 |
Гидравлические и пневматические приводы. Курс лекций www. Gidravl. Com
|
|
|
|
- 5 -
2. Пожаро- и взрывобезопасность. Благодаря этому
достоинству пневмопривод не имеет конкурентов для
механизации работ в условиях, опасных по воспламенению и
взрыву газа и пыли, например в шахтах с обильным выделением
метана, в некоторых химических производствах, на
мукомольных предприятиях, т.е. там, где недопустимо
искрообразование. Применение гидропривода в этих условиях
возможно только при наличии централизованного источника
питания с передачей гидроэнергии на относительно большое
расстояние, что в большинстве случаев экономически
нецелесообразно.
3. Надежность работы в широком диапазоне температур,
в условиях пыльной и влажной окружающей среды. В таких
условиях гидро- и электропривод требуют значительно больших
затрат на эксплуатацию, т.к. при температурных перепадах
нарушается герметичность гидросистем из-за изменения зазоров
и изолирующих свойств электротехнических материалов, что в
совокупности с пыльной, влажной и нередко агрессивной
окружающей средой приводит к частым отказам. По этой
причине пневмопривод является единственным надежным
источником энергии для механизации работ в литейном и
сварочном производстве, в кузнечно-прессовых цехах, в
некоторых производствах по добыче и переработке сырья и др.
Благодаря высокой надежности пневмопривод часто
используется в тормозных системах мобильных и стационарных
машин.
4. Значительно больший срок службы, чем гидро- и
электропривода. Срок службы оценивают двумя показателями
надежности: гамма-процентной наработкой на отказ и гамма-
процентным ресурсом. Для пневматических устройств
циклического действия ресурс составляет от 5 до 20 млн. циклов
|
|
|
в зависимости от назначения и конструкции, а для устройств
нециклического действия около 10-20 тыс. часов. Это в 2 - 4
раза больше, чем у гидропривода, и в 10-20 раз больше, чем у
электропривода.
5. Высокое быстродействие. Здесь имеется в виду не
скорость передачи сигнала (управляющего воздействия), а
реализуемые скорости рабочих движений, обеспечиваемых
высокими скоростями движения воздуха. Поступательное
движение штока пневмоцилиндра возможно до 15 м/с и более, а
ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ И ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПРИВОДЫ. Курс лекций www.gidravl.com
- 6 -
частота вращения выходного вала некоторых пневмомоторов
(пневмотурбин) до 100 000 об/мин. Это достоинство в полной
мере реализуется в приводах циклического действия, особенно
для высокопроизводительного оборудования, например в
манипуляторах, прессах, машинах точечной сварки, в
тормозных и фиксирующих устройствах, причем увеличение
количества одновременно срабатывающих пневмоцилиндров
(например в многоместных приспособлениях для зажима
деталей) практически не снижает время срабатывания. Большая
скорость вращательного движения используется в приводах
сепараторов, центрифуг, шлифовальных машин, бормашин и др.
Реализация больших скоростей в гидроприводе и
электроприводе ограничивается их большей инерционностью
(масса жидкости и инерция роторов) и отсутствием
демпфирующего эффекта, которым обладает воздух.
6. Возможность передачи пневмоэнергии на относительно
большие расстояния по магистральным трубопроводам и
снабжение сжатым воздухом многих потребителей. В этом
отношении пневмопривод уступает электроприводу, но
значительно превосходит гидропривод, благодаря меньшим
потерям напора в протяженных магистральных линиях.
Электрическая энергия может передаваться по линиям
электропередач на многие сотни и тысячи километров без
|
|
|
ощутимых потерь, а расстояние передачи пневмоэнергии
экономически целесообразно до нескольких десятков
километров, что реализуется в пневмосистемах крупных горных
и промышленных предприятий с централизованным питанием
от компрессорной станции.
Известен опыт создания городской компрессорной станции
в 1888 г. одним из промышленников в Париже. Она снабжала
заводы и фабрики по магистралям протяженностью 48 км при
давлении 0,6 МПа и имела мощность до 18500 кВт. С
появлением надежных электропередач ее эксплуатация стала
невыгодной.
Максимальная протяженность гидросистем составляет
около 250-300 м в механизированных комплексах шахт для
добычи угля, причем в них используется обычно менее вязкая
водно-масляная эмульсия.
7. Отсутствие необходимости в защитных устройствах
от перегрузки давлением у потребителей. Требуемый предел
ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ И ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПРИВОДЫ. Курс лекций www.gidravl.com
- 7 -
давления воздуха устанавливается общим предохранительным
клапаном, находящимся на источниках пневмоэнергии.
Пневмодвигатели могут быть полностью заторможены без
опасности повреждения и находиться в этом состоянии
длительное время.
8. Безопасность для обслуживающего персонала при
соблюдении общих правил, исключающих механический
травматизм. В гидро- и электроприводах возможно поражение
электрическим током или жидкостью при нарушении изоляции
или разгерметизации трубопроводов.
9. Улучшение проветривания рабочего пространства за
счет отработанного воздуха. Это свойство особенно полезно в
горных выработках и помещениях химических и
металлообрабатывающих производств.
10. Нечувствительность к радиационному и
электромагнитному излучению. В таких условиях
электрогидравлические системы практически непригодны. Это
достоинство широко используется в системах управления
космической, военной техникой, в атомных реакторах и т.п.
Несмотря на вышеописанные достоинства, применяемость
пневмопривода ограничивается в основном экономическими
соображениями из-за больших потерь энергии в компрессорах и
пневмодвигателях, а также других недостатков, описанных
ниже.
1. Высокая стоимость пневмоэнергии. Если гидро- и
|
|
|
электропривод имеют КПД, соответственно, около 70 % и 90 %,
то КПД пневмопривода обычно 5-15 % и очень редко до 30 %.
Во многих случаях КПД может быть 1 % и менее. По этой
причине пневмопривод не применяется в машинах с
длительным режимом работы и большой мощности, кроме
условий, исключающих применение электроэнергии (например,
горнодобывающие машины в шахтах, опасных по газу).
2. Относительно ____________большой вес и габариты пневмомашин
из-за низкого рабочего давления. Если удельный вес
гидромашин, приходящийся на единицу мощности, в 5-10 раз
меньше веса электромашин, то пневмомашины имеют примерно
такой же вес и габариты, как последние.
3. Трудность обеспечения стабильной скорости движения
выходного звена при переменной внешней нагрузке и его
фиксации в промежуточном положении. Вместе с тем мягкие
|
|
|
