Пневматические приводы широко используются в промышленности благодаря ряду преимуществ по сравнению с электрическими, гидравлическими и механическими приводами.
Принцип работы пневмопривода основан на использовании энергии сжатого воздуха. Воздух под высоким давлением (6-8 бар) подается из компрессора по трубопроводам к пневмоцилиндрам или пневмодвигателям. Поршень с закрепленным на нем штоком перемещается под действием давления воздуха, совершая возвратно-поступательное движение. Это движение через различные механизмы преобразуется во вращательное движение вала электродвигателя или рабочего органа машины.
Преимущества пневмоприводов:
1. Простота конструкции, удобство и безопасность в эксплуатации.
2. Высокая надежность. Менее подвержены влиянию внешних факторов, чем электрические или гидравлические приводы.
3. Способность работать в условиях запыленности, влажности, агрессивных сред. Взрывобезопасность.
4. Быстрый пуск, остановка и реверс без потери мощности.
5. Относительно низкая стоимость, простота монтажа и обслуживания.
6. Экологическая чистота.
7. Высокий КПД (до 90%).
Недостатки:
1. Дороговизна сжатого воздуха как источника энергии.
2. Большие габариты и вес пневмоприводов.
3. Зависимость работы от параметров сжатого воздуха. Нестабильность рабочих характеристик.
4. Повышенный износ деталей из-за наличия абразивной пыли в воздухе. Необходимость очистки и осушки воздуха, дополнительных расходов на обслуживание.
Области применения пневмоприводов очень широки и разнообразны. Их используют в станкостроении для подач и автоматического управления, в конвейерах, робототехнике, в средствах автоматизации различных технологических процессов, подъемно-транспортных механизмах и многом другом.
В заключение можно сказать, что, несмотря на некоторые недостатки, пневматические приводы по-прежнему остаются одним из наиболее распространенных и лучших решений по приводной технике для работы в тяжелых условиях промышленного производства. Они просты и надежны в эксплуатации, а их преимущества во многих случаях перевешивают имеющиеся недостатки.
Рассмотрим более подробно устройство и принцип работы основных компонентов пневмопривода.
Пневмоцилиндр состоит из корпуса с рабочей полостью, в которой перемещается поршень с поршневым штоком. Подача воздуха осуществляется через пневмораспределитель, который переключает направление подачи воздуха, изменяя направление хода поршня. Также в состав входят концевые выключатели, дросселирующие и обратные клапаны. Современные пневмоцилиндры могут оснащаться магнитными датчиками положения поршня.
Пневмодвигатель преобразует энергию сжатого воздуха в механическую энергию вращательного движения. Различают поршневые, винтовые и турбинные пневмодвигатели. Принцип действия основан на возвратно-поступательном или вращательном движении рабочих органов под воздействием сжатого воздуха.
Вентили и пневмораспределители служат для управления направлением и дросселирования потока сжатого воздуха. Бывают клапанные, золотниковые и дисковые. Используются также разнообразные пневмоарматура, фитинги, соединительные элементы.
Для подготовки воздуха применяют фильтры-влагоотделители, ресиверы, осушители, маслораспылители. Они очищают, осушают, смазывают сжатый воздух, стабилизируют его параметры, улучшая эксплуатационные свойства пневмопривода.
Управление пневмоприводом может осуществляться вручную, с помощью кнопок и рычагов или автоматически - от ПЛК и компьютера. Современные системы автоматизации позволяют реализовать сложные алгоритмы управления с обратной связью для точной регулировки параметров пневмопривода.
