Конструкції та принцип дії пневмодвигунів

У різних галузях техніки як пневматичні двигуни поступального руху застосовують поршневі й діафрагмові пневмоциліндри, а як пневматичні двигуни обертового руху - роторні пневмодвигуни.

Конструкція поршневих пневмоциліндрів в основному схожа з конструкцією гідроциліндрів. Як і поршневі гідроциліндри, пневмоциліндри бувають простої (односторонньої) і подвійної (двостороннньої) дії.

Сила тиску F повітря на поршень пневмоциліндра визначається за формулою

де р - тиск повітря в пневмоциліндрі;

S - площа поршня, на яку діє тиск повітря.

У зв'язку з незначним тиском повітря (4 - 6 бар) у пневмоприводі на машинобудівних підприємствах, діаметр циліндра для одержання більших зусиль має великі розміри, при яких не завжди можна розмістити циліндр в конструкції пневматичного пристрою. З метою зменшення розмірів пневмоциліндра по діаметру застосовують спарені в загальному корпусі співвісні пневмоциліндри.

На рис. 52 зображено такий спарений пневмоциліндр. Корпус 2 пневмоциліндра має дві роздільні порожнини А та В, в яких розташовані поршні 3 і 4, закріплені на загальному штоці 1. Повітря тисне одночасно на ліві (або праві) торці поршнів 3 і 4, завдяки чому майже подвоюється зусилля на штоці.

Діафрагмовий пневмоциліндр (рис. 53) складається з корпусу 1 і кришки 2, між якими розташована прогумована діафрагма 3. Якщо стиснуте повітря спрямувати в порожнину А (або В), то під дією його тиску діафрагма 3 випнеться вправо (або вліво.) і через шайбу 4 перемістить шток 5.

Сила тиску повітря на діафрагму, що передається штоку 5, визначається за формулою

де р - тиск повітря на діафрагму в порожнині А;

D - внутрішній діаметр діафрагмового пневмоциліндра;

d - діаметр шайби 4 (див. рис. 53, а).

Рис. 53

Діафрагмові пневмоциліндри бувають як простої (рис. 53, а), так і подвійної (рис. 53, б) дії.

Діафрагмові пневмоциліндри мають більш просту конструкцію, менші вагу та витрату стиснутого повітря порівняно з поршневими пневмоциліндрами. У діафрагмових пневмоциліндрах діафрагма 3 (рис. 53) забезпечує абсолютне ущільнення між лівою А і правою В порожнинами.

Хибою діафрагмових пневмоциліндрів є малий хід штоку (до 150 мм, тоді як у поршневих пневмоциліндрах хід штоку досягає одного метра і більше).

Стиснуте повітря підводиться до пневмоциліндрів по металевих трубах або гнучких шлангах такого внутрішнього діаметра:

Таблиця 2

Діаметр циліндра, мм	50-100	150	200	250	300
Внутрішній діаметр труби або шланга, мм	4-6	6-8	8-10	10-13	13-16

З роторних пневматичних двигунів найбільше застосовують пластинчасті пневмодвигуни. Принципова конструкція їх аналогічна конструкції пластинчастих компресорів Основною частиною пластинчастого пневмодвигуна (рис. 54) є статор 1, ротор 2 з висувними пластинами 3 і торцеві кришки. Вісь обертання ротора розташована з деяким ексцентриситетом е у отворі статора пластинчастого пневмодвигуна. Повітря через отвір в спрямовується в простір А між висувними пластинами і, тиснучи на них, створює крутний момент на роторі. Повітря, що надійшло раніше в простір с, створює додатковий крутний момент завдяки розширенню доти, поки перша, по ходу обертання ротора, пластина не дійде до випускного (вихлопного) вікна k. Відпрацьоване повітря через вихлопне вікно k випускається в атмосферу. Через радіальні канали а у роторі стиснуте повітря підводиться під пластини 3 і підтискує їх до поверхні опору в статорі.

Пластинчастий пневмодвигун досить простий за конструкцією, має невеликі вагу та розміри і забезпечує велику кутову швидкість – 3000 - 10000 об/хв. Завдяки цим перевагам пластинчастий пневмодвигун широко використовується в слюсарно-монтажному інструменті (у пневмодрелях, пневматичних шліфувальних машинках і т. д.)

Крім пластинчастих ще застосовуються кривошипно-поршневі та турбінні пневмодвигуни обертового руху.