Структура и основные особенности пневмопривода

Под пневмоприводом понимается комплект аппаратуры, включающий в себя один или несколько объемных пневмодвигателей, которые служат для приведения в действие машин и механизмов с помощью находящегося под давлением газа (воздуха).Область и масштабы применения пневматического привода обусловлены его достоинствами и недостатками, вытекающими из особенностей свойств воздуха. В отличие от жидкостей, применяемых в гидроприводах, воздух, как и все газы, обладает высокой сжимаемостью и малой плотностью в исходном атмосферном состоянии (около 1,25кг/м³), значительно меньшей вязкостью и большей текучестью, причем его вязкость существенно возрастает при повышении температуры и давления. Отсутствие смазочных свойств воздуха и наличие некоторого количества водяного пара, который при интенсивных термодинамических процессах в изменяющихся объемах рабочих камер пневмоаппаратов может конденсироваться на их рабочих поверхностях, препятствуют использованию воздуха без кондиционирования.
называется пневматический механизм, в котором рабочий газ находится под давлением, с одним или более объемными пневмодвигателями.

В качестве рабочего тела в пневмоприводах применяют воздух. Воздух представляет собой сжимаемую среду, и при его движении появляются силы трения. Движение воздуха может быть установившимся и неустановившимся. При установившемся движении величины, определяющие состояние воздуха, не меняются во времени, а при неустановившемся меняются.

Экзаменационный билет №10

1.1.Кавитация в лопастных насосах:

В лопастном насосе кавитация возникает на лопатке рабочего колеса обычно вблизи ее входной кромки. Давление здесь значительно ниже давления во входном патрубке насоса вследствие местного возрастания скорости при натекании на лопатку и из-за гидравлических потерь в подводе.

Как следствие вызывает шум, сотрясение установки, нагрев жидкости. Частицы жидкости, ударяясь не только одна о другую, но и об элементы насоса, вызывают местные разрушение металла (эрозию), а выделившиеся из жидкости при кавитации газы способствуют коррозии. Кавитация изменяет характеристики насосов уменьшает подачу, напор, мощность и КПД, а в случае интенсивного развития кавитации происходит полный срыв их работы.

1.2Кавитационные характеристики:

-- кавитационный запас(1)

где 𝜈_вх и p_вх - соответственно скорость и давление жидкости на входе в насос; p_нп - давление насыщенных

-- кавитационный коэффициент быстроходности (2)

где n и Q - соответственно частота вращения рабочего колеса в об/мин, подача насоса в м³/с; - критический кавитационный запас в м

На рис.1 представлена зависимость основных эксплуатационных параметров насоса от кавитационного запаса. На приведенном графике видно их резкое падение после появления кавитации.

на рис 1. Кавитационная характеристика

Поршневые насосы.

Поршневые насосы отличаются большим разнообразием конструкций и широтой применения. Действие поршневых насосов состоит из чередующихся процессов всасывания и нагнетания, которые осуществляются в цилиндре насоса при соответствующем направлении движения рабочего органа - поршня или плунжера. Эти процессы происходят в одном и том же объёме, но в различные моменты времени.

«+» -сравнительно высокий кпд; независимостью (в принципе) подачи от напора, что позволяет использовать их в качестве дозировочных.

«-» -по сравнению с центробежными насосами имеют более сложную конструкцию; отличаются тихоходностью; большими габаритами; массой на единицу совершаемой работы; неравномерность подачи.

Поршневые насосы целесообразно применять при сравнительно небольших подачах и высоких давлениях, для перекачивания высоковязких, огне- и взрывоопасных жидкостей, а также при дозировании жидких сред.

График подачи и способы их выравнивания.

Насос одинарного действия

В правильно работающем насосе жидкость непрерывно следует за поршнем. Объем жидкости, подаваемой в каждый данный момент Qмг, равен мгновенной скорости поршня, умноженной на его площадь. Последняя - величина постоянная, следовательно, подача жидкости насосом изменяется так же, как изменяется скорость поршня.

Зная закон изменения скорости движения поршня с кривошипным приводом, получим выражение для определения мгновенного объема подаваемой жидкости:

Qмг = F · u = F · r · ω · sinα

Так как правая часть полученного выражения отличается от скорости u только постоянным множителем F, то изменение подачи наcoca в течение хода поршня может быть графически изображено также синусоидой (рис. 1.3, а), причем ординаты ее будут изображать мгновенные подачи жидкости.

Рис. 1.3. Подача жидкости поршневыми насосами

Насос двойного действия

За один оборот кривошипа насоса жидкость вытесняется в напорный трубопровод дважды. График подачи жидкости будет образован двумя положительными частями двух синусоид (рис. 1.3, б).

Двухцилиндровый насос двойного действия

Кривошипы двухцилиндровых насосов двойного действия смещены на 90° по отношению друг к другу. График подачи насосом жидкости будет образован четырьмя синусоидами (рис. 1.3, в).

Трехцилиндровый насос одинарного действия

Кривошипы насоса расположены под углом 120º один по отношению к другому, поэтому суммарная подача всех трех цилиндров будет характеризоваться графиком, полученным в результате сложения трех синусоид, сдвинутых на 120º по отношению друг к другу.

Неравномерная подача

Важнейший показатель, характеризующий насос объемного действия, - степень неравномерности его подачи, отражающая отношение максимальной подачи к средней за один оборот кривошипа. Степень неравномерности m может быть определена как отношение максимальной ординаты графика Qmaх к высоте прямоугольника, равновеликого по площади к этим графикам Qср (см. рис. 1.3).

Неравномерная подача жидкости приводит к пульсации ее потока во всасывающем и нагнетательном трубопроводах, увеличивая нагрузку на привод насоса.

Для уменьшения неравномерности применяют два способа.

Пер­вый сводится к применению многопоршневых машин с общей при­водной частью и общими магистральными трубопроводами.

Вторым способом выравнивания подачи является применение гидропневматических аккумуляторов (воздушных колпаков).