Области применения пневматических двигателей и сравнение с другими типами приводов
Модели разнообразного исполнения, простая конструкция, небольшой вес, высокий диапазон частоты вращения и взрывобезопасность - все эти характеристики гарантируют, что пневматические двигатели могут использоваться в широком спектре применения.
Области применения пневматических двигателей и сравнение с другими типами приводов
Модели разнообразного исполнения, простая конструкция, небольшой вес, высокий диапазон частоты вращения и взрывобезопасность - все эти характеристики гарантируют, что пневмодвигатели могут использоваться в широком спектре применения.
Лопастные пневматические двигатели, турбинные или шестеренные двигатели применяются почти во всех секторах промышленности
· медицинские технологии фармацевтической промышленности,
· пищевая промышленность,
· судостроение,
· использование под водой,
· бумажная промышленность,
· литейные, металлургические заводы и электростанции,
· машиностроение,
· пневматические инструменты
· и прочие.
Шестеренные пневмомоторы
Шестеренные пневматические двигатели состоят из двух зубчатых колес, которые работают в корпусе с минимальным ходом. Одно зубчатое колесо жестко соединено с плавающим валом, другое создает момент. Два плоских зубчатых колеса направляются с помощью сжатого воздуха в направлении вращения, и одно колесо - в противоположном направлении. Выхлопные газы направляются в камеры, которые формируются между плоским зубчатым колесом и стенкой корпуса, в направлении стороны выхлопа, и создается вращение.
Турбины
С помощью турбин есть возможность сделать приводы с низким энергопотреблением, постоянной работой, высокой частотой вращения, которые гарантируют низкое потребление воздуха при оптимальном отношении мощности к весу.
Пневматические турбины представляют собой машины с непрерывным потоком, которые могут быть одноступенчатого или двухступенчатого исполнения.
Преобразование энергии давления в кинетическую энергию происходит в приточном сопле. На двухступенчатой турбине большая часть кинетической энергии преобразуется в первом турбинном колесе. Расход воздуха перераспределяется по стационарному турбинному колесу. Оставшаяся энергия преобразуется во втором турбинном колесе.
Для турбины не требуется никаких контактных уплотнений. Следовательно, работа турбины с безмасляным сжатым воздухом совершенно исключает износ.
Лопастные пневматические двигатели
Все лопастные пневмомоторы изначально состоят из ротора, вращающегося по кругу в эксцентрически смещенном отверстии цилиндра ротора. Из-за такого эксцентрически смещенного отверстия лопасти образуют рабочие камеры, объем которых увеличивается в направлении вращения. Поскольку происходит увеличение подачи сжатого воздуха, энергия давления преобразуется в кинетическую энергию и, следовательно, обеспечивает вращение ротора.
Для двигателей с одним направлением вращения имеется увеличенный угол поворота для увеличения объема воздуха. Следовательно, эти двигатели достигают несколько большей эффективности.
Общая степень эффективности изначально определяется потерей на передней части двигателя. Максимальные технологические допуски (≤0,01 мм) являются исходными значениями уникальной плотности исполнения лопастного двигателя DEPRAG.
В зависимости от требований к применению ротор включает от 3 до 6 лопастей. Большее количество лопастей ведет к большей безопасности при пуске с более высокими потерями на трении. Тангенциальный массив лопастей обеспечивает большую высоту лопасти и в результате этого больший ресурс двигателя. Фактически все пневматические двигатели DEPRAG включают специализированную обработку поверхности цилиндра ротора, которая увеличивает срок службы лопасти.
Практически, представленные лопастные двигатели должны поддерживать относительно постоянную орбитальную скорость, которая находится в пределах от 25 до 30 м/с, в соответствии с конструкцией двигателя. Частота вращения холостого хода пневматического двигателя изначально зависит от диаметра двигателя.
Примеры применения пневматических двигателей
Для нестационарного применения, например, в промышленных роботах, существуют различные двигатели для шлифовальных, фрезерных и сверлильных машин, которые отличаются малым весом и компактным исполнением.
Двигатели, выполненные из нержавеющей стали, нечувствительные к воздействию кислоты и тепла, для работы в трудных условиях, в настоящий момент доступны как двигатели с высоким моментом. Идеальное решение в области приводных устройств, например, для мешалок и промышленных миксеров.
Перемещение тяжелых рулонов бумаги, железнодорожных вагонов и даже припаркованных самолетов вручную. Возможно, звучит фантастично, но, тем не менее, в пределах человеческих сил: непритязательное название механизма «Легкий ролик» говорит само за себя. С помощью этого устройства можно с легкостью перемещать до 100 т, не прилагая больших усилий.
Пневматические двигатели представляют собой безопасные и надежные приводные системы, которые начинают действовать, когда требуется привод с высокими рабочими показателями и защитой от перегрузок. Постоянная готовность к работе в случаях, когда привод, выполненный по традиционной технологии, прекращает движение!
Сравнение принципов работы пневмодвигателя с электрическими и гидравлическими приводами
Зачастую неблагоприятное использование общей мощности считается недостатком пневматического двигателя. Тем не менее, пневматический двигатель зарекомендовал себя во всей технологии приводных устройств как необходимая альтернатива, которая характеризуется многими преимуществами. При сравнении общей стоимостной оценки механизма расход энергии не играет критической роли, особенно когда применяются небольшие приводы с небольшими рабочими циклами.
Основным преимуществом пневматического двигателя являются его высокие удельные характеристики, которые составляют только около 1/5 массы или 1/3 размера электродвигателя с аналогичными показателями. Это особенно важно для всех ручных машин, а также робототехнических систем или станков с ЧПУ, где придется индексировать привод.
Характеристики мощности на выходе пневматического двигателя фактически постоянны во всех диапазонах частоты вращения. Также пневмодвигатель может эксплуатироваться в широком спектре переменных нагрузок. Мощность на выходе можно легко отрегулировать путем изменения рабочего давления, а при уменьшении объема воздуха постоянно меняется частота вращения. Пневматический двигатель можно просто нагружать до полного останова; он также позволяет осуществлять даже вращение в противоположном направлении при увеличении нагрузки. Двигатель всегда достигает своей полной выходной мощности, причем двигатель остается без повреждений! Пневматический двигатель запускается сразу же при удалении нагрузки и это же выполняется впоследствии, даже если двигатель работает без перерыва.
Увеличенный объем воздуха охлаждает двигатель при увеличении нагрузки. Температура может расти только на холостом ходу. Следовательно, двигатель не чувствителен к температуре и при перегрузке практически невозможен перегрев. Воздух является беспроблемным энергоносителем. Отсутствует опасность взрыва в результате замыканий электрической сети, увеличения температуры и т.п.
Пневматические приводы весьма надежны. Внутреннее избыточное давление препятствует попаданию пыли или грязи. При износе требуется замена только недорогих лопастей. Необходимый ремонт достаточно прост и может быть легко и безопасно выполнен обученным техническим персоналом.
Ниже приведена сравнительная характеристика использования гидравлических, пневматических и электрических приводных устройств.
ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ
Плюсы
· можно нагружать до полного останова
· защищен от перегрузок
· увеличение момента при монтажной нагрузке
· низкие расходы на установку
· простое техническое обслуживание
· взрывозащищенный
· безопасен в работе (пыль, газ, вода)
· небольшой вес и маленький размер
· высокая плотность мощности
· можно стерилизовать
Минусы
· общая используемая мощность
· уровень шума
· интервалы технического обслуживания
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ
Плюсы
· можно нагружать до полного останова
· защищен от перегрузок
· безопасен в работе (пыль, газ, вода)
· вес
· высокая плотность мощности
· отношение выходной мощности к размеру
Минусы
· опасность утечки масла
· необходима гидроустановка
· высокие расходы на установку
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ
Плюсы
· цена
· общая используемая мощность
· уровень шума
· интервалы технического обслуживания
· возможность настройки
Минусы
· риск возникновения неисправности при перегрузке
· угроза безопасности любой электроустановки
· большой вес
· большой размер
©ИНТЕРТУЛМАШ
Авторские права на эту статью принадлежат компании «ИНТЕРТУЛМАШ» (www.itmash.ru) - комплексного поставщика пневмодвигателей и другого промышленного оборудования на территории России.
По всем техническим и коммерческим вопросам, касаемых пневмодвигателей, Вы можете обращаться к специалистам компании "ИНТЕРТУЛМАШ".
Материалы статьи могут копироваться и использоваться только с письменного разрешения руководства компании «ИНТЕРТУЛМАШ» (контактный e-mail: inbox@itmash.ru).