Структура пневмопривода

Лекция №6. Типовой Пневмопривод и его Элементная база

Пневматические или так называемые газовые приводы получили широкое применение в различных отраслях машиностроительных, в том числе машиностроения для мягкой промышленности

Широкое применение пневмоприводов объясняется их определенными преимуществами как в сравнении с электроприводом, так и гидроприводом.

Общими преимуществами пневмоприводов является:

а) простота конструкции

б) сравнительная легкость в эксплуатации и обслуживании

в) относительная дешевизна

г) являются гибкими средствами для автоматизации производственных процессов.

Пневмоприводы по сравнению с электроприводами обладают всеми теми же преимуществами, которые присущи гидроприводу, за исключением металлоемкости на единицу развиваемой мощности, меньшей скоростью срабатывания при наличии длинных трубопроводов. Для пневмоприводов характерны шумы, непостоянство скоростей, рывки и удары, при движении поршня за счет сжимаемости воздуха.

Целым рядом преимуществ обладает пневмопривод по сравнению с гидроприводом:

1) более низкая себестоимость за счет менее точной обработки деталей пневмопривода;

2) отсутствие сливных магистралей (возвратных линий), трубопроводы значительно короче, чем у г/приводов. Воздух может быть удалён практически в любой очке системы;

3) неограниченный запас рабочего тела и его дешевизна;

4) отсутствие загрязнений изделий и производственных помещений.

Недостатки пневмопривода по сравнению с гидроприводом:

1) при равных габаритах с гидроприводом развиваемые усилия меньше, т.е. меньшая развиваемая мощность;

2) непостоянство скорости;

3) шумы;

4) значительно ниже КПД;

5) вследствие сжимаемости воздуха трудность получения сложного закона движения.

Несмотря на эти недостатки, пневмоприводы с успехом применяются в тех случаях, когда наиболее существенное значение приобретают их преимущества.

Тенденции в развитии приводов таковы: в качестве силовых систем применяют чаще всего гидравлические привода и несколько реже пневматические, а для целей управления чаще используют пневмосистемы.

Структура пневмопривода

На рис. 6.1 представлена типовая схема пневмопривода.

Рис. 6.1. (дорисовать)

1. рабочее тело

2. компрессор (поршневые насосы)

3. блок подготовки воздуха

4. исполнительные механизмы

5. управляющая и распределительная аппаратура

6. вспомогательная аппаратура

7. трубопровод

Рабочее тело. Рабочим телом в пневмоприводе является сжатый воздух, поэтому динамический расчет процессов в этом приводе основывается на законах газотермодинамики и служит для передачи энергии.

Диапазон давления и требования к рабочему телу.

В промышленной пневматике принято использовать три диапазона давлений:

а) низкий диапазон - до 0,1МПа

б) нормальный диапазон - до 0,4МПа

в) высокий – от 0,4 до 1МПа

Давление низкого диапазона применяют для питания мембранных элементов и элементов струйной техники

Нормальное давление применяют также в элементах мембранного типа, выполняющих функции управления и поршневых исполнительных механизмов.

Высокое давление применяют для питания поршневых и мембранных исполнительных механизмов

Воздух уже в диапазоне нормального давления подвергается значительному сжатию, что ведет к повышению его влажности. При достижении влажности воздуха 100% выпадает конденсат, что взывает коррозию.

При температуре ниже нуля, то могут возникнуть ледяные пробки. Поэтому воздухозаборник должен располагаться в местах с наименьшей температурой, т.е. чем ниже температура, тем меньше содержится влаги в воздухе и тем выше его плотность.

Если сжатый воздух используется для питания мембранных устройств, то он не должен содержать масляных капель. Масляные капли разрушают резинотканевую диафрагму элементов.

Если источником сжатого воздуха является поршневой компрессор, поршень которого подвергают смазке, то в воздухе будут находиться пары масла и, наоборот, если воздух используется для питания поршневых исполнительных механизмов, то в воздухе необходимо иметь капли масла, обеспечивающих смазку трущихся поверхностей. Для решения перечисленных вопросов используют блоки подготовки воздуха.

Компрессор представляет собой обычно поршневой насос. Принцип действия и обозначение по ЕСКД рассмотрен пи изучении г/привода.

Для пневмосистем и приводов по аналогии с гидроприводом в качестве насосной станции применяются компрессоры.

Обозначение компрессоров и пневмомотора как на рис. 1.12 и 1.13

Рис. 6..2 Рис.6.3

Исполнительные механизмы (поршневые), управляющая и распределительная аппаратура, трубопроводы, вспомогательная аппаратура (за исключением ресивера) по принципу действия, конструктивному исполнению и соответственно обозначению по ЕСКД подобны гидравлическим элементам.

Фильтр-влагоотделитель (дегидратор) предназначен для очистки воздуха от твердых включений и влаги.

Перед насосом у заборника воздуха также ставятся фильтры для очистки от твёрдых включений мокрого типа, что предохраняет компрессор от преждевременного износа.

Упрощенная схема влагоотделителя представлена на рис. 6.4

Рис. 6.4 – Фильтр- влагоотделитель. 1-направляющие лопасти, 2-керамический пористый стакан, 3-отражатель, 4-корпус, 5- слив.

Воздух поступает в фильтр благодаря лопаткам, закручивается по спирали вдоль стенок корпуса. Капли влаги и твёрдых включений отбрасываются центробежными силами к стенкам стакана и осаждаются на дно. Керамический пористый стакан служит для окончательной очистки воздуха от твердых включений

Маслораспылитель – для распыления мельчайших частиц масла в воздухе, поступающих в привод для смазки трущихся деталей.

Упрощенно схему маслораспылителя можно представить следующим образом (рис. 6.5)

Рис. 6.5 –Принципиальная схема маслораспылителя и его обозначение в схемах. 1,2,3,4- сопла

Воздух поступает по стрелке С через сопло 2 устремляется в систему. Параметры и расположение сопел 1, 2, 3, 4 обеспечивает некоторые разрежение (эжекцию) в полости А. За счет этого масло по трубе 6 поднимается вверх и через сопла 1 и 4 снова капает вниз. Капли перед соплом 2 дробятся на мельчайшие частицы струей воздуха и уносится часть их вместе с воздухом в систему, смазывая трущиеся поверхности.

Регулятор (редуктор) давления (рис.6.6) предназначен для регулирования и поддержания постоянного давления в системе.

Рис. 6.6

По стрелке А из магистрали через щель В воздух поступает в систему. Предположим давление в системе повысилось, соответственно повысилось давление и в полости С, которое сжимает пружину, диафрагма поднимается вверх, уменьшая щель В и, следовательно, доступ воздуха в систему.

Давление систему падает.Блок подготовки воздуха после ресивера (аккумулятора) для элементов привода представляет собой цепочку из рассмотренных элементов. В частности для питания мембранной техники используется комплект элементов, представленных на рис.6.7, а для питания поршневой техники на рис.6.8

Рис.6.7

Рис.6.8

В системе пневмоавтоматики там, где нет силовых цилиндров и применяются элементы мембранного типа нет необходимости в маслораспылителях, а в системе подготовки воздуха осуществляется более тонкая очистка.

Схеме подготовки воздуха для снабжения систем пневмоавтоматики используется набор элементов, представленных на рис. 6.9

Рис. 6.9

Сжатие воздуха осуществляется поршневым компрессором 2. Обычно устанавливается 2 компрессора, один, из которых является запасным. На входе в компрессор воздух очищается от пыли фильтром 1. Наилучшими фильтрами для этой целее считают мокрые - масляные и водяные. Воздухозаборные лучше располагать в местах с наименьшей температурой, то есть чем ниже температура, тем меньше … влаги воздухе и тем выше его плотность.

Из компрессора воздух попадает в ресивер 7, предназначенный для аннулирования запасов сжатого воздуха и сглаживания пульсаций. При наличии ресивера отпадает необходимость в беспрерывности работы компрессора.

Поиск по сайту: