6.6. Пневмоциліндр з гідравлічним сповільнювачем

Унаслідок високої стисливості повітря регулювання при пневматичному демпфері швидкості виконавчого двигуна і, зокрема, забезпечення заданого закону руху поршня і його уповільнення в кінці ходу, украй скрутно. Ефективність гальмування (демпфування) пневмодвигуна в кінці ходу значно нижча, ніж в аналогічних пристроях гідравлічних циліндрів, внаслідок чого в кінці ходу може виникнути удар. Тому для регулювання швидкості на всьому шляху переміщення поршня застосовують гідравлічні демпфери і регулятори в поєднанні з пневматичними виконавчими двигунами. У таких комбінованих пневмо-гідравличних системах джерелом енергії служить стиснене повітря, а регулювання швидкості руху поршня забезпечується за допомогою гідравлічних пристроїв.

На рис. 76,а показана схема одного з подібних пневмо-гідравлічних приводів з пневматичним 1 і гідравлічним 2 циліндрами, поршні яких поміщені на загальному штоку. Гальмування поршня пневмоциліндру здійснюється за допомогою дросельного каналу в поршні 3 гідроциліндру 2.

а	б
Рис. 76. Схеми пневмоциліндрів з гідравлічним демпфером: 1– пневматичний циліндр; 2 – гідравлічний циліндр;3– поршень;4– гальмівний циліндр;5,7– бачки;6– конусний шток;8–поршень силового пневмоциліндра; а, d,е – камери; b – ліва порожнина; с – перегородка;f– отвір.

На рис. 76,б показана інша схема одного з демпферів. Він складається з конусного штока 6 з двома поршнями; міжпоршнева камера d заповнена гальмівною рідиною. Поршень тиском повітря в лівій порожнині b, сполученій з повітряною магістраллю, постійно утримується у крайньому правому положенні. Оскільки з цією ж магістраллю зв’єднаний і бачок 5, під таким саме тиском знаходитиметься до вступу демпфера в дію і гальмівна рідина в камері d.

Після того, як поршень 8 силового пневмоциліндра при переміщенні вліво прийде в контакт з правим гальмівним поршнем і приведе його в рух у тому ж напрямку, рідина з камери d витіснятиметься через дросельний кільцевий прохідний переріз, утворений штоком 6 і отвором у перегородці с, в праву порожнину гальмівного циліндра 4 (у камеру а). Підбором конусності штока 6 можна забезпечити рівномірне уповільнення поршня 8 пневмоциліндра. Зворотний рух поршня 8 здійснюється під тиском рідини, що знаходиться в бачку 7, в який для цього підводиться через розподільник повітря з магістралі.

У даній схемі запобігається також жорсткий удар поршня 8 при підході його до правого поршня штока 6. Зі схеми видно, що при русі поршня 8 вліво він витісняє через отвори 1 рідину з проміжної камери е в бачок 7. Після того, як перший з отворів f буде перекритий рухомим поршнем 8, ефективність демпфування підвищиться, а після перекриття другого отвору поршень і шток 6 будуть зв'язані рідиною, замкненою в камері е. Завдяки цьому пристрою забезпечується плавність включення демпфера.

6.7. Пневмодвигуни обертального руху

Як пневматичні двигуни обертального руху (пневмомотори) застосовують переважно пластинчасті й поршневі машини і рідше – машини інших типів (шестеренчасті, гвинтові та ін.) Принцип їх дії той самий, що й у відповідних типів гідромоторів, проте характеристики тих та інших істотно відрізняються, що обумовлене в основному стисливістю робочого середовища (повітря). Це в першу чергу позначається на індикаторній діаграмі.

Поршневі пневмомотори поширені в гідросистемах вантажних машин, лебідок, шестеренчасті – в гідросистемах конвеєрів, пластинчасті – в приводах насосів та ін.

Застосовуються нереверсивні й реверсивні пневмодвигуни, причому використовування спеціальних автоматичних регуляторів забезпечує підтримку заданої постійної потужності на валу двигуна.

На рис. 77 наведена конструктивна схема пластинчастого пневмомотору обертального руху. Стиснене повітря підводиться через канал 4 корпусу і далі, через отвір 5 у статорі 2 – у відповідну робочу камеру пневмомотору, утворену двома суміжними пластинами 3 і поверхнями статору 2 і ротору 1.

Рис. 77. Схема (а) і характеристика (б) пластиначастого пневмомотору: 1 – ротор; 2 – статор; 3 – пластини; 4 – канал корпусу; 5 – отвір у статорі; 6 – канал статору.

Після того, як ця камера буде відсічена при обертанні ротора від каналів 5, заповнення її стисненим повітрям припиниться і при подальшому обертанні об'єм камери збільшуватиметься, повітря в ній розширятиметься, розвиваючи неврівноважену дію на обмежуючі камеру пластини і, отже, крутний момент (М). При з'єднанні камери, заповненої розширеним повітрям, з каналами 6 статора повітря віддаляється в атмосферу.

Регулювання швидкості цього пневмомотору здійснюється поворотом його статора 2 щодо осі симетрії корпусу; при цьому змінюється тривалість з'єднання робочих камер з вікном живлення, а отже, і ступінь наповнення камер стисненим повітрям.

Швидкість обертання ротора можна також регулювати зміною витрати стисненого повітря за допомогою дроселя, що включається завичай у вхідну магістраль, а величина крутного моменту – зміною тиску, яка здійснюється за допомогою регулятора (редуктора) тиску.

На рис. 78 наведена схема пневмомотору поршневого типу із зіркоподібним розташуванням нерухомих циліндрів і золотниковим (цапфовим) розподілом робочого середовища. Поршні 1 пов'язані з кривошипним валом 2 за допомогою шатунів 3. Чергування фаз робочого циклу здійснюється за допомогою пов'язаного з колінчастим валом розподільного золотника 4, що обертається, через вікна а, b і с якого проводиться наповнення циліндра стисненим повітрям, його розширення і випуск в атмосферу.

Рис. 78. Схема поршневого пневмомотору:

1– поршні;2 – кривошипний вал;3– шатуни;4– розподільний золотник;

a, b, c – вікна.

На рис. 79, а представлений нереверсивний пневмомотор шестеренчастого типу. Двигун має дві косозубі шестерні (кут нахилу зубів 6°), вали шестерень встановлені на підшипниках качіння.

а)	б)
Рис. 79. Пневмомотори шестеренного типу: а– нереверсивний;б– реверсивний.

На рис. 79,б представлений реверсивний пневмомотор шестеренчастого типу. На відміну від двигуна, описаного вище, відпрацьоване повітря тут прямує у глушник шуму, що є акустичним фільтром низької частоти.

Реверсування описаних шестеренчастих пневмодвигунів здійснюється триходовим краном управління золотникового типу. Змащення косозубих шестерень здійснюється автомаслянкою, що подає оливу в потік стисненого повітря.