производственные системы, работающие на сжатом воздухе, представляют собой привлекательный объект возможной экономии. Главная цель заключается в отыскании утечек, гер­метизации их и в минимизации потерь давления в пневмосистемах.

Обычно по пути от компрессора до потребителя можно ожидать следующие потери давления, МПа [15]:

- главный трубопровод - 0,003;

- распределительный трубопровод - 0,003;
- соединительный трубопровод - 0,004;

- осушитель - 0,03;
- фильтр - 0,04;

- блок подготовки воздуха и шланги - 0,6

Нетрудно заметить, что общие потери могут достигать весьма ощутимой ве­личины - 0,14 МПа.

Снижение потерь достигается за счет выполнения следующих рекомендаций.

Система трубопроводов должна быть по возможности короткой с минималь­но допустимым диаметром.

Однако при проектировании линии питания распределителей следует учиты­вать, что потери давления в них будут тем меньше, чем больше диаметр трубы или шланга. Устанавливаемые трубопроводы должны идти непосредственно от источ­ника сжатого воздуха, а не от ответвленного трубопровода.

Следует разделять системы управления, располагая пневматические системы рядом с потребителем воздуха. Желательно использовать цилиндры с минималь­ными «мертвыми объемами», принимая во внимание то, что цилиндры с пневма­тическим демпфированием имеют большие объемы для заполнения.

В таблице 2.4 приведены вредные объемы штоковых и бесштоковых полостей цилиндров с различным диаметром поршней [25]. Вредным объемом цилиндра является часть объема его полостей в конечном положении поршня и часть объема подводящего трубопровода, находящегося внутри цилиндра (внутренние каналы).

Целесообразно использовать цилиндры с соответствующим нагрузке (тре­буемому усилию) диаметром поршня и ходом и не увеличивать эти параметры без необходимости, «про запас», а также запитывать их минимально возможным дав­лением.

Снижение рабочего давления дает следующую экономию энергии, % [15]:

- снижение с 0,6 до 0,5 МПа - 17;

- снижение с 0,6 до 0,4 МПа - 33;

- снижение с 0,6 до 0,3 МПа - 50.

Использовать в системах управления пневматическую логику, в том числе на элементах пневмоники, рационально только в тех случаях, если система упроща­ется, становится более безопасной и не снижает быстродействие основного технологического оборудования.

Там, где это возможно, желательно использовать цилиндры одностороннего действия, вместо цилиндров двустороннего действия, поскольку они потребляют воздух только для рабочего (прямого) хода. При этом необходимо учитывать то, что цилиндры с ходом поршня свыше 100 мм не могут быть одностороннего дей­ствия с механической пружиной возврата. В этих случаях целесообразно исполь­зовать пневматическую пружину, подавая в соответствующую полость небольшое постоянное давление (например, 0,2 МПа) с помощью регулятора давления.

Тройники являются источниками больших потерь давления из-за значитель­ной турбуленции воздуха при прохождении через них. Потери приходится ком­пенсировать повышением рабочего давления, что не является лучшим решением. Использование коллекторов с большими отверстиями (рисунок 2.14) более пред­почтительно.

Рисунок 2.14 — Пневмосистемы с тройниками (а) и с коллектором (б)

Распределители должны располагаться как можно ближе к потребителям воз­духа, поскольку при этом снижается объем полостей соединительных трубопрово­дов, заполняемых сжатым воздухом. Особенно экономичной оказывается комби­нация цилиндр-распределитель (рисунок 2.15).

Рисунок 2.15 —Комбинированное исполнение "цилиндр—распределитель"

1 - 5/2-распределитель типа СРЕ 10 "Festo"; 2 - цилиндр;

Поиск по сайту: