Пневматические двигатели

 

Делятся на возвратно-поступательные (пневмоцилиндры), поворотные и вращательные (пневмомоторы). Принцип действия пневматических и гидравлических двигателей одинаков.

 

Пневматические цилиндры

 

Поршневые пневмоцилиндры одностороннего и двухстороннего действия наиболее распространены в пневмосистемах высокого давления.

 

В пневмосистемах, где требуется плавная (безударная) остановка исполнительного механизма,

применяют пневмоцилиндры  с торможением в конце хода. Основной способ торможения —

 

увеличение сопротивления течению воздуха в конце хода поршня (рис. а).

 

При рабочем ходе поршня 1 диаметром D, пока часть поршня диаметром d не вошла в полость корпуса 2 диаметром d₁ воздух беспрепятственно поступает в выхлопную пневмолинию. Когда часть поршня диаметром d входит в полость корпуса диаметром d₁, воздух из штоковой полости начинает проходить в выхлопную пневмолинию через кольцевой зазор δ=(d₁-d)/2, который явля-ется пневматическим

сопротивлением.     В      штоковой     полости

 

78

повышается давление и, следовательно, возникает тормозное усилие, которое растет по мере движения поршня, так как увеличивается сопротивление потоку воздуха. На рис.б - условное гра-фическое обозначение пневмоцилиндра с торможением.

 

Если в пневмосистеме используют обычный то торможение обеспечивают за счет специального местного сопротивления (дросселя).

 

В технологических операциях требующих ударного воздействия, используют ударные пневмоцилиндры (рис.в).

 

Полость А выполняет роль ресивера, во время работы через канал 3 всегда соединена с напорной пневмолинией (р_вх). В исходном положении полость В через канал 4 соединена с атмосферой, а полость С через канал 5 — с напорной пневмолинией. За счет разности эффективных площадей поршень прижимается к седлу корпуса, перекрывая отверстие т. Для осуществления рабочего хода полость С соединяют с атмосферой, а канал 4 полости В перекрывают. Давление в полости спадает, и поршень начинает двигаться вправо. Как только поршень открывает отверстие т,резко возрастает движущая сила,поскольку сжатый воздух с давлением р_вхдействует теперь навсю площадь поршня. Поршень получает значительное ускорение. Чтобы избежать удара поршня о корпус цилиндра, в конструкции предусматривают возможность перекрытия канала 5 в конце хода поршня. Поршень останавливается без удара о корпус за счет сжатия воздуха в полости С. При первоначальном соединении полостей В и С поршень цилиндра приходит в исходное положение.

 

Наряду с мембранными пневмоцилиндрами, которые, применяются при небольших перемещениях выходного звена, в пневмосистемах низкого давления при малых перемещениях используют сильфонные пневмоцилиндры - рабочей камерой является полость гофрированной металлической трубки (сильфона), способной увеличивать свою длину под действием давления сжатого воздуха (рис.г). Сильфонные пневмоцилиндры — одностороннего действия, возврат в исходное положение происходит под действием внешних сил или упругих сил самого сильфона.

 

Поворотные пневмодвигатели и пневмомоторы

Поворотные    пневмодвигатели    используют

 

принцип механического преобразования поступательного движения поршня в поворотное движение выходного звена.

 

На рис.а - схема поворотного пневмодвигателя с механическим преобразованием движения, в котором канал 1 и полость А всегда подключены к напорной пневмолинии с давлением р_вх. Если канал 2 соединить

 

с напорной пневмолинией, а канал 3 с атмосферой, то под действием перепада давлений поршень 4 начнет

 

перемещаться влево. При этом он будет поворачивать через цепную передачу звездочку 5 по часовой стрелке. Вращение звездочки и выходного вала в обратную сторону будет происходить при соединении канала 2 с атмосферой, а канала 3 с напорной пневмолинией.

 

В механизмах для зажима деталей используют камерный поворотный пневмодвигатель (рис.б). Сжатый воздух через канал 6 подается в камеру 7, стенки которой выполнены из эластичного материала. Под давлением воздуха камера расширяется, поворачивая рычаги 8 и 9 и обеспечивая зажим детали В.

 

Пневмомоторы используют принцип работы роторных машин. Шестеренные и пластинчатые

 

пневмомоторы рис.а-схема работы шестеренногопневмомотора с внешним зацеплением. Сжатый воздух с давлением р_вх через входной канал А подается к зубчатым колесам. Зубья, касаясь друг друга в точке зацепления b, отделяют полость высокого давления от полости выхлопа В. Давление р_вх воздействует на зубья колес создаёт моменты, вращающие колеса в направлениях, показанных стрелками. По такому же принципу работает пневмомотор типа РУТС (рис.б).

 

Рис. в - схема пластинчатого пневмомотора. Подача сжатого воздуха с давлением р_вх происходит на участке DD' статора 1, а

 

79

выхлоп — на участке СС'. Рабочая камера образована поверхностями ротора 2, статора 1 и двух соседних пластин 3 на участке D'C. Из-за эксцентриситета в расположении осей ротора и статора объем рабочей камеры на участке D' С увеличивается, а давление возруха при расширении падает и всегда будет меньше р_вх. Разность давлений по обе стороны пластин - создает результирующее усилие на пластину и вращающий момент, направленный по часовой стрелке. Пластины прижимаются к статору под действием центробежной силы и силы давления сжатого воздуха, который по специальным каналам подводится в пазы под торцы пластин.