Пневматичні двигуни

Пневматичні об'ємні двигуни, як і гідравлічні, мають низку істотних переваг – високий пусковий момент, малу масу, що припадає на одиницю потужності, вибухобезпечність та ін. Вони поділяються на двигуни: 1) поворотно-поступальної прямолінійної ходи, 2) поворотного руху (на кут <360⁰) і 3) обертального руху. Два перші типи двигунів (пневмоциліндри) практично не відрізняються від відповідних гідравлічних двигунів, за винятком того, що в них передбачене змащування ковзаючих пар, зазвичай - шляхом установки по обидва боки ущільнювальних кілець b (рис. 74) і сальникових повстяних кілець а, що просочуються спеціальними змащувальними складами. Штокова ущільнююча пара, крім цих кілець, забезпечується додатковою набивкою с, мастилом, що періодично підживляється через канал d.

Рис. 74. Пневмоцилінд:

а – сальникові повстяні кільця; б – ущільнюючі кільця; с – додаткова набивка.

Зважаючи на високу стисливість робочого середовища (повітря) важливими є питання регулювання швидкості й гальмування в кінці ходу поршня пневмоциліндру. Простими регуляторами швидкості, як і в гідравлічних схемах, є дроселі (рис. 75), а для гальмування в кінці ходу – пневматичні демпфери. Принцип дії останніх заснований на замиканні в кінці ходу поршня повітря в порожнині скидання; повітря видавлюється потім на частині ходу, що залишилася, через регульовані (дросельні) канали.

Рис. 75. Схема пневмоциліндра з дросельним регулятором для гальмування поршня у кінці ходу:

1 – поршень; 2 – виступи поршня; 3 – камера; 4 –дросельний регулятор швидкості;

5 – демпфери.

Регулювання швидкості здійснюється переважно за допомогою дросельного регулятора швидкості 4, встановлюваного зазвичай на виході двигуна.

Для гальмування поршня в кінці ходу і запобігання його ударній дії застосовують такі самі, як і у гідроциліндрах, дросельні (демпфуючі) пристрої, які розміщаються зазвичай у кришках циліндрів. В кінці ходу поршня 1 його виступи 2 входять у відповідну камеру 3, перекриваючи вільний випуск з циліндра відпрацьованого повітря в атмосферу, яке видаляється у цьому випадку через один з регульованих дроселів 5.

6.6. Пневмоциліндр з гідравлічним сповільнювачем

Унаслідок високої стисливості повітря регулювання при пневматичному демпфері швидкості виконавчого двигуна і, зокрема, забезпечення заданого закону руху поршня і його уповільнення в кінці ходу, украй скрутно. Ефективність гальмування (демпфування) пневмодвигуна в кінці ходу значно нижча, ніж в аналогічних пристроях гідравлічних циліндрів, внаслідок чого в кінці ходу може виникнути удар. Тому для регулювання швидкості на всьому шляху переміщення поршня застосовують гідравлічні демпфери і регулятори в поєднанні з пневматичними виконавчими двигунами. У таких комбінованих пневмо-гідравличних системах джерелом енергії служить стиснене повітря, а регулювання швидкості руху поршня забезпечується за допомогою гідравлічних пристроїв.

На рис. 76,а показана схема одного з подібних пневмо-гідравлічних приводів з пневматичним 1 і гідравлічним 2 циліндрами, поршні яких поміщені на загальному штоку. Гальмування поршня пневмоциліндру здійснюється за допомогою дросельного каналу в поршні 3 гідроциліндру 2.

а	б
Рис. 76. Схеми пневмоциліндрів з гідравлічним демпфером:   1 – пневматичний циліндр; 2 – гідравлічний циліндр; 3 – поршень; 4 – гальмівний циліндр; 5, 7 – бачки; 6 – конусний шток; 8 –поршень силового пневмоциліндра; а, d, е – камери; b – ліва порожнина; с – перегородка; f – отвір.

На рис. 76,б показана інша схема одного з демпферів. Він складається з конусного штока 6 з двома поршнями; міжпоршнева камера d заповнена гальмівною рідиною. Поршень тиском повітря в лівій порожнині b, сполученій з повітряною магістраллю, постійно утримується у крайньому правому положенні. Оскільки з цією ж магістраллю з’єднаний і бачок 5, під таким саме тиском знаходитиметься до вступу демпфера в дію і гальмівна рідина в камері d.

Після того, як поршень 8 силового пневмоциліндра при переміщенні вліво прийде в контакт з правим гальмівним поршнем і приведе його в рух у тому ж напрямку, рідина з камери d витіснятиметься через дросельний кільцевий прохідний переріз, утворений штоком 6 і отвором у перегородці с, в праву порожнину гальмівного циліндра 4 (у камеру а). Підбором конусності штока 6 можна забезпечити рівномірне уповільнення поршня 8 пневмоциліндра. Зворотний рух поршня 8 здійснюється під тиском рідини, що знаходиться в бачку 7, в який для цього підводиться через розподільник повітря з магістралі.

У даній схемі запобігається також жорсткий удар поршня 8 при підході його до правого поршня штока 6. Зі схеми видно, що при русі поршня 8 вліво він витісняє через отвори 1 рідину з проміжної камери е в бачок 7. Після того, як перший з отворів f буде перекритий рухомим поршнем 8, ефективність демпфування підвищиться, а після перекриття другого отвору поршень і шток 6 будуть зв'язані рідиною, замкненою в камері е. Завдяки цьому пристрою забезпечується плавність включення демпфера.