Пневмопривод. Конструкция и основные параметры пневмопривода

Пневмоцилиндр двустороннего действия

Простота конструкции и легкий вес пневмоцилиндров.
Низкая цена комплектующих. (Высока стоимость энергии).
Пожаро/взрывобезопасны - сжатый воздух не образует горючих и взрывоопасных смесей.
При соблюдении рабочего режима - большой срок службы.
Быстродействие.
Возможность подключения большого числа потребителей от одного источника.
Возможность передачи воздуха на очень большие расстояния.
Нечувствительность к радиационному и электромагнитному излучению.
"Проветривание" помещений за счет отработанного воздуха, полезно в шахтах, на металлургических, химических и других вредных производствах.
Достоинства

Низкий КПД (максимум 30%)
Сложность точного регулирования, низкая точность позиционирования (фактически 2 положения штока), требуется применение позиционеров.
Высокий уровень шума при работе.
Имеет некоторые пределы в грузоподъемности и выдерживаемой нагрузке.
Требует регулярного техобслуживания. Очень важно очищение и кондиционирование воздуха - комплекс мер для придания ему смазывающих свойств (маслораспыление) и снижения влажности.
Трудность обеспечения стабильной скорости.
Сложно обеспечить плавность, особенно при колебаниях нагрузки.
Возможность разрывов в пневмотрубопроводе.
Недостатки

Конструкция пневмопривода
1 – Поршень
2 – Цилиндр
3 – Шток
4 – Рука
5 – Захватное устройство
6 – Распределитель
7 – Дроссель
8 – Маслораспылитель
9 – Редукционный клапан
10 – Влагоотделитель
11 – Вентиль
12 - Штуцер

Основные параметры пневмопривода
Диаметр поршня цилиндра, расположенного горизонтально:
для вертикально расположенного цилиндра:
где рс – давление воздуха в сети (0,5…0,6 Мпа);
РН – нагрузка, Н;
G – вес исполнительного устройства, Н;
k1 – коэффициент, учитывающий отношение РН/РД, выбираемый в зависимости от скорости v и давления рс (в среднем k1 = 0,4…0,5);
k2 – коэффициент, учитывающий трение в цилиндре, выбираемый в зависимости от РН. При РН=0,6…60 кН, k2=0.5…0,05;
В – постоянная, В=11,3;
G – вес подвижных частей исполнительного устройства с объектом манипулирования.
Сила нагрузки РН определяется по формуле:
РН = РТ + РИ ± G
где РТ – сила трения;
РИ – сила инерции, РИ = mрd2x/dt2

Методы демпфирования
Торможение демпфером
Сила демпфирования РД :
где Δрз – перепад давления в кольцевом зазоре z;
dп – диаметр поршня демпфера.
Перепад давления Δрз :
где μ – динамическая вязкость жидкости;
b – длина демпфирующего зазора;
vЗ – скорость жидкости в зазоре.
Из условия неразрывности потока жидкости:
где v – скорость поршня исполнительного двигателя;
fЗ – площадь зазора.
Окончательная формула:

Методы демпфирования
Торможение поршня с использованием рабочего тела

Позиционирование пневмопривода

Пневматический следящий привод