Методичні вказівки. Пневматичні машини приводять в дію стисненим повітрям, яке потрапляючи в двигун заставляє рухатись робочий орган

Пневматичні машини приводять в дію стисненим повітрям, яке потрапляючи в двигун заставляє рухатись робочий орган.

Пневмоциліндри служать для перетворення енергії стиснутого повітря в зворотньопоступальний рух і по своїм конструктивним схемам вони майже аналогічні гідроциліндрам.

Робота пневмоциліндра здійснюється слідуючим чином: стиснене повітря підводиться через канали в передній або задній кришці в штокову або поршневу порожнину, при цьому одна із них сполучається з атмосферою. Стиснуте повітря діє на поршень і він рухає шток. Кришки і гільзи з’єднуються між собою за допомогою шпильок.

Розвинуте зусилля і швидкість руху штока пневмоциліндра розраховують по формулам, аналогічним, що використовуються для розрахунку гідроциліндрів.

В процесі експлуатації пневмоциліндрів спостерігаються слідуючі типові несправності:

- зменшення розвинутого пневмоциліндром зусилля і самовільного переміщення зв’язаних з ним виконавчих механізмів внаслідок зноса або пошкодження ущільнень;

- нерівномірність висування штока внаслідок згину і пошкодження стінок пневмоциліндра.

В гальмових системах і в системах де необхідно невеликий хід поршня, знаходять застосування діафрагмові двигуни – пневмоштовхачі. Шток пневмоштовхача рухається під дією діафрагми і повертається в початкове положення за допомогою пружини.

В пневмодвигунах з вільним переміщенням поршня енергія стиснутого повітря витрачається на приведення в дію бойка, який, падаючи

вниз, б’є по робочому інструменту (Мал. 30).

Мал. 30. Відбійний молоток.

1. Корпус; 2. Поршень-бойок; 3. Робочий інструмент; 4. Клапан.

В поршневих двигунах поршень під дією стиснутого повітря переміщується в циліндрі і приводить в дію кривошипно-шатунний механізи. Подача повітря регулюється золотниковим розподільником.

В ротаційних двигунах, які відрізняються високою частотою обертання (10-15 тис. хв^-1), стиснуте повітря тисне на плоскі лопатки, вільно розміщені в пазах ротора і через них приводить в обертальний рух ротор, розміщений в статорі (робота аналогічна роботі гідравлічних машин).

Шестеренні двигуни конструктивно аналогічні гідравлічним шестеренним гідромоторам. Відрізняються простотою конструкції і надійністю роботи, але вони важкі і неекономічні.

Турбінні двигуни обертаються з частотою 60-100 тис. хв^-1 за допомогою 0,01-0,04 кВт. За рахунок подачі струменя стиснутого повітря на лопатки турбінного колеса через сопло.

Конструкція пневмоапаратури багато в чому нагадує відповідні пристрої гідроприводу.

В пневмоприводі дорожніх і будівельних машин робочим середовищем є атмосферне повітря.

Питомий об’єм повітря V_п називається величина, зворотня густині (м³/кг).

V_п=1/r

Взагалі всі параметри повітря відносять до його нормального стану, тобто до повітря з t°=0°С під атмосферним тиском (0,1013 мПа).

Згідно рівняння Клайперона-Менделєва параметри повітря з’єднані між собою за допомогою виразу:

pV=MRT

де V – об’єм повітря, м³;

р – тиск, Па;

М – маса газу, кг;

R – універсальна газова стала, R_n=287,1 Дж/(кг×К);

Т – температура, К.

Тепломісткість повітря в інтервалі від 0° до 100°С практично незмінна.

Ізобарна питома тепломісткість 1,01 Дж/(кг×К), а ізохорна – 0,72 кДж/(кг×К).

В’язкість повітря дуже мала і рівна при температурі 20°С всього 18,5мкПа×с.

Стисливість повітря, характеризуюча його пружність, вказує на зміну об’єма при збільшенні тиску. Об’ємна стисливість визначається

b_і=DV/(VDp), Па^-1

де V – початковий об’єм, м³;

DV – зменшення об’єму, м³;

Dр – збільшення тиску, Па.

Повітря, що використовується в пневмоприводі, повинно відповідати вимогам, вказаним в Держстандарті (ГОСТ 11882-73). Чистота стиснутого повітря, відповідно ГОСТ 17433-80 підрозділяється на 15 класів забрудненості: 0, 1, 2, …, 14. Забруднення стиснутого повітря включають механічні і газоподібні домішки, вологу і компресорне мастило в пароподібному стані.

Питання для самоперевірки.

1. Принцип дії і конструктивні типи пневматичних двигунів.

2. Де використовують стиснуте повітря, вироблене пересувними компресорними станціями?

3. Для яких робіт в будівництві необхідне особливо чисте повітря?

4. Як устроєні фільтри для очистки стиснутого повітря?

5. Перерахуйте параметри повітря.

6. Класифікація, та принцип дії пневматичних ручних машин.

7. Особливості експлуатації пневматичних ручних машин.

8. Техніка безпеки з пневмоустановками.

Тема 3.4. Системи керування машин з пневматичним приводом.

Призначення системи керування. Схеми систем керування, елементи схем, тиск повітря у системах. Позитивна властивість в порівнянні з гідравлічним приводом.

Література: (11) с. 317-344.