Пневматический двигатель это кратко

Обновлено: 05.07.2024

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,

· использование под водой,

· литейные, металлургические заводы и электростанции,

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.

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

· можно нагружать до полного останова

· защищен от перегрузок

· увеличение момента при монтажной нагрузке

· низкие расходы на установку

· простое техническое обслуживание

· безопасен в работе (пыль, газ, вода)

· небольшой вес и маленький размер

· высокая плотность мощности

· общая используемая мощность

· интервалы технического обслуживания

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ

· можно нагружать до полного останова

· защищен от перегрузок

· безопасен в работе (пыль, газ, вода)

· высокая плотность мощности

· отношение выходной мощности к размеру

· опасность утечки масла

· высокие расходы на установку

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

· общая используемая мощность

· интервалы технического обслуживания

· риск возникновения неисправности при перегрузке

· угроза безопасности любой электроустановки

По всем техническим и коммерческим вопросам, касаемых пневмодвигателей, Вы можете обращаться к специалистам компании "ИНТЕРТУЛМАШ".

Виртуальный тур, Выставка произведений искусства, История открытия, Глобальный культурный Интернет.

Пневматический двигатель (воздушный двигатель) или двигатель сжатого воздуха — это тип двигателя, который выполняет механические работы за счет расширения сжатого воздуха. Пневматические двигатели обычно преобразуют энергию сжатого воздуха в механическую работу посредством линейного или вращательного движения. Линейное движение может поступать либо от диафрагмы, либо от поршневого привода, в то время как вращательное движение обеспечивается либо воздушным двигателем типа лопастного типа, и поршневым воздушным двигателем, либо воздушной турбиной, либо двигателем редуктора.

Пневматические двигатели существовали во многих формах за последние два столетия, варьируя от ручных двигателей до двигателей до нескольких сотен лошадиных сил. Некоторые типы полагаются на поршни и цилиндры; другие на щелевых роторах с лопастями (лопастные двигатели) и другие используют турбины. Многие двигатели сжатого воздуха улучшают свои рабочие характеристики, нагревая поступающий воздух или сам двигатель. Пневматические двигатели получили широкое распространение в ручном инструментальном производстве, но также используются в широком спектре промышленных применений. Постоянно предпринимаются попытки расширить их использование в транспортной отрасли. Тем не менее, пневматические двигатели должны преодолевать неэффективность, прежде чем рассматривать их как жизнеспособный вариант в транспортной отрасли.

линейный
Для достижения линейного движения из сжатого воздуха наиболее часто используется система поршней. Сжатый воздух подается в воздухонепроницаемую камеру, в которой находится вал поршня. Также внутри этой камеры пружина наматывается вокруг вала поршня, чтобы полностью закрыть камеру, когда воздух не закачивается в камеру. Когда воздух подается в камеру, сила на поршневом валу начинает преодолевать силу, действующую на пружину. Когда в камеру поступает больше воздуха, давление увеличивается, и поршень начинает двигаться вниз по камере. Когда он достигает максимальной длины, давление воздуха выходит из камеры, а пружина завершает цикл, закрывая камеру, чтобы вернуться в исходное положение.

Поршневые двигатели наиболее часто используются в гидравлических системах. По сути, поршневые двигатели такие же, как и гидравлические двигатели, за исключением того, что они используются для преобразования гидравлической энергии в механическую энергию.

Поршневые двигатели часто используются в серии из двух, трех, четырех, пяти или шести цилиндров, которые заключены в корпус. Это позволяет увеличить мощность поршней, поскольку несколько двигателей синхронно друг с другом в определенное время их цикла.

Эти пневматические двигатели представляют собой пневматические цилиндры или стержни. В последнем линейное смещение стержня получается под действием сжатого воздуха на одной поверхности поршня, а другая сторона поршня находится под более низким давлением, обычно близким к атмосферному. Гнездо позволяет вам проявлять максимальную силу

F = Δp × S
Δp — максимальная разность давлений между двумя гранями поршня, а S — сечение.

Цилиндры одностороннего действия имеют только одну камеру, а возврат поршня в исходное положение обеспечивается пружиной. Цилиндры двойного действия имеют две камеры с обеих сторон поршня, которые поочередно поставляются с сжатым воздухом или истощены.

Эти цилиндры позволяют получать высокие скорости перемещения, которые, как требуется, требуют правильной калибровки впускных и выпускных клапанов и подачи сжатого воздуха.

Линейное перемещение может быть преобразовано в ограниченное угловое вращение механическим устройством.

Ротационные лопастные двигатели
Тип пневматического двигателя, известного как двигатель с вращающейся лопастью, использует воздух для создания вращательного движения на валу. Вращающийся элемент представляет собой щелевой ротор, который установлен на приводном валу. Каждый слот ротора оснащен свободно скользящей прямоугольной лопастью. Лопасти выдвигаются на стенки корпуса с использованием пружин, кулачкового действия или давления воздуха, в зависимости от конструкции двигателя. Воздух накачивается через вход двигателя, который толкает лопасти, создавая вращательное движение центрального вала. Скорости вращения могут варьироваться от 100 до 25 000 об / мин в зависимости от нескольких факторов, которые включают в себя количество давления воздуха на входе двигателя и диаметра корпуса.

Эти двигатели могут быть простыми цилиндрами для непосредственного получения вращения оси с ограниченной амплитудой или устройствами, обеспечивающими непрерывное вращение оси, которое может быть заменено на электродвигатели, особенно для приложений, требующих большой гибкости в работе, и особенно высоких крутящий момент при низкой скорости или ноль. Эти двигатели могут быть турбиной или поршнем.

Одно применение для воздушных двигателей с воздушным движением — запуск крупных промышленных дизельных или газовых двигателей. Сохраненная энергия в виде сжатого воздуха, азота или природного газа поступает в герметичную моторную камеру и оказывает давление на лопатки ротора. Это приводит к тому, что ротор вращается с высокой скоростью. Поскольку моторный маховик требует большого крутящего момента для запуска двигателя, используются редукторы. Редукторы обеспечивают высокий крутящий момент при меньшем количестве энергии. Эти редукторы обеспечивают достаточный крутящий момент, создаваемый маховиком двигателя, когда он зацепляется шестерней пневматического двигателя или стартера воздуха.

операция
Работа газораспределительного двигателя соответствует двигателю парового двигателя, оба относятся к поршневым двигателям. Впускной клапан открывается, оставляя газ высокого давления в расширительной камере (цилиндре). После закрытия впускного клапана газ расширяется до конечной точки расширения. Как правило, газ остывает, d. H. его температура падает сама по себе. Температура окружающей среды обычно выше, чем температура газа, и газ может поглощать некоторое количество тепла через стенку лампы, т. Е. Тепловую энергию, что немного увеличивает выход (= механическая энергия на выходное давление x объем газа давления). Газ протекает через выпускной клапан с требуемым остаточным давлением. Двигатель может быть сконструирован как поршневой двигатель с одним или двумя действиями. В диапазоне малой мощности также доступны вращающиеся поршни.

Механическая работа, производимая газораспределительным двигателем, возникает из-за энтальпии, хранящейся в газе в случае адиабатического расширения. При изотермической релаксации высвобождающаяся механическая работа увеличивается вокруг поглощенной эксергии.

Другой способ изменить энтальпию, содержащуюся в сжатом газе, на вращательное движение, которое предлагает лопастной мотор.

В качестве регуляторов давления могут использоваться газораспределительные двигатели. Областью применения больших двигателей расширения газа (> 5 кВт) является извлечение энергии при добыче газа из газопроводов.

Наиболее распространенным является использование небольших газовых расширительных двигателей, работающих на сжатом воздухе, которые управляют ручными инструментами. Также относительно распространено использование свободно-поршневых машин, работающих в качестве насоса.

В принципе, пневматический двигатель также может использоваться в качестве источника привода транспортного средства, но в прошлом в него были помещены напорные резервуары с такой энтропией настолько малыми, а общая эффективность была настолько низкой, что использование было неэкономичным. Для торпед воздушные двигатели использовались в течение длительного времени.

Воздушные двигатели использовались и используются в подземной разработке. В суровом, влажно-пыльном климате под землей в замкнутых туннелях, проводники и токоприемники трудно реализовать. Особенно в угольной промышленности происходит выброс горючего метана. Метан и / или угольная пыль образуют взрывоопасные смеси с воздухом, которые должны быть сохранены от искр, когда они происходят в электрических цепях.

С 1990-х годов и до 2002 года были проекты и объявления о том, что должен быть готовый к производству автомобиль с пневматическим приводом, Aircar или пневматический автомобиль. Эти объявления были возобновлены французской фирмой из Люксембурга, объявив, что она намерена производить OneCat с 2009 года. Объявление не было выполнено.

заявка
Широкое применение пневматических двигателей — это ручные инструменты, ударные гайковерты, импульсные инструменты, шуруповерты, гайковерты, сверла, шлифовальные машины, шлифовальные машины и т. Д. Пневматические двигатели также используются стационарно в широком спектре промышленных применений. Хотя общая энергоэффективность пневматического инструмента низкая, и они требуют доступа к источнику сжатого воздуха, есть несколько преимуществ по сравнению с электрическими инструментами. Они обеспечивают большую плотность мощности (меньший пневматический двигатель может обеспечивать такое же количество мощности, как и более крупный электродвигатель), не требуют дополнительного регулятора скорости (добавляя его компактность), выделяют меньше тепла и могут использоваться в более летучих атмосферах поскольку они не требуют электроэнергии и не создают искр. Они могут быть загружены для остановки с полным крутящим моментом без повреждений.

Исторически многие люди пытались применить пневматические двигатели к транспортной отрасли. Гай Негре, генеральный директор и основатель Zero Pollution Motors, впервые начал заниматься этим полем с конца 1980-х годов. Недавно Engineair также разработал роторный двигатель для использования в автомобилях. Engineair немедленно помещает двигатель рядом с колесом транспортного средства и не использует промежуточных частей для передачи движения, что означает, что почти вся энергия двигателя используется для вращения колеса.

История в транспорте
Пневматический двигатель впервые был применен к транспортному средству в середине 19 века. Хотя мало известно о первом записанном пневматическом транспортном средстве, говорят, что французы Андроуд и Тесси Мотей провели 9 июля 1840 года автомобиль, который был оснащен пневматическим двигателем на испытательном треке в Шайло, Франция. Хотя автомобиль тест, как сообщалось, был успешным, пара не исследовала дальнейшее расширение дизайна.

Первым успешным применением пневматического двигателя при транспортировке был воздушный двигатель системы Mekarski, используемый в локомотивах. Инновационный двигатель Mekarski преодолел охлаждение, которое должно сопровождаться расширением воздуха путем нагревания воздуха в маленьком котле до его использования. Трамвай де Нант, расположенный в Нанте, Франция, был отмечен за то, что он первым использовал двигатели Мекарски для управления своим флотом локомотивов. 13 декабря 1879 года трамвай начал свою работу и продолжает функционировать сегодня, хотя в 1917 году были заменены пневматические трамваи более эффективными и современными электрическими трамваями.

Американский Чарльз Ходжес также нашел успех с пневматическими двигателями в локомотивной промышленности. В 1911 году он разработал пневматический локомотив и продал патент Х.К. Porter в Питтсбурге для использования в угольных шахтах. Поскольку пневматические двигатели не используют сжигание, они были гораздо более безопасным вариантом в угольной промышленности.

Многие компании утверждают, что разрабатывают компрессорные автомобили, но ни один из них не доступен для покупки или даже независимого тестирования.

инструменты
Ударные гайковерты, импульсные инструменты, гайковерты, шуруповерты, сверла, шлифовальные машины, шлифовальные станки, шлифовальные станки, зубные сверла и другие пневматические инструменты используют различные воздушные двигатели. К ним относятся лопастные двигатели, турбины и поршневые двигатели.

Торпеды
Наиболее успешные ранние формы самоходных торпед использовали сжатый воздух под высоким давлением, хотя это было заменено двигателями внутреннего или внешнего сгорания, паровыми двигателями или электродвигателями.

Железнодорожные пути
Двигатели сжатого воздуха использовались в трамвае и шунтерах, и в итоге нашли успешную нишу в горных локомотивах, хотя в итоге их заменили электропоездами, подземными. В течение многих лет конструкции увеличивались по сложности, что приводило к созданию трехтактного двигателя с воздухоочистителями между каждой ступенькой. Для получения дополнительной информации см. Беспомощный локомотив и система Мекарски.

Рейс
Транспортные самолеты категории, такие как коммерческие авиалайнеры, используют пускатели сжатого воздуха для запуска основных двигателей. Воздух подается от компрессора нагрузки вспомогательного силового агрегата самолета или наземного оборудования.

Водные ракеты используют сжатый воздух для питания своей струи воды и создания тяги, они используются как игрушки.

Air Hogs, игрушечный бренд, также использует сжатый воздух для питания поршневых двигателей в игрушечных самолетах (и некоторых других игрушечных машинах).

автомобильный
В настоящее время наблюдается некоторый интерес к разработке авиационных автомобилей. Для них было предложено несколько двигателей, хотя ни один из них не продемонстрировал производительность и долгую жизнь, необходимые для личного транспорта.

Energine
Корпорация Energine была южнокорейской компанией, которая заявила, что доставляет полностью собранные автомобили, работающие на гибридном сжатом воздухе и электрическом двигателе. Сжиженный двигатель используется для активации генератора переменного тока, который расширяет автономную рабочую мощность автомобиля. Генеральный директор был арестован за мошенничество в продвижении воздушных двигателей с ложными утверждениями.

EngineAir
MotorAir, австралийская компания, производит роторный двигатель, работающий на сжатом воздухе под названием The Di Pietro motor. Концепция двигателя Di Pietro основана на роторном поршне. В отличие от существующих роторных двигателей, двигатель Ди Пьетро использует простой цилиндрический роторный поршень (привод вала), который катится с небольшим трением внутри цилиндрического статора.

Его можно использовать в лодках, автомобилях, грузовиках и других транспортных средствах. Для преодоления трения требуется только 1 psi (≈ 6,8 кПа) давления. Двигатель был также показан в программе ABC New Inventors в Австралии 24 марта 2004 года.

K’Airmobiles
Автомобили K’Airmobiles предназначались для коммерциализации из проекта, разработанного во Франции в 2006-2007 годах небольшой группой исследователей. Однако проект не смог собрать необходимые средства.

Люди должны отметить, что, тем временем, команда признала физическую невозможность использования встроенного сжатого воздуха на борту из-за его плохой энергетической емкости и тепловых потерь, вызванных расширением газа.

MDI
В оригинальном воздушном двигателе Nègre один поршень сжимает воздух из атмосферы для смешивания с сохраненным сжатым воздухом (который резко охлаждается по мере его расширения). Эта смесь управляет вторым поршнем, обеспечивая фактическую мощность двигателя. Двигатель MDI работает с постоянным крутящим моментом, и единственный способ изменить крутящий момент на колеса — использовать передачу шкива с постоянным изменением, теряя некоторую эффективность. Когда автомобиль остановлен, двигатель MDI должен был работать и работать, теряя энергию. В 2001-2004 годах MDI переключился на дизайн, аналогичный описанному в патентах Regusci (см. Ниже), которые относятся к 1990 году.

В 2008 году сообщалось, что индийский производитель автомобилей Tata рассматривал двигатель сжатого воздуха MDI как вариант на своих недорогих автомобилях Nano. Tata объявила в 2009 году, что автомобиль с пневматическим двигателем оказался трудноразвивающимся из-за его низкого диапазона и проблем с низкой температурой двигателя.

квазитурбинного
Пневматический квазитурбинный двигатель представляет собой бесколлекторный роторный двигатель сжатого воздуха с использованием ромбовидного ротора, стороны которого шарнирно соединены с вершинами.

Quasiturbine продемонстрировал как пневматический двигатель, используя запасенный сжатый воздух

Он также может воспользоваться преимуществами усиления энергии, которые можно использовать при использовании доступного внешнего тепла, такого как солнечная энергия.

Квазитурбина вращается от давления до 0,1 атм (1,47 фунта на квадратный дюйм).

Так как Quasiturbine — это двигатель с чистым расширением, в то время как у Ванкеля и большинства других роторных двигателей нет, он хорошо подходит как сжатый жидкостный двигатель, воздушный двигатель или воздушный двигатель.

Regusci
Версия авиационного двигателя Armando Regusci соединяет трансмиссию непосредственно с колесом и имеет переменный крутящий момент от нуля до максимума, повышая эффективность. Патенты Regusci датируются 1990 годом.

Командный психо-активный
Psycho-Active разрабатывает многотопливное / воздушно-гибридное шасси, которое призвано служить основой для линии автомобилей. Заявленная производительность составляет 50 л.с. / литр. Двигатель сжатого воздуха, который они используют, называется двигателем DBRE или Ducted Blade Rotary Engine.

Конструкции неработающих воздушных двигателей

Конжекторный двигатель
Мильтон М. Конгер в 1881 году запатентовал и предположительно построил двигатель, который убегал от сжатого воздуха или пара, используя гибкую трубку, которая образует клиновидную или наклонную стенку или абатмент в задней части тангенциального подшипника колеса и продвигает его с большей или меньшей скоростью в соответствии с давлением движущей среды.

Пневматические двигатели (моторы) могут использоваться в качестве самостоятельной энергетической установки – для обеспечения работы автономного оборудования, либо как движущий элемент ручного механизированного пневмоинструмента (например, дрелей, шлифовальных машин и других).

Принцип работы пневмодвигателей

В первом случае расширение воздуха обеспечивается за счёт работы поршня, во втором – используется кинетическая энергия, вырабатываемая лопатками (пластинами) турбины.

В частности, при работе пластинчатого пневматического мотора происходит следующее: сжатый воздух через распределитель подаётся в полость корпуса, а затем – на лопасти, вследствие чего и обеспечивается вращение ротора. В поршневых ротационных моделях сжатый воздух подаётся на поршень, который через штоки передаёт его силу на планшайбы, благодаря чему возникают окружная сила и, как следствие, вращающий момент.

Более компактными, простыми по своей конструкции, а также более надёжными являются пластинчатые пневматические моторы, что и объясняет их большую популярность и распространенность. Основными элементами стандартных пластинчатых моделей являются корпус, ротор, сами пластины (лопасти), толкающий элемент (пружина) и фланец с подшипниками.

При изготовлении пневмоинструмента часто используются турбинные двигатели, также отличающиеся достаточно простой конструкцией. В них сжатый воздух, подаваемый в корпус через сопла, заставляет вращаться турбину и рабочий вал.

В общем, работа пневмодвигателей во многом схожа с работой аналогичных гидравлических устройств.

Типы и виды

Существует несколько разновидностей пневматических двигателей. Последние могут отличаться по типу создаваемого движения: прямолинейного возвратно-поступательного или вращательного (ротационного).

Различают также пневмоприводы одностороннего и двустороннего действия, пневмоцилиндры рычажные и с цепной передачей.

Что касается редукторов, посредством которых рабочий механизм соединяется с источником энергии, то он может быть червячным, планетарным или геликоидальным. Каждая из перечисленных трансмиссий имеет определенные преимущества и недостатки (относительно эффективности, стоимости, способа установки и размеров).

Основные характеристики

Рассматривая различные типы и модели пневмодвигателей при выборе подходящего устройства для конкретных целей, в первую очередь необходимо обратить внимание на следующие их характеристики:

максимальная мощность (Лс, Квт),
скорость при максимальной мощности (об./мин.),
крутящий момент при максимальной мощности (Н/м),
потребление (расход) сжатого воздуха (м 3 /мин.).

Следует учитывать показатели соотношения рабочей мощности, скорости и крутящего момента (Н/м) мотора, поскольку именно от этого зависит как эффективность работы механизма, так и срок его службы. Рабочие характеристики устройства в различных условиях работы, как правило, обозначены в инструкции каждой модели.

Сравнение с гидравлическими и электрическими аналогами. Преимущества пневматики

Пневматические двигатели (а двигатели, работающие за счёт силы воздуха, применяются человеком уже более двух столетий) имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с гидравлическими и электрическими двигателями.

Главным преимуществом пневмомоторов, по сравнению с электрическими, является их пригодность для работы в условиях высокой взрывоопасности – здесь они просто незаменимы. Кроме того, двигатели, действующие за счет энергии сжатого воздуха, способны обеспечить эффективную работу в условиях вибрации, повышенной влажности и температуры.

Если говорить о гидравлических двигателях, то, как и пневматические агрегаты, они отличаются небольшим весом и компактными размерами, простотой конструкцией и высокой мощностью. Кроме того, они обеспечивают хорошую работоспособность даже в случае перегрузок и при этом безопасны в условиях повышенной температуры и взрывоопасности. Однако при этом нельзя забывать о возможности утечки масла, что небезопасно, а также о высоких затратах на установку данного механизма.

Пневмоприводы производства лучших мировых брендов, наряду с малым весом и размерами, отличают также высокая мощность, взрыво- и пожаробезопасность (наличие сертификации АТЕХ). Двигатели данного типа, в отличие от электрических аналогов, позволяют проводить работы в любом положении и в любых производственных условиях – например, при повышенной запыленности. Пневматические инструменты и оборудование могут работать длительное время без остановки, что позволяет повысить производительность труда. Если сравнивать с гидравлическими двигателями, то пневматический механизм не требует высоких затрат на установку и нуждается в минимуме технического обслуживания. В пользу пневматики говорит и высокая износоустойчивость устройства, значительно превышающая этот показатель тех же электрических моделей.

Применение пневмодвигателей

Спектр применения современных пневматических двигателей различного типа и мощности весьма широк, что объясняется их преимуществами.

Если говорить о медицине, то благодаря пневматическим устройствам работают, например, аппараты искусственного сердца и лёгких, а также приборы вспомогательного кровообращения, дыхательная, наркозная и прочая аппаратура.

Незаменимы пневмодвигатели в горном и добывающем деле. Благодаря им обеспечиваются перегонка и подача нефти на поверхность, а также вентиляция угольных шахт.

Сила воздуха успешно используется на машиностроительных предприятиях – для решения самых различных задач, в частности, для обеспечения работы всевозможных станков, инструментов и приспособлений.

Благодаря пневматике работают различные распылители, смесители, вибраторы, циркуляторы, галтовочные машины, автомойки и многие другие.

Как устанавливаются мировые цены на нефть?

Коленчатый подъемник

Три точки роста на восточной окраине России

Инженерные исследования для строительства

Преимущества покупки готового ООО

Русал и СУЭК будут использовать полукокс бурого угля для производства кремния

Где купить станок для изготовления сетки-рабицы

Приостановлена работа шахты Колмогоровская-2

Оставить отзыв Отменить Ответить

Быстрые ссылки

Контакты

Некоммерческий информационно-аналитический интернет-ресурс "Промышленность России и СНГ".

© 2022 Использование материалов, размещённых на сайте, разрешается при условии прямой, открытой для поисковых систем, ссылки. Ссылка должна быть размещена в независимости от полного либо частичного использования материалов.

Воздух в двигателе сжатым представляет собой тип двигателя , который получает свою механическую энергию от расширения из сжатого воздуха перед входом в двигателе.

Двигатель внутреннего сгорания , также получает свою механическую энергию от расширения сжатого воздуха, а воздух вводится несжатым в двигатель внутреннего сгорания. Фактически, воздух, воздействующий на поршень, был сжат в результате сгорания на предыдущей фазе циклического процесса работы двигателя внутреннего сгорания .

Резюме

Рейтинг

Как правило, работа извлекается из сжатого воздуха (подразумевается: воздух с давлением, превышающим давление окружающего воздуха) с помощью стенки (поршня), которая с одной стороны подвергается давлению окружающего воздуха, а с другой стороны. стороны давления сжатого воздуха на поверхность S. Сила, создаваемая на поршень перепадом давления Δp , тогда равна:

Если создаваемая сила превышает сопротивление движению поршня, указанный поршень будет перемещаться и, таким образом, создавать механическую работу.

Мы можем классифицировать различные возможные двигатели в зависимости от траектории движения поршня и способа передачи движения.

Линейное движение

Эти пневматические двигатели представляют собой пневматические или штоковые цилиндры с механическими ограничениями, допускающими только линейное перемещение.

Эти цилиндры позволяют достичь высоких скоростей рабочего объема, для чего требуется правильный размер впускных и выпускных клапанов и подачи сжатого воздуха.

Линейное перемещение может быть преобразовано в поворот на угол, ограниченный механическим устройством.

Движение вращения

Эти двигатели могут быть турбинными или поршневыми, что обеспечивает непрерывное вращение оси и может заменять электродвигатели, особенно для приложений, требующих большой гибкости работы и, в частности, высокого крутящего момента при низкой или нулевой скорости. Из-за отсутствия искр этот тип двигателя широко используется во всех потенциально взрывоопасных средах (например, в автомобильном гараже).

Приложения

Стартер силового двигателя

По сравнению с электрическими стартерами, воздушные стартеры имеют более высокую удельную мощность.

Электрические стартеры их проводка может стать чрезмерно горячей, если для запуска двигателя требуется больше времени, чем ожидалось, в то время как воздушные стартеры могут работать до тех пор, пока есть запас сжатого воздуха. Пневматические стартеры намного проще и совместимо с газотурбинными двигателями. Поэтому они используются на многих моделях больших турбовинтовых двигателей, установленных на коммерческих и военных самолетах.

Пневматические автомобили

Расширение сжатого воздуха очень рано использовалось в качестве энергии движения для различных транспортных средств. Если воздух, хранящийся после сжатия, не содержит каких-либо загрязняющих веществ, и если двигатель не нуждается в смазке, этот тип двигателя не выделяет ни дыма, ни загрязняющих газов и работает тише, чем двигатель внутреннего сгорания .

Первые практические применения в автомобилестроении воздуха обратно в XIX - го века , во время развития железных дорог , где в некоторых ситуациях, таких как добыча полезных ископаемых сетей и туннелирование, это было необходимо , чтобы избежать загрязнения окружающей среды и пожарной опасности , присущие паровоза .
Мы также можем сослаться на трамваи системы Mekarski , введенные в эксплуатацию в 1879 году в Нанте, а затем в районе Парижа, которые ходили там 40 лет.

Другие приложения

С самого начала энергия профессионального отбойного молотка была сжатым воздухом. Пневматические двигатели широко используются в работе мастерских или лабораторных устройств: шуруповертов , дрелей , гвоздезабивателей , стоматологических боров и т. Д.

Пневматическая передача информации используется очень давно, от первых пароходов, например, до лифтов, грузовиков или самолетов. Полностью электрическая политика привела к постепенному отказу от этого средства передачи в начале 2000-х годов.
Пневматическая передача небольших предметов и документов также широко использовалась в течение 2 столетий, и до сих пор существует множество примеров пневматических трубок. В банках, супермаркетах , дорожные сборы и т. д.

Сжатый воздух также использовался на линиях сборки часового оборудования с пневматическими логическими ячейками; воздух из ячеек также используется для создания небольшого давления в туннеле цепи, что предотвращает отложение пыли на собираемых элементах.

Разработка новых двигателей

Последние разработки в двигателях сжатого воздуха в основном относятся к двигателям, которые будут использоваться для приведения в движение транспортных средств, работающих на сжатом воздухе .

Две компании выполнили такие разработки: одна корейская Energine, другая французская MDI, управляемая производителем двигателей Ги Негре .
Новичок, Режис Муньос, только что изобрел роторный двигатель, который также работает со сжатым воздухом [ исх. желаемый] . Этот роторный двигатель может работать как колесный двигатель, например электродвигатель.

Инженеры компании Energine смогли изготовить из Daewoo Matiz гибридный прототип электродвигателя / пневмодвигателя (PHEV, Pneumatic Hybrid Electric Vehicle). Двигатель со сжатым воздухом фактически используется для привода генератора переменного тока, который вырабатывает электроэнергию, чтобы увеличить запас хода транспортного средства. Автомобиль исправен, многие журналисты смогли его протестировать для дачи показаний. Отрицательным моментом остается автономность, ограниченная емкостью текущих электрических батарей.

Что касается второй компании, французской, то у нее другая технология. Пневматический двигатель - это главный двигатель, которому в случае необходимости в дополнительной мощности помогает двигатель-генератор [ см. желаемый] . Развитие всего продолжается. Возможные применения многочисленны (автомобильная, морская, промышленная и т . Д. ).

В 2004 году исследователи из Квебека предложили квазитурбину, вдохновленную турбиной, улучшили поршень и роторный двигатель. Удовлетворительный прототип картинга с сжатым воздухом, хотя и не очень мощный, но с ограниченной автономностью, был представлен осенью 2004 года в Монреале, за ним последовал прототип небольшого транспортного средства.

В начале 2014 года группа Tata Motors анонсировала модель Mini Cat, полностью работающую на сжатом воздухе. Но самоубийство генерального директора Tata Motors Карла Слайма стало достоянием общественности. 27 января 2014 г. в Бангкоке, находясь там для участия в заседании Совета директоров Tata Motors Thailand; С тех пор никаких новых анонсов по этому автомобилю не поступало.

Читайте также: