11-PnevmoPrivod (Приводы роботов)

Пневматический привод (пневмопривод) — совокупность устройств, предназначенныхдля приведения в движение машин и механизмов посредством пневматической энергии.Обязательными элементами пневмопривода являются компрессор (генераторпневматической энергии) и пневмодвигатель.Пневмопривод, подобно гидроприводу, представляет собой своего рода «пневматическуювставку» между приводным двигателем и нагрузкой (машиной или механизмом) ивыполняет те же функции, что и механическая передача (редуктор, ремённая передача,кривошипно-шатунный механизм и т. д.).Основное назначение пневмопривода, как и механической передачи, — преобразованиемеханической характеристики приводного двигателя в соответствии с требованияминагрузки (преобразование вида движения выходного звена двигателя, его параметров, атакже регулирование, защита от перегрузок и др.).В общих чертах, передача энергии в пневмоприводе происходит следующим образом:1.

Приводной двигатель передаёт вращающий момент на вал компрессора, которыйсообщает энергию рабочему газу.2. Рабочий газ после специальной подготовки по пневмолиниям через регулирующуюаппаратуру поступает в пневмодвигатель, где пневматическая энергияпреобразуется в механическую.3. После этого рабочий газ выбрасывается в окружающую среду, в отличие отгидропривода, в котором рабочая жидкость по гидролиниям возвращается либо вгидробак, либо непосредственно к насосу.В зависимости от характера движения выходного звена пневмодвигателя (валапневмомотора или штока пневмоцилиндра), и соответственно, характера движениярабочего органа пневмопривод может быть вращательным или поступательным.Пневмоприводы с поступательным движением получили наибольшее распространение втехнике.Содержание[убрать]1 Пневмоприводы с поступательным движением2 Принцип действия пневматических машин3 Достоинства пневмопривода4 Недостатки пневмопривода5 См.

также[править] Пневмоприводы с поступательнымдвижениемПо характеру воздействия на рабочий орган пневмоприводы с поступательным движениембывают:двухпозиционные, перемещающие рабочий орган между двумя крайнимиположениями;многопозиционные, перемещающие рабочий орган в различные положения.По принципу действия пневматческие приводы с поступательным движением бывают:одностороннего действия, возврат привода в исходное положение осуществляетсямеханической пружиной;двухстороннего действия, перемещающие рабочий орган привода осуществляетсясжатым воздухом.По конструктивному исполнению пневмоприводы с поступательным движением делятсяна:поршневые, представляющие собой цилиндр, в котором под воздействием сжатоговоздуха либо пружины перемещается поршень (возможны два вариантаисполнения: в односторонних поршневых пневмоприводах рабочий ходосуществляется за счёт сжатого воздуха, а холостой за счёт пружины; вдвухсторонних — и рабочий, и холостой ходы осуществляются за счёт сжатоговоздуха);мембранные, представляющие собой герметичную камеру, разделённуюмембраной на две полости; в данном случае цилиндр соединён с жёстким центроммембраны, на всю площадь которой и производит действие сжатый воздух (также,как и поршневые, выполняются в двух видах — одно- либо двухстороннем).Сильфонные применяются реже.

Практически всегда одностороннего действия:усилие возврата может создаваться как упругостью самого сильфон, так и сиспользованием дополнительной пружины.В особых случаях (когда требуется повышенное быстродействие) применяютспециальный тип пневмоприводов — вибрационный пневмопривод релейного типа.Одно из применений пневматических приводов является использование их в качествесиловых приводов на пневматических тренажерах.[править] Принцип действия пневматических машинМногие пневматические машины имеют свои конструктивные аналоги среди объёмныхгидравлических машин. В частности, широко применяются аксиально-поршневыепневмомоторы и компрессоры, шестерённые и пластинчатые пневмомоторы,пневмоцилиндры…[править] Достоинства пневмоприводав отличие от гидропривода — отсутствие необходимости возвращать рабочее тело(воздух) назад к компрессору;меньший вес рабочего тела по сравнению с гидроприводом (актуально дляракетостроения);меньший вес исполнительных устройств по сравнению с электрическими;возможность упростить систему за счет использования в качестве источникаэнергии баллона со сжатым газом, такие системы иногда используют вместопиропатронов, есть системы, где давление в баллоне достигает 500 МПа;простота и экономичность, обусловленные дешевизной рабочего газа;быстрота срабатывания и большие частоты вращения пневмомоторов (донескольких десятков тысяч оборотов в минуту);пожаробезопасность и нейтральность рабочей среды, обеспечивающаявозможность применения пневмопривода в шахтах и на химическихпроизводствах;в сравнении с гидроприводом — способность передавать пневматическую энергиюна большие расстояния (до нескольких километров), что позволяет использоватьпневмопривод в качестве магистрального в шахтах и на рудниках;в отличие от гидропривода, пневмопривод менее чувствителен к изменениютемпературы окружающей среды вследствие меньшей зависимости КПД от утечекрабочей среды (рабочего газа), поэтому изменение зазоров между деталямипневмооборудования и вязкости рабочей среды не оказывают серьёзного влиянияна рабочие параметры пневмопривода; это делает пневмопривод удобным дляиспользования в горячих цехах металлургических предприятий.[править] Недостатки пневмоприводанагревание и охлаждение рабочего газа в процессе сжатия в компрессорах ирасширения в пневмомоторах; этот недостаток обусловлен законамитермодинамики, и приводит к следующим проблемам:— возможность обмерзания пневмосистем;— конденсация водяных паров из рабочего газа, и в связи с этим необходимостьего осушения;высокая стоимость пневматической энергии по сравнению с электрической(примерно в 3-4 раза), что важно, например, при использовании пневмопривода вшахтах;ещё более низкий КПД, чем у гидропривода;низкие точность срабатывания и плавность хода;возможность взрывного разрыва трубопроводов или производственноготравматизма, из-за чего в промышленном пневмоприводе применяются небольшиедавления рабочего газа (обычно давление в пневмосистемах не превышает 1 МПа,хотя известны пневмосистемы с рабочим давлением до 7 МПа — например, наатомных электростанциях), и, как следствие, усилия на рабочих органахзначительно меньшие в сравнении с гидроприводом).

Там, где такой проблемы нет(на ракетах и самолетах) или размеры систем небольшие, давления могут достигать20 МПа и даже выше..