1.6. Пневматичні передачі.
У пневматичних передачах носій енергії - стиснуте повітря, яке подається компресором під тиском 0,5...0,8 МПа. До складу пневматичної передачі, крім компресора, входить також повітрозбірник (ресивер), пневматичні двигуни обертальної і зворотньо-поступальної дії, мастиловологовідокремлювачі, повітряні фільтри, регулятори тиску, запобіжні клапани, а також з’єднувальні повітропроводи. Таку сукупність приладів, як і в гідравлічній передачі, називають пневматичним приводом. Його переваги: м’яка робота обладнання, порівняно проста схема будови і безвідмовність роботи. Однак у зв’язку з падінням тиску в системі і витіканням стиснутого повітря такі приводи мають невисокий ККД. Через це їх застосовують дуже рідко, лише в деяких видах допоміжного обладнання (в системі керування для плавного увімкнення механізмів у роботу та їх гальмування) в механізованому будівельному інструменті (пневматичні молоти, ручні вібратори та пневмомашини); для живлення різноманітної апаратури при опоряджувальних роботах; для транспортування будівельних матеріалів і т. п.
Основна складова частина пневматичного приводу - компресор, який приводиться у дію від електродвигуна чи двигуна внутрішнього згорання. У будівництві найчастіше застосовцються поршневі та ротаційні компресори.
Поршневі компресори бувають одно- та двоступеневого стискування.
У першому (рис. 1.35, а) при рухові поршня 3 в циліндрі 4 униз внаслідок розрідження відбувається засмоктування повітря через автоматично діючий клапан 5. Зворотньо-поступальний рух поршня здійснюється за допомогою колінвала 1 та шатуна 2. При рухові поршня угору повітря нагнітається під тиском через нагнітальний клапан 1 в повітрозбірник 8, звідки через роздавальні крани по повітропроводу підводиться до виконавчого механізму. Засмоктуване повітря очищається фільтром 6. Застосовувані в будівництві одноступеневі компресори створюють тиск 0,6...0,7 МПа при продуктивності до 0,15 м3/с.
У другому (рис. 1.35, б) повітря спершу стискається до тиску 0,2...0,25 МПа в циліндрі 9 першого ступеню, а тоді, пройшовши через холодильник 10, надходить у циліндр 11 другого ступеня, де стискується до тиску 0,8 МПа і подається в повітрозбірник. Двоступеневий компресор порівняно з одноступеневим подає повітря під тиском в 1,5...1,6 раза більше.
Повітрозбірник служить для створення запасу стиснутого повітря і рівномірної (без пульсації) подачі його до виконавчих механізмів, а також для охолодження і очищення повітря від води й мастил. Він обладнаний запобіжним клапаном, який спрацьовує при надлишковому тиску і випускає частину стиснутого повітря в атмосферу, а також манометром, який вказує тиск. Продуктивність таких компресорів становить 2...20 м3/хв і визначається за кількістю засмоктуваного з атмосфери повітря
, (1.65)
де S-
площа попереднього перерізу поршня,
м2;
h- хід поршня, м; К- кількість засмоктуваного
повітря за 1 оберт колінвалу в одному
циліндрі (для машин одинарної і подвійної
дії відповідно к=1 і 2); n- частота обертання
валу компресора, хв-1;
zц-
кількість циліндрів компресора;
-
коефіцієнт наповнення, який дорівнює
0,65...0,8.
Рис. 1.35. Компресори:
1- колінчатий вал; 2- шатун; 3- поршень; 4- циліндр; 5,7- засмоктуючий і нагнітаючий клапани; 6- фільтр; 8- повітрозбірник; 9,11- циліндри першої та другої ступені; 10- холодильник; 12- ротор; 13- лопатки; 14- корпус
Ротаційний компресор (рис. 1.35, в) складається з корпуса 14, всередині якого ексцентрично обертається ротор 12 із лопатками 13. Останні притискаються до корпуса відцентровими силами. При обертанні ротора повітря засмоктується лопатками і переміщується з широкої порожнини А у вузьку порожнину В. У цей час повітря стискається і тиск його підвищується.
До переваг ротаційних компресорів, порівняно з поршневими, належать: простота конструкції, більш рівномірна подача повітря. Недолік - менший ККД.
Продуктивність (м3/хв) ротаційних компресорів
, (1.66)
де
-
довжина ротора, м; D- діаметр статора,
м;
-
товщина лопатки, м; zл-
кількість лопаток; е- ексцентриситет,
м; n- частота обертаннь ротора, хв-1;
-
коефіцієнт наповнення 0,8...0,85