Пневматичне управління і пневмосистеми: що це

Пневматичні системи управління знайшли широке застосування в різноманітному виробничому обладнанні, техніки спеціального призначення та ін. Це повноцінні конкуренти гідравлічного, механічного, електричного приводу. Основна їх особливість – застосування в якості робочого середовища зрідженого або стисненого повітря.

Сучасне пневматична управління здатне вирішити навіть складні, неординарні завдання у сфері автоматизації виробничих процесів і машин. Широко воно використовується в випадках, коли потрібна підвищена швидкість роботи або немає можливості застосовувати інші види приводів виходячи з безпеки або складності експлуатаційного процесу. Познайомимося з пневматичними системами більш докладно, їх конструктивним рішенням, перевагами.

Знайомимося з основними термінами

Пневматичний привід – це силове пневматичне пристрій, призначений для дистанційного керування регулюючим органом в автоматизованих системах. В якості робочого середовища він використовує енергію стисненого повітря. Саме він приводить в рух машини та механізми, керує роботою технологічних процесів. Також енергія стисненого повітря задіюється в системах піскоструминного очищення, при розпиленні фарби, перемішуванні розчинів, транспортуванні сипучих матеріалів. Застосовується воно в процесі дуття в доменних печах і пр. Але все ж найбільш широку сферу застосування жатий повітря отримав в пневматичному приводі.

Пневматична система являє собою технічний контур, що включає всі ті пристрої, які в робочому процесі знаходяться в безпосередньому контакті зі стисненим повітрям. Мова йде про пневмораспределителях, пневмоциліндрі, пневмоприводах та інших пристроях, що приймають участь в автоматизації робочого процесу, управління пристроями, виконання корисної роботи.

Пневматичні приводи і системи управління знайшли широке застосування в системах автоматизації і механізації виробничих процесів у різних галузях:

• деревообробка;
• металообробка;
• упаковка;
• металургія;
• автомобіле - та верстатобудування;
• кондитерське і харчове виробництво;
• текстильна, взуттєва промисловість;
• ливарне виробництво;
• зварювальні підрозділу;
• кузнечнопрессовые цеху тощо

Вони оптимальні для областей, в яких роботи проводяться в умовах підвищеної запиленості, високих температур, підвищеної пожежної небезпеки. Вони ефективно справляються з завданнями транспортування, затиску, завантаження, квантування та ін.

Переваги пневматичних систем

У пневматичні систем управління досить багато переваг. Ось лише найбільш вагомі:

1. Простота конструктивного рішення. Тут немає передавальних механізмів, харчування – одноканальне. Позитивно позначається на вартості та обсяг робіт у ході експлуатаційного обслуговування.
2. Невисока вартість і швидкий період окупності.
3. Надійність і стабільність роботи в широкому температурному діапазоні, умовах підвищеної вологості, запиленості.
4. Абсолютна пожежо - та вибухобезпечність.
5. Тривалий період служби. Пневматичні системи можуть пропрацювати 10-50 млн. робочих циклів або 10 -20 тис. годин і більше.
6. Висока швидкість переміщення вихідної ланки виконавчих пристроїв. Якщо говорити про лінійний пристроях, то це близько 15 м/с, а для обертального – аж до 100 000 об*хв.
7. Простору отримання і передачі енергоносія.
8. Можливість забезпечення роботи від одного приводу кількох виконавчих механізмів.
9. Підвищена стійкість до тривалих перевантаження в роботі. А це означає, що не потрібні захисні пристрої для забезпечення стабільної та безаварійної роботи.
10. Простота регулювання швидкості обертання (актуально для обладнання обертального типу) і крутного моменту.
11. Підвищена безпека робіт для оператора.
12. Більш швидке спрацьовування в порівнянні з гідравлічними аналогами.
13. Короткі лінії повернення. У будь-який момент часу і з будь-якої точки системи повітря можна відводити в атмосферу.
14. Доступність робочого тіла. Повітря – абсолютно безкоштовна робоча середовище на відміну від гідравлічного масла, електроенергії.
15. Пневмоприводи легко гальмуються, аж до повної зупинки. Але також можна залишити їх і під навантаженням. При цьому споживання електроенергії буде мінімальним.

Але, поряд з усіма цими перевагами у пневматичних систем є і недоліки, які слід обов'язково враховувати у процесі вибору оптимального варіанту приводу. І один з найбільш вагомих з них пов'язаний з підвищеною стисливістю повітря. В процесі стискання він накопичує енергію, яка в будь-який момент часу може перейти в кінетичну (енергія рухомої повітряної маси) і стати причиною ударних навантажень. Щоб усунути такі потенційні проблеми в конструкцію систем пневматичного управління включаються додаткові механізми, що забезпечують плавність і точність ходу.

Ще одна проблема при роботі з даними системами – неможливість забезпечити точну фіксацію керуючих органів у визначеному проміжному положенні. Також слід знати, що при змінному навантаженні практично неможливо буде отримати стабільну і рівномірну швидкість повітряного потоку. Пневматичні системи також потребують використання мастила, а їх коефіцієнт корисної дії нижче, ніж у гідравлічних та електричних аналогів.

Конструктивне рішення пневматичної системи управління

Типова пневмосистема складається з двох контурів, що працюють спільно:

• Виробництво, підготовка і подача стиснутого повітря.
• Споживання стисненого повітря.

Виробництво, підготовка і подача стисненого повітря

Даний контур пневматичної системи включає наступні компоненти:

1. Компресор. Здійснює забір атмосферного повітря, його стиснення те необхідного тиску і подачу в робочий контур. В даному агрегаті механічна енергія перетворюється в пневматичну.
2. Електричний двигун. Приводить компресор в дію, забезпечує його необхідною для роботи енергією. Перетворює електричну енергію в механічну.
3. Реле тиску. Коригує роботу електродвигуна. На ньому задається мінімально можливий тиск, при якому електродвигун запускається в роботу і максимальну, при якому агрегат автоматично відключиться.
4. Зворотний клапан. Запобігає зворотна течія повітря з ресивера в компресор в разі зупинки останнього.
5. Ресивер. Резервуар, в якому зберігається стиснене повітря. Обсяг ресивера в системі визначається продуктивністю компресора. Чим більший потік він може нагнітати, тим більшого розміру резервуар потрібний для його зберігання.

Також в конструкції даного контуру обов'язково присутній манометр, що дозволяє візуально контролювати робочий тиск, запобіжний клапан, отводчик конденсату, осушувач, магістральний фільтр. Усі ці компоненти забезпечують стабільну та безаварійну роботу даної частини системи.

Споживання стисненого повітря

До споживачів підготовлений повітря подається з верхньої частини магістралі. Завдяки такому рішенню, конденсат, що утворився в ході технологічного процесу підготовки залишається в трубопроводі і самостійно стікає в отводчик. Подібний дренаж передбачається на кожному трубопроводі. Далі сухе повітря подається в блок підготовки. Тут у нього може додаватися розпорошену масло. Таке рішення забезпечує змазку пневмосистеми без включення сторонніх компонентів в контур.

Більш докладно з пристроєм даних систем і їх асортиментом можна ознайомитися в каталозі товарів «Hydromarket». Також можна звернутися за компетентною допомогою до фахівців компанії, зв'язавшись з ними по телефону або через форму зворотного зв'язку.