Обновлено в апреле 2015 года. || Управление системами линейного перемещения с помощью пневматических приводов (или пневмоцилиндров) является относительно простым и недорогим подходом. Технология приводов существует уже более 50 лет, но улучшенные уплотнения поршня и штока стеклоочистителя (из современных материалов) делают пневматические приводы более устойчивыми и эффективными, чем когда-либо. Эти уплотнения уменьшают утечку и выдерживают экстремальные температуры, что позволяет инженерам использовать приводы в большем количестве условий.

Аналогичным образом, поверхности с постоянной смазкой, сервопневматическое управление, повышенная коррозионная стойкость и воздушная амортизация делают пневматические приводы более полезными, чем когда-либо.

Напомним, что пневматика — это технология получения сжатого воздуха. Однако в некоторых кругах более модно называть это одним из видов автоматического управления. Сжатый газ — обычно воздух, который может быть либо сухим, либо со смазкой — используется для приведения в действие концевого исполнительного устройства и выполнения работы. (Подробнее после прыжка.)

Концевые приводы могут варьироваться от обычного цилиндра до устройств, более специфичных для конкретного применения, таких как захваты или пневматические пружины. Вакуумные системы, также относящиеся к области пневматики, используют вакуумные генераторы и чашки для выполнения деликатных операций, таких как подъем и перемещение больших листов стекла или деликатных предметов, таких как яйца. Пневматика широко используется в таких отраслях, как медицина, упаковка, погрузочно-разгрузочные работы, развлечения и даже робототехника.

Также посетите наш сестра websitepneumatictips.com для получения полной библиотеки сведений.

По своей природе воздух легко сжимается, и поэтому пневматические системы, как правило, поглощают чрезмерные удары, что полезно в некоторых областях применения. Большинство пневматических систем работают при давлении около 100 фунтов на квадратный дюйм, что составляет малую долю от 3000 до 5000 фунтов на квадратный дюйм, которые наблюдаются в некоторых гидравлических системах. Таким образом, пневматика обычно используется при гораздо меньших нагрузках.

Пневматическая система обычно использует воздушный компрессор для уменьшения объема воздуха, тем самым повышая давление газа.

Газ под давлением проходит по пневматическим шлангам и управляется клапанами на пути к приводу. Сама подача воздуха должна постоянно фильтроваться и контролироваться, чтобы поддерживать эффективную работу системы и исправную работу различных компонентов. Это также помогает обеспечить длительный срок службы системы.

В последние годы возможности управления пневматическими системами (благодаря передовой электронике и компонентам) значительно расширились. Там, где когда-то пневматические системы не могли конкурировать со многими сопоставимыми электронными системами автоматизации, сегодня технология переживает своего рода ренессанс.

Многие промышленные приложения требуют линейного перемещения во время выполнения своей рабочей последовательности. Одним из самых простых и экономичных способов достижения этой цели является использование пневматического привода, часто называемого воздушным цилиндром. Привод — это устройство, которое преобразует источник статической энергии в полезное выходное движение. Его также можно использовать для приложения силы.

Приводы, как правило, представляют собой механические устройства, которые потребляют энергию и преобразуют ее в какой-либо вид движения. Это движение может быть в любой форме, например, блокирование, зажимание или выталкивание.
Пневматические приводы — это механические устройства, которые используют сжатый воздух, воздействующий на поршень внутри цилиндра, для перемещения груза по линейной траектории. В отличие от их гидравлических аналогов, рабочей жидкостью в пневматическом приводе является просто воздух, поэтому утечка не приводит к попаданию капель и загрязнению окружающей среды. Существует множество типов пневматических приводов, включая мембранные цилиндры, бесштоковые цилиндры, телескопические цилиндры и цилиндры со сквозным штоком.

Самый популярный тип пневмопривода состоит из поршня и штока, перемещающихся внутри закрытого цилиндра. Этот тип привода можно разделить на два типа в зависимости от принципа действия: одинарного действия и двойного действия.

Цилиндры одинарного действия используйте одно воздушное отверстие для подачи сжатого воздуха в цилиндр для перемещения поршня в нужное положение, а также внутреннюю пружину для возврата поршня в “исходное” положение при снятии давления воздуха.

Цилиндры двойного действия сделайте воздушные отверстия на каждом конце и перемещайте поршень вперед и назад, чередуя отверстия, через которые поступает воздух высокого давления.

В типичном случае корпус привода соединен с опорной рамой, а конец штока соединен с элементом машины, который подлежит перемещению. Регулирующий клапан включения/выключения используется для направления сжатого воздуха в расширенное отверстие при одновременном открытии втягивающего отверстия в атмосферу. Разница в давлении с двух сторон поршня приводит к возникновению силы, равной разнице давлений, умноженной на площадь поверхности поршня.

Если нагрузка, приложенная к штоку, меньше результирующей силы, поршень и шток выдвигаются и перемещают элемент машины. Реверсирование клапана и потока сжатого воздуха приведет к тому, что узел втянется обратно в “исходное” положение.

Пневматические приводы находятся на рабочем конце гидравлической энергетической системы. Перед этими агрегатами, которые выполняют видимую работу по перемещению груза, находятся компрессоры, фильтры, регуляторы давления, лубрикаторы, регулирующие клапаны включения/выключения и регуляторы расхода. Все эти компоненты соединяются вместе сетью трубопроводов (жестких или гибких) и фитингов.

Требования к давлению и расходу приводов в системе должны учитываться при выборе компонентов системы, расположенных выше по потоку, для обеспечения хорошей производительности. Небольшие размеры компонентов, расположенных выше по потоку, могут привести к плохой работе пневмопривода или сделать его неспособным перемещать свой груз.

При выборе любого пневматического баллона важно правильно подобрать его для конкретного применения, особенно с точки зрения требуемого усилия. Теоретическое усилие, доступное приводу, равно площади поверхности поршня, умноженной на давление подаваемого воздуха. Усилие пружины необходимо вычесть из этого значения для цилиндров одинарного действия. Фактическое усилие, приложенное к нагрузке, будет на 3-20% меньше из-за потерь давления в системе. Когда известна требуемая площадь поверхности поршня (A), диаметр отверстия (d) можно найти по формуле:

Требуемый ход механического элемента определяет длину хода, приводимую в действие приводом. Окончательным критерием выбора является расположение крепления цилиндра и результирующая конфигурация.

Существует множество конфигураций пневмоприводов, доступных от различных производителей. Наиболее распространенные из них включают жесткое носовое или хвостовое крепление, цапфовое крепление, заднее поворотное крепление и ножное крепление. Как только будут известны основные размеры и конфигурация привода, следует рассмотреть другие варианты, такие как подушки в конце хода или специальные уплотнения. В некоторых приложениях требуются переключатели для определения положения, обычно оснащаемые магнитным поршнем и переключателями.

Несколько факторов, таких как загрязнение системы, коррозия, незначительные утечки и износ, влияют на доступное давление и расход воздуха, используемые для приведения в действие привода. Инженеры должны подобрать размеры привода и гидравлической системы питания таким образом, чтобы не тратить энергию впустую, с дополнительным запасом для учета незначительного снижения давления и расхода.