Что такое пневмо трансмиссия

Перечислите виды трансмиссий. Дайте их краткую характеристику.

Трансмиссия (силовая передача) — механизм, передающий энергию двигателя к удалённому от него устройству-потребителю.

1) механическая (в коробках передач содержат лишь шестерёнчатые и фрикционные устройства. Преимущества их состоят в высоком КПД, компактности и малой массе, надёжности в работе, относительной простоте в производстве и эксплуатации. Недостатком является ступенчатость изменения передаточных чисел, снижающая использование мощности двигателя. большое время на переключение передач рычагом усложняет управление машиной.)

2)гидростатическая (для передачи мощности используются аксиально-плунжерные гидромашины. Достоинства: малые габариты машин, малая масса и отсутствие механической связи между ведущим и ведомым звеньями трансмиссии, что позволяет разносить их на значительные расстояния и придавать большое число степеней свободы. Недостаток : значительное давление в гидролинии и высокие требования к чистоте рабочей жидкости.)

3)гидродинамическая (имеют гидромеханическую коробку передач, в состав которой входят гидродинамический преобразователь момента (гидротрансформатор, комплексная гидропередача) и механический редуктор. Преимущества этих трансмиссий состоят в автоматическом изменении крутящего момента в зависимости от внешних сопротивлений, возможности автоматизации переключения передач и облегчении управления, фильтрации крутильных колебаний и снижении пиковых нагрузок, действующих на агрегаты трансмиссии и двигатель, и в повышении вследствие этого надёжности и долговечности поршневого двигателя и трансмиссии. Основным недостатком этих трансмиссий является сравнительно низкий КПД из-за низкого КПД гидротрансформатора.)

4)электрическая (состоит из электрического генератора, тягового электродвигателя (или нескольких), электрической системы управления, соединительных кабелей. Основным достоинством электромеханических трансмиссий, является обеспечение наиболее широкого диапазона автоматического изменения крутящего момента и силы тяги, а также отсутствие жёсткой кинематической связи между агрегатами электротрансмиссии, что позволяет создать различные компоновочные схемы. Недостатком, препятствующим широкому распространению электрических трансмиссий, являются относительно большие габариты, масса и стоимость (особенно если используются электрические машины постоянного тока), сниженный КПД (по сравнению с чисто механической) )

5)пневматическая, (в такой трансмиссии имеется коробка передач с первичным и вторичным валами и несколькими парами зубчатых колёс, как и в обычной КПП, но включение нужной пары в работу выполняет не кулачковая или фрикционная муфта, а гидромуфта или гидротрансформатор, заполняемый для включения передачи. Достоинство: совершенно безударное включение передач и отсутствие механических муфт, ненадёжно работающих при передаче больших моментов)

6)комбинированная.

15.Какие трансмиссии передают движение с преобразованием энергии в другие формы, отличные от механической? Какие устройства обеспечивают эти преобразовния?

В механических и смешанных трансмиссиях на их механических участках механическое движение передается без его преобразования в другие формы энергии. Во всех других случаях вращательное движение выходного вала двигателя силовой установки с помощью электрогенераторов, гидравлических или пневматических насосов преобразуется соответственно в электрическую энергию, энергию движения рабочей жидкости или энергию сжатого воздуха, которая поступает к электро-, гидро- или пневмодвигателям, повторно преобразующим ее в механическое движение. Все указанные двигатели входят в состав трансмиссий. Соответственно различают электрические, гидравлические и пневматические трансмиссии.

16. Какой вид привода имеет преимущественное применение в строительных машинах? Обо­снуйте ответ. +17

Нет определенного ответа на этот вопрос. Выбор привода зависит от многих факторов. При оценке эффективности приводов строительных машин предпочтение следует отдавать тем приводам, которые имеют мень­шие габаритные размеры и массу, обладают высокой надежно­стью и готовностью к работе, высоким КПД, просты в управле­нии, более приспособлены к автоматизации управления, обеспе­чивают независимость рабочих движений и возможность их со­вмещения.

18. От чего зависит внешнее сопротивление на рабочем органе? Каков характер этого сопротивления? Приведите примеры.

Рассмотрим более подробно сущность понятия передачи дви­жения рабочему органу машины в условиях преодоления им внеш­них сопротивлений. Основная составляющая этих сопротивлений определяется, прежде всего, свойствами преобразуемого матери­ала и характером процесса преобразования. Например, при рабо­те водоотливной насосной установки внешними сопротивления­ми будут: сила тяжести поднимаемой воды и силы трения при ее передвижении по трубопроводам. В этом случае сопротивления практически неизменны во времени. При разработке грунта ков­шом экскаватора, отвалом бульдозера и другими машинами со­противления копанию нарастают от минимального до максималь­ного значения, многократно повторяясь в процессе каждой опе­рации копания.

18. Что такое сопротивление движению рабочего органа? Из чего оно складывается? Что является источником динамического сопротивления? Как влияет на его формирование механическая характеристика приво­да? Как влияет динамическая составляющая на общее внешнее сопро­тивление?

В условиях постоянных или слабо изменяющихся во времени внешних сопротивлений привод работает в спокойном режиме практически с постоянной скоростью на его выходном звене. При изменяемых во времени внешних сопротивлениях, кроме внут­ренних сопротивлений, к ним добавляются динамические со­ставляющие, обусловленные внешней (механической) характери­стикой привода — функциональной зависимостью между его силовым и скоростным факторами на выходном звене. Обычно эти факторы связаны между собой обратной зависимостью — чем больше внешнее сопротивление, тем меньше скорость движения выходного звена. Такая зависимость представлена на рис. 3.1 для случая вращательного движения выходного звена привода, где через Г, со и л обозначены соответственно вращающий момент, угловая скорость и частота враще­ния выходного звена. Если, напри­мер, на временном интервале Д/ со­противление возрастает от Г, до Т₂, то, согласно внешней характери­стике привода, угловая скорость снижается за то же время с со ] до со₂ — выходное звено вращается с замедлением. Согласно второму за­кону механики этому замедлению соответствует пропорциональный ему динамический момент проти­воположного внешнему сопротив­лению направления. Складываясь с внешним сопротивлением, ди­намический момент уменьшает его значение. Природа этого явле­ния заключается в том, что движущаяся система при снижении скорости расходует накопленную в ней энергию на преодоление возрастающих внешних сопротивлений.

19. Что такое жесткость механической характеристики привода? Ка­кие характеристики называют жесткими? мягкими?

С уменьшением внешних сопротивлений скорость со возраста­ет, ускорение положительно, а поэтому динамический момент также положителен, т.е. с возрастанием скорости энергия приво­да расходуется на преодоление внешних сопротивлений и на на­копление энергии в движущейся системе. Таким образом, при­вод как бы выравнивает приведенное к его выходному звену со­противление с одновременным снижением скорости при возраста­нии внешнего сопротивления и ее увеличением при снижении пос­леднего. Такая приспособленность привода к условиям его нагру-жения будет тем больше, чем больше момент инерции враща­ющихся масс привода и чем меньше первая производная/= dT/d(a, называемая жесткостью механической характеристики привода. Ха­рактеристики с высокими значениями этой величины называют жесткими, а с низкими значениями — мягкими. Степень жест­кости механической характеристики определяется, прежде всего, типом двигателя. Жесткость/может быть понижена за счет вклю­чения в состав привода дополнительных устройств, в частности — гидротрансформатора (см. гл. 5).

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Презентация по технологии на тему «Трансмиссия: Электрическая, гидравлическая и пневматическая»

Описание презентации по отдельным слайдам:

ТЕМА УРОКА: Трансмиссия: электрическая, гидравлическая, пневматическая 6 класс

Трансмиссия- позволяет изменять скорость и направление движения рабочего органа По способу передачи энергии от мотора к рабочему органу трансмиссии делятся на механические, электрические, гидравлические и пневматические.

Любая машина состоит из 3 основных частей. Двигатель. Передаточный механизм. 3.Исполнительный механизм. Вспомни!

Электрическая трансмиссия – передаточный механизм с передачей энергии с помощью электричества. Схема электрической трансмиссии 1.Двигатель 2.Гениратор 3.Электродвигатель

В электрической трансмиссии двигатель технической системы передаёт вырабатываемую им механическую энергию электрическому генератору. От генератора электрическая энергия по проводам направляется к электрическому двигателю, который соединен с рабочим органом. Преимуществ у электрической трансмиссии много. Взять хотя бы для примера характеристики электромотора, идеальные для автомобиля. Он выдаёт максимальную мощность на любых оборотах. Как следствие, чем ниже обороты, тем больше крутящий момент. Максимума он достигает при оборотах равных нулю. Именно поэтому тепловозы могут сдвинуть с места состав массой многие тысячи тонн. Электромотор не надо запускать и заставлять его работать на холостом ходу. Он всегда готов к работе. Становятся не нужны такие сложные и дорогостоящие агрегаты, как коробка передач или вариатор.

Гидравлическая трансмиссия – передаточный механизм с передачей энергии с помощью жидкости.

Гидротранмиссию также называют гидравлической передачей. Как правило в гидравлической трансмиссии происходит передача энергии посредством жидкости от насоса к гидромотору. Гидростатические трансмиссии используют в машинах и механизмах, где необходимо реализовать передачу больших мощностей, создать высокий момент на выходном валу, осуществлять бесступенчатое регулирование скорости. Гидростатические трансмиссии широко применяются в мобильной, дорожно-строительной технике, экскаваторах бульдозерах, на железнодорожном транспорте — в тепловозах и путевых машинах.

Пневматическая трансмиссия – передаточный механизм с передачей энергии с помощью сжатого газа.

Пневматический привод содержит элементы, аналогичные элементам гидравлического привода. От первичного двигателя механическая энергия с помощью ремённой передачи передаётся на компрессор. Компрессор сжимает воздух и создаёт в баке повышенное давление. Из бака воздух под давлением передаётся по шлангам к двигателю.

ПОДУМАЙ: Почему в огромных грузовиках, работающих в карьерах (местах добычи песка, руды) устанавливают не механическую, а электрическую трансмиссию?

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ Технология. 6 класс: учеб. для общеобразоват. организации / (В.М. Казакевич и др.); под ред. В.М. Казакевича.-М. : Просвещение, 2019.-176 с. : ил.-ISBN 978-5-09-071667-3 ССЫЛКИ НА ИСТОЧНИКИ Графические изображения взяты из поисковой системы яндекс

СПАСИБО ЗА УРОК!

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

Курс профессиональной переподготовки

География: теория и методика преподавания в образовательной организации

Курс повышения квалификации

Педагогика и методика преподавания географии в условиях реализации ФГОС

Онлайн-конференция для учителей, репетиторов и родителей

Формирование математических способностей у детей с разными образовательными потребностями с помощью ментальной арифметики и других современных методик

Международная дистанционная олимпиада Осень 2021

• Все материалы
• Статьи
• Научные работы
• Видеоуроки
• Презентации
• Конспекты
• Тесты
• Рабочие программы
• Другие методич. материалы

• Шанина Наталья БорисовнаНаписать 1800 11.11.2020

Номер материала: ДБ-1481261

• География
• Презентации

11.11.2020 0

11.11.2020 0

11.11.2020 0

11.11.2020 0

11.11.2020 0

11.11.2020 0

11.11.2020 0

11.11.2020 0

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

На «Госуслугах» пройдет эксперимент по размещению документов об образовании

Время чтения: 2 минуты

Екатерина Костылева из Тюменской области стала учителем года России – 2021

Время чтения: 1 минута

В России предложили ввести бесплатное второе высшее образование по IT-специальностям

Время чтения: 2 минуты

Минпросвещения создаст цифровую платформу для колледжей по конструированию программ

Время чтения: 2 минуты

Все призеры конкурса «Учитель года России» станут советниками министра просвещения

Время чтения: 1 минута

В пяти регионах России протестируют новую систему оплаты труда педагогов

Время чтения: 2 минуты

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Разница между электрическими, пневматическими и гидравлическими линейными приводами

Линейные привода предназначены для приведения в движение частей машин и механизмов по линейному поступательному движению. Привода преобразуют электрическую, гидравлическую энергию или энергию сжатого газа в движение или силу. В этой статье представлен анализ линейных приводов, их преимуществ и недостатков.

Как работают линейные привода

По принципу работы линейные привода можно разделить на:
• электрические;
• пневматические;
• гидравлические.

Линейные электрические привода преобразуют электрическую энергию в механическую. В качестве двигателя в них используется либо вращающийся либо линейный электрический двигатель. Вращающийся электрический двигатель перемещает шток посредством механического преобразователя, например с помощью шарико-винтовой или ролико-винтовой пары.

Пневматические и гидравлические привода фактически являются механическими преобразователями и представляют собой своего рода вставку (пневматическую или гидравлическую) между двигателем и исполнительным органом.

Пневматические линейные привода имеют поршень внутри полого цилиндра. Давление от внешнего компрессора или ручного насоса перемещает поршень внутри цилиндра. При увеличении давления поршень перемещается по оси, создавая линейную силу. Поршень возвращается в свое начальное положение посредством пружины или сжатого газа подаваемого с другой стороны поршня.

Гидравлические линейные привода работают подобно пневматическим приводам, но практически несжимаемая жидкость подаваемая насосом лучше перемещает шток, чем сжатый воздух.

Электрические привода

Преимущества

Электрические привода обладают высокой точностью позиционирования. Для примера точность может достигать 8 мкм с повторяемостью не хуже 1 мкм [1]. Настройки привода масштабируемы для любых целей и требующихся усилий.

Электрические привода могут быть быстро подключены к системе. Диагностическая информация доступна в режиме реального времени.

Обеспечивается полное управление параметрами движения. Могут включать энкодеры для контроля скорости, положения, момента и приложенных сил.

В связи с отсутствием жидкостей отсутствует риск загрязнения окружающей среды.

Недостатки

Начальная стоимость электрических приводов выше чем пневматических и гидравлических.

В отличие от пневматических приводов электрические привода (без дополнительных средств) не подходят для применения во взрывоопасных местах.

При продолжительной работе электродвигатель может перегреваться, увеличивая износ редуктора. Электродвигатель может также иметь большие размеры, что может привести к трудностям установки.

Сила электропривода, допустимые осевые нагрузки и скоростные параметры электропривода определяются выбранным электродвигателем. При изменении заданных параметров необходимо менять электродвигатель.

Пневматические привода

Преимущества

Простота и экономичность. Большинство пневматических алюминиевых приводов имеют максимальное давление до 1 МПа с рабочим диаметром цилиндра от 12,5 до 200 мм, что приблизительно соответствует силе в 133 — 33000 Н. Стальные пневматические привода обычно имеют максимальное давление до 1,7 МПа с рабочим диаметром цилиндра от 12,5 до 350 мм и создают силу от 220 до 171000 Н [1].

Пневматические привода позволяют точно управлять перемещением обеспечивая точность в пределах 2,5 мм и повторяемость в пределах 0,25 мм.

Пневматические привода могут применяться в районах с экстремальными температурами. Стандартный диапазон температур от -40 до 120 ˚C. В плане безопасности использование воздуха в пневматических приводах избавляет от необходимости использования опасных материалов. Данные привода удовлетворяют требованиям взрывозащищенности и безопасности, так как они не создают магнитного поля, в связи с отсутствием электродвигателя.

В последние годы в области пневматики достигнуты успехи в миниатюризации, материалах и интеграции с электроникой. Стоимость пневматических приводов низкая в сравнении с другими приводами. Пневматические привода имеют маленький вес, требуют минимального обслуживания и имеют надежные компоненты.

Недостатки

Потеря давления и сжимаемость воздуха делает пневматические привода менее эффективными, чем другие способы создания линейного перемещения. Ограничения компрессора и системы подачи значит, что работа на низком давлении приведет к маленьким силам и скоростям. Компрессор должен работать все время даже если привода ничего не перемещают.

Для действительно эффективной работы пневматические привода должны иметь определенные размеры для каждой задачи. Из-за этого они не могут использоваться для других задач. Точное управление и эффективность требуют распределители и вентили соответствующего размера для каждого случая, что увеличивает стоимость и сложность.

Несмотря на то, что воздух легко доступен, он может быть загрязнен маслом или смазкой, что приводит к простою и необходимости в обслуживание.

Основы гидравлики

Пневматический и пневмогидравлический приводы

В современной технике наряду с объемными гидроприводами широко применяют объемные пневмоприводы. Объемным пневмоприводом называют совокупность устройств, в число которых входит один или несколько пневматических двигателей, предназначенных для приведения в движение механизмов и машин посредством использования энергии сжатого газа.
Так как рабочим телом в пневмоприводе является сжатый газ (воздух) , то расчет его основывается на законах термо- и газодинамики.

Достоинства и недостатки пневмопривода

Пневмопривод надежен и долговечен, быстро действует (срабатывает) , прост и экономичен в эксплуатации, так как отработавший воздух выходит непосредственно в атмосферу. Использование воздуха в качестве рабочего тела положительно сказывается на стоимости эксплуатации таких приводов. Кроме того, скорость движения рабочих органов в пневмоприводах значительно больше, чем в гидроприводах.

Немаловажен и экологический фактор в сравнении двух типов приводов — гидравлического и пневматического. Пневматический привод несравненно меньше загрязняет окружающую среду, чем гидравлический, допускающий возможность утечки масел и рабочих жидкостей на почву и в воду.

К недостаткам пневмоприводов можно отнести сравнительно низкий КПД, недостаточную плавность и точность хода исполнительных органов без специальных дополнительных устройств, что связано со способностью газов сжиматься. Некоторая запоздалость срабатывания пневматических приводов даже легла в основу шутки водителей грузовиков, оборудованных пневмотормозами: «КамАЗ сначала задавит курицу на дороге, а после этого говорит ей «Кыш-ш-ш!«.
К отрицательным свойствам пневмоприводов следует отнести, также, появление конденсата в рабочем веществе при использовании в качестве такового атмосферного воздуха. Влага (водяные пары) , присутствующая в воздухе скапливается в пневмоприводе и может вызывать неисправности и сбои в его работе.

Типы пневматического привода

По конструкции и принципу работы элементы пневматического привода подобны (за исключением источников питания) соответствующим элементам гидравлического привода, а часто в обоих применяются одни и те же элементы.

Различают двухпозиционные и многопозиционные пневмоприводы.
Двухпозиционный пневмопривод характерен тем, что шток исполнительного поршня может занимать только два крайних положения. Такие приводы применяются, например, в зажимных и подающих устройствах, пневматических ножницах для резки металла, в пневмоприводных прессовых установках и подобных механизмах, где от рабочего органа требуется только два крайних перемещения.

Многопозиционный (следящий) пневмопривод позволяет исполнительному органу занимать не только крайние положения, но и любое промежуточное положение. Такие приводы применяются в системах управления многих машин, в том числе и автоматизированных. Все элементы пневмопривода делятся на две основные группы (помимо источников питания — компрессоров) : пневматические двигатели (пневмодвигатели) и управляющие устройства.

Пневматические двигатели

Пневматические двигатели – это устройства, предназначенные для преобразования энергии сжатого воздуха в механическую работу. Пневмодвигатели могут быть вращательного действия (пневмомоторы) , прямолинейного (пневмоцилиндры и мембранные аппараты) и поворотного движения.

Пневмомоторы подразделяют на пластинчатые и шестеренчатые. Наиболее широкое применение в машиностроении получили пластинчатые пневмомоторы.
Пневмомоторами оснащают ручные дрели и ручные высокооборотные шлифовальные машины.
Основными достоинствами инструментов с пластинчатыми пневмомоторами являются безопасность их эксплуатации, простота конструкции, сравнительно низкая стоимость.
Частоту вращения ротора превмомотора регулируют изменением расхода сжатого воздуха с помощью дроссельных устройств, подключаемых в питающую магистраль.
Крутящий момент регулируют изменением давления при помощи регуляторов (понижающих или повышающих редукторов) .

Пневмоцилиндры обычно используют для получения линейных или небольшой величины угловых перемещений. Если требуется получать возвратно-поворотные движения приводимых узлов на угол, меньший 360˚, то иногда применяют моментные (лопастные или поршневые) пневмоцилиндры.

Мембранные аппараты широко используют, когда требуется небольшой ход исполнительных механизмов при малом давлении (обычно не более 1 МПа) . Они выполняют роль как исполнительного механизма, так и чувствительных элементов.
Мембранные аппараты выгодно отличает простота устройства и хорошая герметизация объемов рабочих камер.

Пневматические управляющие устройства

Пневматические управляющие устройства предназначены для распределения потоков воздуха и управления пневматическими двигателями. В качестве управляющих пневматических устройств широко применяют распределительные клапаны, струйные трубки, сопла-заслонки и золотники.

Распределительные клапаны применяют для распределения воздуха. По принципу действия они подразделяются на клапаны однопозиционные и двухпозиционные; по способу включения – с ручным, электромагнитным и электропневматическим включением; в зависимости от воздействия включающих устройств – прямого и непрямого действия.
Однопозиционные клапаны применяют для пневмоцилиндров одностороннего действия, а двухпозиционные – для пневмоцилиндров двустороннего действия.

Струйные трубки обычно применяют в пневматических приводах небольшой мощности и сравнительно невысокого быстродействия.

Сопла-заслонки применяют в пневматических приводах, работающих при высоких температурах рабочего тела (обычно генераторного газа) . Это обусловливается пониженной чувствительностью сопл-заслонок к содержанию твердых частиц в газах.

Золотники – наилучшие управляющие устройства пневматических приводов, в которых в качестве рабочего тела используется чистый воздух. Подобно гидравлическим, пневматические золотники могут быть цилиндрическими и плоскими, одно-, двух- и четырехщелевыми, с ручным, пневматическим, электрическим или электропневматическим управлением.

Пневмогидравлические приводы

«Мягкотелость» пневматических приводов, особенно проявляющаяся в результате действия переменных нагрузок, накладывает некоторые ограничения на применяемость «чистой» пневматики в качестве привода рабочих органов машин и механизмов.
Чтобы избежать этого недостатка, присущего пневмоприводам, используют комбинацию объемных приводов — пневматического и гидравлического. Такой «гибридный» привод может быть выполнен по двум схемам — управляющим звеном является пневматика, а исполнительным — гидравлика, либо (что бывает чаще) наоборот — гидравлика управляет пневматическим приводом.

Пневмогидравлические приводы являются весьма эффективным средством подвода большой мощности к исполнительному органу, поскольку при этом используется дешевая и доступная энергия сжатого воздуха, позволяющая при относительно невысоких давлениях в системе получать на выходе значительную механическую энергию.
Кроме того, использование пневматики, как усилителя для гидравлического привода, позволяет устранить такой недостаток пневматического привода, как его «податливость», обусловленную большой сжимаемостью газов по сравнению с жидкостями.
Если же управление пневматикой в следящих пневмоприводах «поручается» гидравлике, то исключается инерционность подачи команд приводу, имеющую место в пневматических управляющих устройствах, опять же, из-за сжимаемости газов.

Пневмогидравлические приводы по сравнению с гидравлическими имеют ряд существенных преимуществ:

• простота и компактность по сравнению с аналогичными гидравлическими приводами;
• отсутствие вращающихся узлов и деталей в приводе, что увеличивает его ресурс;
• управление гидросистемой производится в пневмосистеме усиления давления, что позволяет сократить использование дорогостоящих гидрораспределителей и регулирующей аппаратуры;
• высокое давление масла в системе может поддерживаться без работы гидронасоса, за счет накопленной в ресиверах энергии сжатого воздуха, который расходуется только при перемещениях рабочих органов (например, поршней гидроцилиндров) .

Пневмогидравлические приводы находят применение в металлообрабатывающих производствах (различные приводы механизмов станков, подающие устройства и т. п.) , в различных системах автомобильной, дорожной и сельскохозяйственной техники (пневмогидроусилители сцепления — ПГУ, рулевого управления, вакуумные и пневматические усилители гидравлических тормозных приводов и т. п.) , а также во многих других областях машиностроения и промышленного производства.

Что такое пневмо трансмиссия

Рис. 41. Системы рычажного управления а — от педали; б — от рукоятки

Гидравлическая система управления может быть безнасосной и насосной (рис. 42). В безнасосной системе (см. рис. 42, от) давление жидкости в командном и исполнительном цилиндрах создается усилием руки или ноги машиниста по принципу сообщающихся сосудов. При нажиме на педаль кулачок, вращаясь, оказывает давление на шток поршня 8, который, перемещаясь по цилиндру, давит на рабочую жидкость. Под действием поршня жидкость вытесняется из командного ццлиндра и по трубке попадает в исполнительный цилиндр. Созданное давление приводит к перемещению поршня и штока исполнительного цилиндра и рычага, затягивающего ленту тормоза. При прекращении торможения система под действием пружины возвращается в исходное положение. Утечка масла в системе компенсируется поступлением ее из бачка.

Рис. 42. Гидравлические системы
а — безнасосная; 6 — насосная (следящая)

Безнасосная гидравлическая система управления непосредственного действия при длительной работе требует от машиниста значительных затрат энергии. Для облегчения работы и создания возможности машинисту чувствовать нагрузку исполнительного органа применяют гидравлические следящие системы. В этих системах используют насосы, развивающие давление до 30 МПа (300 кгс/см2). Пример применения следящей системы для управления рулевым механизмом показан на рис. 42, б.

При вращении штурвала вправо или влево золотник, перемещаясь, попеременно открывает отверстия А или Б подачи масла в цилиндр, в результате чего поршень начинает двигаться вместе со штоком и рейкой, вращая зубчатый сектор. Зубчатый сектор в свою очередь поворачивает рулевую сошку и соединенную с ней продольную рулевую тягу. Движение последней передается управляемым колесам. Нейтральное положение золотника (отверстия А и Б закрыты) соответствует прямолинейному движению машины. Данные системы являются высокочувствительными и значительно облегчают труд водителя.

Для управления многими механизмами применяют также усилители пневматического действия, которые, в отличие от гидравлических, имеют большую плавность в работе, простоту изготовления и надежность действия. Однако давление воздуха в пневматических системах значительно ниже давления жидкости в гидросистемах. Это приводит к тому, что для получения заданных рабочих усилий необходимо создавать исполнительные органы (пневмокамеры) значительных конструктивных размеров и массы.

Электрическую систему управления используют только в машинах, имеющих электрический или дизель-электрический привод. Электрическая система отличается компактностью конструкции, надежностью действия и возможностью применения автоматики и блокировки. Электродвигатели мощностью до 15 кВт включают контроллерами или кнопками. Более мощные двигатели включают обычно при помощи магнитных станций-контакторов, управляемых специальными ко-мандоаппаратами.

Трансмиссии. Трансмиссией называется система, кинематически связывающая отдельные узлы машины, при помощи которой трансформируется движение и усилие от двигателя к исполнительному органу.

Трансмиссии бывают механические, гидравлические, пневматические, электрические и комбинированные.

На рис. 43 представлены схемы канатно-блочной и гидравлической трансмиссии привода управления отвалом бульдозера.

Канатно-блочная трансмиссия (рис. 43, а) с применением полиспастных устройств проста в изготовлении и удобна в эксплуатации, передает движение к рабочему органу, расположенному на значительном расстоянии от двигателя.

Вращением рукоятки нажимная гайка, перемещаясь по нарезанной части оси барабана, передвигает внутреннюю полумуфту конусного фрикциона до упора в конусную часть барабана. Вращающий момент от зубчатого колеса передается на барабан за счет сил трения, возникающих на контактируемых поверхностях. Канат навивается на барабан и совершается подъем отвала.

Поворотом рукоятки в обратную сторону нажимная гайка перемещается по нарезке обратно, увлекая за собой внутренний конус фрикциона, и фрикционный механизм выключается.

Недостатком канатно-блочных систем является то, что они не создают напорных усилий. Опускание и заглубление отвала происходит под действием сил тяжести отвала и толкающей рамы.

Рис. 43. Схемы трансмиссий а — канатно-блочная; б — гидравлическая

Гидравлическая трансмиссия (рис. 43, б) лишена этого недостатка, так как имеет цилиндры двухстороннего действия. Насос, работающий от двигателя, нагнетает жидкость по трубопроводам в гидроцилиндры. Направление движения жидкости в пространство над поршнем или под поршнем регулируется золотником. Подъем и опускание отвала осуществляется штоками гидроцилиндров. Масло поступает в магистраль из бачка через фильтр. При давлении жидкости в системе больше номинального срабатывает предохранительный клапан. Преимущество такой системы — возможность передавать движение нескольким гидроцилиндрам и создавать принудительное заглубление отвала.

Пневматические трансмиссии работают аналогично гидравлическим приводам.

Обладают большой плавностью в работе, но в силу небольших давлений (0,6— 0,7 МПа) не могут реализовать больших усилий.

Электрическая трансмиссия служит для передачи энергии электрического тока от его источника к исполнительному органу. В трансмиссиях этого типа исполнительный орган приводится в движение механизмом, управляемым электродвигателем.

Комбинированная трансмиссия может быть электрогидравлической, электропневматической, дизель-электрической и дизель-пневматической. Трансмиссии этого типа применяются в тех случаях, когда режимы работы двигателей не соответствуют режимам работы рабочих органов машины.

Достоинства и недостатки гидро-, пневмо- и электроприводов

Выбор типа привода важнейшая задача, которая стоит при проектировании любого оборудования, где будет осуществляться линейное перемещение или вращательное движение.

Существуют три распространенных типа привода:

1. Электропривод
2. Гидропривод
3. Пневмопривод

Каждый из них передает энергию исполнительному механизму и преобразуют ее в движение. У каждого — своя рабочая среда, что делает отличными их характеристики.

Выбор типа привода зависит и от изначальных ресурсов производства, его потребностей, а также финансовых и технических возможностей предприятия.

Наша компания ООО «Сервомеханизмы» предлагает устройства линейного перемещения с электроприводом, и мы считаем, что это оптимальный и самый удобный способ передачи усилия.

Различие рабочих сред сказывается на характеристиках приводов и в этой статье мы рассмотрим достоинства и недостатки всех трех типов привода.

Электропривод

Электрический — самый молодой тип привода, среди представленных, он появился во второй половине XIX века, через несколько десятков лет после появления электродвигателя.

Данный тип привода преобразует вращательное движение двигателя в возвратно-поступательное движение исполнительного механизма.

Электропривод потребляет энергию только при движении, что делает его особенно экономичным. Может использоваться электродвигатель любого типа — постоянного, переменного тока, серводвигатель и др.

Применение электроприводов обширно. Благодаря своим компактным размерам, он может монтироваться в составе практически любого оборудования и станков. Из-за доступности источника энергии он применяется во всех отраслях на основных и вспомогательных операциях.

Активно используется для затворов трубопроводной арматуры, т.к. при отключении электропривод не смещается по инерции.

Электропривод идеально подходит для длительной стабильной работы оборудования.

Схема типового электропривода

Достоинства

1. Низкая стоимость энергии.

2. Простота конструкции всей системы (относительно двух других видов привода).

3. Обеспечение стабильной скорости работы.

4. Высокая точность работы

5. Возможность передачи энергии на расстояние без значительных потерь

6. Точное позиционирование и плавное регулирование.

7. Наиболее высокий КПД среди всех типов приводов

8. Простота объединения в синхронизированные системы (подъема или перемещения).

9. Простота автоматизации, широкий спектр дополнительных устройств, контролирующих и регулирующих датчиков.

10. Требуют минимальное тех.обслуживание

11. Низкий уровень шума

12. Экологичность, отсутствие вредного воздействия на окружающую среду.

13. Стабильная работа при относительно высоких и низких температурах +/- 50

Недостатки

1. Сложность применения в пожароопасных зонах и взрывоопасных средах, также при большой влажности.
Отчасти этот недостаток устраняется выбором специального типа двигателя с высокой степенью защиты.

2. Высокая стоимость, т.к. приобретается механизм уже с двигателем.

3. При длительной непрерывной работе возможен перегрев двигателя, износ трущихся частей
4. Электромагнитное поле может создавать помехи в сетях управления помехи в проходящих рядом других сетях (например управления и сигнализации).

Уменьшить негативное влияние недостатков поможет грамотная конструкция привода и оговаривание всех возможных опасных влияний, разработка точной кинематической схемы

Современный электропривод может оснащаться массой дополнительных защитных средств повышающих его срок службы и комфорт работы с ним.

Гидропривод

В гидроприводах движение исполнительного органа осуществляется при помощи движения жидкости (обычно это минеральное масло).

Выделяют две основные группы гидроприводов: гидродинамический и объемный.

В первом используется кинетическая энергия потока жидкости и скорость ее движения прямо пропорциональна развиваемой мощности. В объемном наоборот, важна энергия давления, а скорость движения рабочей жидкости (масла) невелика.

Из-за того, что объемный гидропривод компактнее и легче, чем гидродинамический и может создавать
большие усилия, он и получил большее распространение.

В его работе используется принцип гидравлического рычага, основанный разнице в площадях и объеме первого и второго поршней. Чем меньше первый, и чем больше второй, тем больше усилие получается создать на выходе, приложив гораздо меньшую силу.

Если упростить, то первый поршень — это насос, задающий давление, второй — гидродвигатель, гидропривод — осуществляет перемещение.
Причем разнонаправленные потоки рабочей жидкости (а она циркулирует) не встречаются между собой, а
отделены с помощью обратных клапанов и гидрораспределителей.
Благодаря этому, гидроприводы имеют высокий КПД, малоинерционны и легко меняют направление движения.

По виду движения выходного звена гидродвигатели разделяют на

• гидроцилиндры (возвратно-поступательное движение),
• гидромоторы (вращательное движение),
• гидродвигатели (поворот звена).

Кроме насоса и гидродвигателя в состав гидропривода входят и другие устройства — гидроаккумулятор,
различные измерительные и регулирующие устройства, регуляторы расхода и давления, гидравлические усилители мощности сигналов управления, также часто — электротехнические изделия.

Управление объемным гидроприводом и состоит в управлении скоростью движения поршня путем изменения частоты вращения приводящего двигателя.

Гидропривод обычно используется там, где нужны очень большие, но краткосрочные усилия и ограниченное перемещение или сжатие.

Достоинства

1. Основным достоинство — это способность развивать очень большое усилие при компактных параметрах.
Гидропривод производит силу в 25 раз выше, чем пневмопривод аналогичного размера.

2. Гидроприводы могут быть удалены друг от насосной станции на большое расстояние, но с некоторой потерей мощности (макс. расстояние 250-300 м.)

3. Малое время для развития значительного усилия и плавное его регулирование

4. Широкий диапазон рабочей температуры от -50 до +100, но стоит помнить что при низких температурах увеличивается вязкость масла, что усложняет и замедляет работу. Нагрев же наоборот — разжижает и способствует возникновению утечек.

5. Достаточно высокий КПД, но не выше чем у электромеханических передач

Недостатки

1. Грязное применение: возможны утечки рабочей жидкости, особенно при высоком давлении.

2. Рабочая жидкость может нагреваться, охлаждаться, загрязняться, что усложняет работу системы и требует
превентивных мер.

2. Высокая стоимость самого оборудования и его техобслуживания.

3. Громоздкое размещение — требуется насосная станция (а в некоторых случаях даже две), РВД для транспортировки масла.

4. Постоянное потребление энергии — и во время движения и в покое.

5. Сложно отслеживать точность работы, требуется дополнительное оборудование.

Пневмопривод

Пневматический — самый древний вид привода, известный еще древним грекам. Также этот принцип передачи энергии ученные вспомнили в 17 веке. В 18 веке в Европе курсировала подземная пневматическая почта — насосы приводили в движение паровые машины. В России она появилась в 20 веке и до сих пор используется для отправки грузов на некоторых предприятиях. В 19 веке в Париже была создана промышленная компрессорная станция протяженностью 48 км под давлением 0,6 МПа и имеющая мощность до 18500 кВт, она снабжала местные заводы и фабрики, но с появлением более выгодных электропередач ее эксплуатация стала невыгодной.

Однако потребность в пневматической энергии до сих пор актуальна. Пневматическая техника развивается, появляютеся новые виды передающих устройств, например, воздушные мыщцы.

Схема системы пневмопривода довольна сложна, и включается в себя управляющие, распределительные и исполнительные устройства. В общем виде можно описать ее следующим образом. Воздух в пневмопривод поступает через воздухозаборник, затем он фильтруется, с помощью компессора сжимается (и соответственно, по закону Шарля, нагревается), затем охлаждается и уже сжатый очищенный охлажденный воздух поступает в пневмоцилиндр (или иной пневмодвигатель) производит необходимую механическую работу.

Для сглаживания скачков давления используется ресивер — он делает плавным движение поршня, затем отработанный воздух выбрасывается в окружающую среду.

Пневматика в основном используется в производствах с повышенным уровнем запыленности, температуры, пожарной опасности. Пневмоцилиндры рекомендуются для активных, скоростных операций малой продолжительности, с малым рабочим циклом.

По конструкции пневмоприводы делятся на поршневые, мембранные и сильфонные.

Наиболее распространены поршневые — к ним и относятся пневмоцилиндры. По типу движения рабочего органа подразделяются на вращательные и поступательные. Второй тип наиболее распространен.

По точности работы подразделяются на двухпозиционные и многопозиционные, в которых используется позиционер.

Достоинства

1. Простота конструкции и легкий вес пневмоцилиндров.

2. Низкая цена, особенно в случае если есть пневмопровод или компрессор. Получается самый экономичный вариант. (Однако высока стоимость самой энергии).

3. Пожаро/взрывобезопасны — сжатый воздух не образует горючих и взрывоопасных смесей.

4. При соблюдении рабочего режима — большой срок службы.

6. Возможность подключения большого числа потребителей от одного источника.

7. Возможность передачи воздуха на очень большие расстояния, пневмопровод на больших предприятиях часто используется как основной, правда при этом могут быть потери в доставляемом усилии и запаздывание в выполнении операций.

8. Нечувствительность к радиационному и электромагнитному излучению.

9. «Проветривание» помещений за счет отработанного воздуха, полезно в шахтах, на металлургических, химических и других вредных производствах.

Недостатки

1. Низкий КПД (максимум 30%)

2. Сложность точного регулирования, низкая точность позиционирования (фактически 2 положения штока), требуется применение позиционеров.

3. Высокий уровень шума при работе.

4. Имеет некоторые пределы в грузоподъемности и выдерживаемой нагрузке. Д ля значительных нагрузок требуются большие габариты пневмооборудования, поэтому чаще пневмопривод можно встретить на участках, где не нужно прикладывать большое усилие.

5. Как и гидропривод, п. требует регулярного техобслуживания. Очень важно очищение и кондиционирование воздуха — комплекс мер для придания ему смазывающих свойств (маслораспыление) и снижения влажности, т.к. при работе привода происходят термодинамические процессы и конденсируется водяной пар.

6. Не пригоден для использования при низкой и высокой температуре, может обмерзать.

7. Трудность обеспечения стабильной скорости.

8. Сложно обеспечить плавность, особенно при колебаниях нагрузки.

9. Возможность разрывов в пневмотрубопроводе, а это может быть травмоопасно, поэтому обычно используются низкое давление до 1МПа .

Пневмопривод практически всегда используется в ручном инструменте на промышленных производствах — дрели, гайковерты, степлеры, отбойные молотки и прессы на промышленном пожароопасном производстве (например, кузнечно-прессовом), при изготовлении мебели, при деревообработке, на вспомогательных операциях -упаковка, сборка), используется в приводах трубопроводной арматуры.

Также отметим, что сейчас появляются более сложные, комбинированные виды привода, а также все перечисленные виды оснащаются различной электроникой и внешними устройствами управления.

Информация взята из открытых источников. Статья приведена для ознакомления.

Просмотров: 46482 | Дата публикации: Понедельник, 31 октября 2016 07:28 |