Гидравлические и пневматические ИМ

Гидравлические ИМ состоят из электродвигателя, гидронасоса, гидропривода и исполнительного элемента. Электродвигатель приводит в действие гидронасос, создающий высокое давление в используемой жидкости, подаваемой на вход управляемого гидропривода, обеспечивающего перемещение исполнительного элемента (Рис. 14.2).

Рис. 14.2 – Структурная схема гидравлического ИМ: ЭД – электродвигатель; ГН – гидронасос; УГП – управляемый гидропривод; УПУ – управляющее преобразующее устройство; ИЭ – исполнительный элемент; u(t) – управляющий сигнал

В управляемом гидроприводе УГП в качестве исполнительного элемента ИЭ используют гидравлические двигатели: гидроцилиндры, поршневые двигатели вращательного движения или ротационные двигатели, позволяющие получить возвратно-поступательное или вращательное движение.

Управление работой ИЭ осуществляется с помощью управляющего преобразующего устройства УПУ, которое обеспечивает управление направлением и скоростью движения ИЭ в соответствии с законом изменения сигнала управления u(t). Примером УПУ является золотниковое устройство, управляющее работой гидроцилиндра – поршневого двигателя с поступательным движением. Фактически это гидравлический усилитель. Гидравлические ИМ обладают высокими быстродействием и выходной мощностью при небольших габаритах и массе.

Пневматические ИМ по принципу действия во многом аналогичны гидравлическим. Однако конструкции их элементов вследствие различия физических свойств газов и жидкостей отличаются. Так, например, поршневые пневматические двигатели по устройству очень похожи на гидроцилиндры. Пневматические диафрагменные двигатели, хотя и функционально аналогичны поршневым, конструктивно отличаются от них (см. рис. 14.3). Прежде всего они являются двигателями одностороннего действия. За счет использования давления газа эластичная диафрагма 1 выпрямляется и перемещает шток 2 в одну сторону. Возврат штока при снятии давления совершается под действием пружины 3.

Рис. 14.3 – Пневматический диафрагменный двигатель: 1 – диафрагма; 2- шток; 3 – пружина; 4 – корпус; р – давление газа; х – линейное перемещение штока

Пневматические ИМ имеют размеры бόльшие чем гидравлические, так как давление газов как рабочего тела значительно ниже, чем жидкостей. Наряду с этим, пневматические ИМ обладают высокой эксплуатационной надежностью, пожаробезопасны и экологичны.

Общие недостатки гидравлических и пневматических ИМ - это необходимость в специальных насосных или компрессорных установках для их питания и сложность наладки.