Гідро- і пневмопривід

У гідро- і пневмоприводах енергія стисненого газу (здебільшого повітря) або рідини перетворюється в механічну енергію. Позитивними властивостями гідро-і пневмоприводів є великі зусилля, які вони розвивають, і здатність забезпечити прямолінійний рух. За будовою гідро- і пневмоприводи поділяються на мембранні і поршневі. Якщо у камеру під мембраною подати робочу речовину під тиском, то робочий шток, - долаючи опір пружини і самої мембрани, переміщуватиметься у крайнє положення. Аналогічним чином діє і поршневий привід. Якщо робочою речовиною заповнюється камери з обох боків від поршня, то поршень рухатиметься в той чи протилежний бік, залежно від співвідношення тисків у камерах.

На практиці знайшли застосування двокаскадні поршневі приводи: один поршень (керівний) керує перерозподілом робочої речовини у камерах другого (робочого) поршня. Перерозподіл робочої речовини в першому керівному поршні здійснюється за допомогою електромагнітного перетворювача.

Гідравлічні й пневматичні двигуни. Гідравлічні й пневматичні двигуни перетворять енергію робітничого середовища, що перебуває під тиском, у механічну енергію поступального або обертового руху. Як робоче середовище в пневмодвигунах використовується стиснене повітря або газ, а в гідродвигунах - мінеральне масло, синтетичні рідини й тд. Дані двигуни широко застосовуються насамперед у пристроях силового привода верстатів, піднімальних механізмів, автоматичних маніпуляторах, в авіаційній і ракеткою техніці й т.д.

Гідро- і пневмодвигуни здатні розвивати дуже більші зусилля при малих габаритах. По цих параметрах вони перевершують всі інші види двигунів, причому можуть працювати в значно більше тяжких умовах експлуатації. По конструкції й принципу дії між гідравлічними й пневматичними двигунами немає істотного розходження.

Гідро- і пневмоприводи залежно від конструкції підрозділяють на двигуни з поступальним рухом (поршневі й мембранні) і двигуни з обертовим рухом (шестерні, лопатеві, турбінні й ін.). По способі управління дані двигуни можуть бути із дросельним (сопло, заслінка, золотник, струминні трубки) і з об'ємним управлінням (насоси, компресори).

Принцип роботи гідро- і пневмодвигунів розглянемо на прикладі поршневого гідродвигуна із золотниковим управлінням.

Допоміжною енергією в цьому пристрої є енергія рідини, що нагнітається в трубопровід насосом під тиском. Даний тиск підтримується постійним стабілізатором тиску. Керуючий вплив на привод здійснюється через золотник від пристрою управління, яким може бути електромагніт, у свою чергу керований від ЕОМ. Вихідним впливом привода є переміщення штока поршня гідродвигуна. Даний вплив передається безпосередньо на об'єкт управління. Поршень гідродвигуна переміщається в силовому циліндрі, що має дві камери (порожнини). Якщо канали, по яких камери двигуна з'єднуються з рідиною, що перебуває під тиском, перекриті пасками золотника, то поршень двигуна нерухливий. При переміщенні золотника на величину Хвх в одну камеру двигуна почне надходити рідина, що перебуває під тиском, а друга камера з'єднається із трубопроводом, по якому рідина вертається до насоса. Тиск у камерах двигуна буде різним, і поршень під дією різниці тисків переміщається.

Принцип роботи розглянутого механізму не зміниться, якщо робочим середовищем буде не рідина, а повітря або газ. Такий привод називається пневмоприводом. Пристрою пневмопривода мають менша швидкодія, чим пристрою гідроприводу, обумовлені стискальністю газу, а також впливом довжини, конфігурації, діаметра й матеріалу трубопроводу. Достоїнством пневмоприводів є менш тверді вимоги до точності виготовлення елементів привода. Пристрої пневмоприводу зручно використовувати на об'єктах для короткочасної й разової дії, при яких джерелом енергії служать балони зі стисненим повітрям. Крім того, повітря із приводного механізму можна викидати в атмосферу. Прикладом такого виконавчого механізму служить відбійний молоток, що широко використовується в шахтах і при ремонті доріг.

Пневматичні пристрої автоматики й пневмопривід особливо широко використовуються при автоматизації виробництва в хімічній промисловості й інших місцях, де через підвищену вибухо- і пожежонебезпеку застосовувати електричні виконавчі елементи не можна.