Общие сведения о применении пневматической энергии в технике

Использование энергии сжатого газа получило широкое применение во многих отраслях промышленности, особенно в машиностроении, в легкой, пищевой, деревообрабатывающей, горной промышленности и др. В качестве энергоносителя в большинстве случаев служит наиболее доступный и дешевый газ- воздух. Системы, в которых в качестве рабочего тела служит воздух, получили название пневматические (в переводе с греческого pneumatikos – воздушный).

В использовании пневматической энергии можно выделить три основных направления. К первому направлению относятся технологические процессы, где воздух используется непосредственно для выполнения некоторых операций, например, для пескоструйной очистки, транспортирования сыпучих материалов, распыления красок, дутья в доменные печи и т.д. Второе направление- это использование сжатого воздуха в пневматических системах управления (ПСУ) для автоматического управления технологическими процессами (система пневмоавтоматики). Это направление нашло широкое применение в отечественной промышленности с 60-х годов благодаря созданию универсальной системы элементов промышленной пневмоавтоматики (УСЭППА). Широкая номенклатура устройств УСЭППА  (пневматические датчики, переключатели, преобразователи, реле, логические элементы, усилители, струйные элементы, командоаппараты и т.д.) позволяет реализовать на ее базе релейные, аналоговые и аналогово-релейные схемы, которые по своим возможностям близки к современным электротехническим системам управления. Они широко используются для циклового программного управления при автоматизации металлообрабатывающих станков, промышленных роботов и других машин, используемых преимущественно в крупносерийном производстве. Изучение средств пневмоавтоматики и вопросов проектирования автоматических систем на их основе предусмотрено специальными дисциплинами и курсами для студентов соответствующих специальностей.

Третьим направлением использования пневмоэнергии, наиболее значительным по мощности и по расходу сжатого воздуха, является силовой пневматический привод. Пневмоприводом принято называть комплекс устройств, предназначенных для приведения в движение машин и механизмов посредством пневматической энергии. В состав пневматического привода входят устройства для приготовления сжатого воздуха, трубопроводы, направляющая и регулирующая аппаратура, пневмодвигатели и др., назначение и принцип действия которых в основном не отличаются от назначения и принципа действия аналогичных элементов гидропривода. Положительные качества пневмопривода особенно проявляются при механизации и автоматизации наиболее трудоемких и монотонных операций, например, для зажима и фиксации деталей, для контроля линейных размеров, для транспортирования, сборки и упаковки. При этом производительность труда возрастает в 1,5-4 раза. Сжатый воздух является единственно возможным видом энергии для привода рабочих органов добычных, погрузочных и транспортных машин в условиях взрывоопасной атмосферы горного производства. Рассмотрим основные достоинства пневмопривода в сравнении с гидро- и электроприводом, способствующие его применению.

1.Простота конструкции и эксплуатационного обслуживания. При изготовлении деталей пневмоаппаратов не требуется такая высокая точность, как в гидроприводе, т.к. возможные утечки воздуха в зазорах незначительно снижают эффект работы. Затраты на монтаж и обслуживание пневмопривода существенно ниже, чем в гидроприводе, т.к. обычно отсутствуют возвратные трубопроводы, а из-за невысокого давления в сети герметизация соединений не вызывает затруднений.

2.Пожаро — и взрывобезопасность. Благодаря этому достоинству пневмопривод не имеет конкурентов для механизации процессов в условиях, опасных по воспламенению и взрыву газа и пыли, например, в шахтах с обильным метановыделением, в химических цехах, на мукомольных предприятиях и т.д.

3.Надежность работы в широком диапазоне температур, в условиях пыльной и влажной окружающей среды. Такие условия имеются в литейном и сварочном производстве, в кузнечно-прессовых цехах, забоях шахт и других видах производства.

4.Большой срок службы- 10…-50 млн. циклов (около 10…-20 тыс. часов), что в 2-4 раза больше, чем у гидропривода, и в 10-20 раз больше, чем у электропривода.

5.Высокое быстродействие. Скорость при поступательном движении выходного звена (шток пневмоцилиндра) до 15м/с, а при вращательном движении (для вала пневмомотора) до 100000 об/мин. Это в несколько раз больше, чем у гидро- и электропривода, и объясняется большой скоростью перемещения воздуха в рабочих камерах. Эффект этого достоинства наиболее высок при операциях зажима заготовок. Время зажима составляет 3-5с, а при использовании ручных приспособлений затраты времени 15-30с. Характерной особенностью является то, что пневмопривод обеспечивает почти такую же скорость зажима детали в нескольких местах или нескольких деталей одновременно в многоместных приспособлениях. Большая скорость вращательного движения используется в приводах сепараторов, центрифуг, шлифовальных машин, вентиляторов и т.п.

6.Возможность передачи пневмоэнергии по магистральным трубопроводам на большие расстояния (до нескольких километров) и снабжение сжатым воздухом большого количества потребителей от общей сети (так же, как в электроприводе). В гидроприводе это невозможно из-за больших потерь давления в трубопроводах и взаимовлияния потребителей на давление в системе.

7.Отсутствие необходимости в защитных устройствах при перегрузке. Пневмодвигатели могут быть полностью заторможены без опасности повреждения и находиться в этом состоянии длительное время.

8.Безопасность для обслуживающего персонала при соблюдении элементарных правил, исключающих механический травматизм. В гидро- и электроприводах возможно поражение электрическим током или струей жидкости при нарушении изоляции или разгерметизации трубопроводов.

9.Улучшение проветривания рабочей зоны и горных выработок за счет выхлопа отработавшего воздуха в атмосферу.

Вышеперечисленные достоинства обусловлены, главным образом, свойствами воздуха, его хорошей сжимаемостью, высокой скоростью распространения, безопасностью и недефицитностью.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector