Mateusz Goździk SILNIKI I SIŁOWNIKI PNEUMATYCZNE

SILNIKI PNEUMATYCZNE

Silniki pneumatyczne Silnikiem pneumatycznym nazywamy maszynę pneumatyczną, przetwarzającą energię sprężonego powietrza lub innego gazu na ruch obrotowy lub postępowy. W tych silnikach pracę wykonuje dostarczony z zewnątrz sprężony gaz.

Silniki pneumatyczne charakteryzują się: Wysokim momentem rozruchowym Są przeciążalne (przeciążalnośćstosunek momentu obciążenia maksymalnego do momentu obciążenia znamionowego) Nie stwarzają zagrożenia wybuchem Są odporne na warunki zewnętrzne Łatwe w obsłudze i łatwo naprawialne Łatwo i szybko można zmieniać kierunek obrotów

Moc, liczba obrotów i moment rozruchowy mogą być nastawiane bezstopniowo przez dobór ciśnienia zasilania i ilość dostarczanego powietrza.

Silniki tłokowe W silnikach tłokowych organem roboczym jest tłok, którego ruch posuwisto-zwrotny jest zamieniany na ruch obrotowy przez zastosowanie wału korbowego. Równomierną pracę uzyskuje się przez współpracę kilku tłoków z wałem. Silniki tłokowe są stosowane w zakresie mocy od 1,5 do 20 kW, a uzyskiwane obroty wynoszą do 5 000 obrmin, przy ciśnieniu zasilania 6 barów.

Silnik tłokowy promieniowy Silnik tłokowy osiowy 1 tłok 1 tłok 2 wał korbowy 3 tarcza mimośrodowa

Silnik wielotłoczkowy promieniowy Jedną z odmian silnika tłokowego jest silnik wielotłoczkowy promieniowy, gdzie powietrze pod ciśnieniem doprowadzane jest do połowy ze wszystkich komór utworzonych przez wirnik i tłoczki. Pod działaniem czynnika tłoczki dążą do wysuwania się z wirnika. Ruch tłoczków za pomocą pierścienia z bieżnią powoduje obrót wałka odbiorczego. Powietrze z pozostałych komór wirnika odprowadzane jest do otoczenia przez wysuwowy ruch tłoczków. Cykl odpowietrzania komór lub ich napełniania koordynuje pierścień sterujący.

1, 2 korpus 3 pierścień z bieżnią 4 wirnik 5 rolka 6 tuleja sterująca 7 - wałek

Silnik łopatkowy Sprężone powietrze dostaje się do silnika pomiędzy dwie sąsiednie łopatki. Wskutek różnicy ciśnień przed i za łopatką wirnik zostaje wprowadzony w ruch obrotowy. Powietrze, które znajduje się pomiędzy łopatkami, ulega rozprężaniu wskutek powiększenia się przestrzeni między tymi łopatkami w czasie obrotu wirnika.

Jednocześnie ciśnienie się zmniejsza, ale w dalszym ciągu różnica sił jest stała, gdyż wskutek obrotu wirnika powierzchnia łopatki poprzedzającej jest większa niż łopatki następnej w komorze roboczej. Rozprężanie to następuje do momentu osiągnięcia przez łopatkę otworów wylotowych połączonych z atmosferą. Siła powodująca obrót wirnika działa teraz na kolejną łopatkę.

1 cylinder 2 wirnik 3 - łopatki

Silniki tego typu osiągają na biegu luzem obroty rzędu kilku tysięcy do kilkudziesięciu tysięcy obrmin, zależnie od wielkości i konstrukcji silnika.

Liczba łopatek w silniku, wahająca się od 3 do 10, jest ważnym kryterium konstrukcyjnym. Ogólnie można powiedzieć, że im mniej łopatek, tym mniejsze straty tarcia, ale jednocześnie gorszy rozruch silnika. Większa liczba łopatek łagodzi wprawdzie moment rozruchu i obniża przecieki wewnętrzne, powoduje jednak większe tarcie. 1 cylinder 2 wirnik 3 łopatki 4 pokrywa przednia cylindra 5 pokrywa tylnia cylindra

Silniki turbinowe W silnikach turbinowych w korpusie umieszczone jest koło łopatkowe napędzające wałek. Gdy otwór zostanie podłączony do źródła zasilania o dużym natężeniu przepływu, a otwór do atmosfery, to wałek będzie obracał się w prawo. Ruch obrotowy wałka jest wymuszany w silnikach przepływowych podobnie jak w turbinach parowych. Turbiny, czyli silniki przepływowe, są stosowane przy małych obciążeniach, mogą natomiast osiągać bardzo duże obroty rzędu 500 000 obrmin, na przykład w napędach wiertarek dentystycznych.

1 koło łopatkowe 2 wałek 3 otwór wejściowy 4 otwór wyjściowy

SIŁOWNIKI PNEUMATYCZNE

Siłownik pneumatyczny Siłownik pneumatyczny - urządzenie mechaniczne, zamieniające ciśnienie powietrza lub innego gazu na ruch przemieszczenie elementów albo wzdłużne, albo wokół swojej osi.

Ze względu na realizowane zadania rozróżnia się: Siłowniki do realizacji przemieszczeń są to siłowniki o dużych skokach Siłowniki mocujące są siłownikami o krótkich skokach i zwykle bardzo prostej konstrukcji Siłowniki udarowe umożliwiają rozpędzenie napędzanych obiektów do dużych prędkości, do kilkunastu ms.

Najczęściej stosowanymi siłownikami do realizacji przemieszczeń są siłowniki tłokowe i membranowe, przy czym rozróżnia się siłowniki jednostronnego działania i dwustronnego działania.

Siłowniki mocujące Siłowniki mocujące są tłokowymi lub membranowymi siłownikami jednostronnego działania.

Siłowniki mocujące

Siłowniki membranowe W siłownikach membranowych sprężone powietrze odkształca membranę. Droga odkształcenia stanowi skok tłoczyska. Ruch powrotny dokonuje się dzięki sprężystości membrany, pod wpływem oddziaływania sił zewnętrznych lub sprężyny powrotnej. Długość skoku siłowników membranowych osiąga wartość do 40 mm, a w przypadku siłowników z membraną przewijaną do 80 mm. Siłowniki membranowe przeważnie wykonywane są jako siłowniki jednostronnego działania.

Stany pracy siłownika membranowego

Stany pracy siłownika z przewijaną membraną

Stany siłownika membranowego płaskiego

Symbol graficzny siłownika membranowego na podstawie dokumentacji FESTO.

Siłownik jednostronnego działania pchający Są to siłowniki, w których ruch tłoka w jedną stronę jest wymuszany sprężyną.

1 tłok 2 tłoczysko 3 sprężyna 4 wkład filtrujący I, II otwory przyłączeniowe

W siłowniku tym sprężone powietrze wpływa do lewej komory przez przyłącze I i wywiera ciśnienie na tłok, powodując zarazem ugięcie sprężyny i wysunięcie tłoczyska. Prawa komora stale połączona z atmosferą przez otwór II wyposażony w płaski wkład filtrujący, który zabezpiecza siłownik wpadaniem zanieczyszczeń do atmosfery. W momencie, gdy lewa komora pozostanie połączona z atmosferą tłok z tłoczyskiem wraca pod działaniem sprężyny do położenia wyjściowego.

Siłownik jednostronnego działania ciągnący W siłowniku tym sprężone powietrze wpływa do prawej komory przez przyłącze I i wywiera ciśnienie na tłok, powodując zarazem ugięcie sprężyny i wsunięcie tłoczyska. Lewa komora jest stale połączona atmosferą przez otwór II wyposażony w płaski wkład filtrujący, który zabezpiecza siłownik przed wpadaniem zanieczyszczeń z atmosfery. W momencie, gdy prawa komora pozostanie połączona z atmosferą tłok z tłoczyskiem wraca pod działaniem sprężyny do położenia wyjściowego.

1 tłok 2 tłoczysko 3 wkład filtrujący 4 sprężyna I, II - otwory wlotowe

Siłownik wahadłowy W siłownikach wahadłowych elementem przekazującym ruch jest obrotowy wał, przy czym jego zakres kąta obrotu jest ograniczony, na ogół nie większy nić 360

Siłownik składa się z dwóch tłoków umieszczonych w tulejach cylindrycznych, które stanowią całość z zębatką. Zębatka napędza koło zębate osadzone na wałku wyjściowym. Tłoki są zaopatrzone w wewnętrzne uszczelnienie za pomocą pierścieni uszczelniających, które współpracując z tulejami zapewniają ich amortyzację w krańcowych położeniach. Umieszczone na tłokach pierścieniowe magnesy umożliwiają zastosowanie bezdotykowych magnetycznych łączników drogowych sygnalizujących krańcowe położenia tłoków.

1 tłok 2 wałek wyjściowy 3- koło zębate 4 zębatka 5 magnesy pierścieniowe 6 pierścienie uszczelniające 7 tuleja cylindryczna 8 pierścienie uszczelniające 9 tuleja I, II otwory przyłączeniowe

RODZAJE MOCOWAŃ SIŁOWNIKÓW

Koniec Przepraszam za dużą ilość tekstu :P

Materiały zaczerpnięte z: http:tbystrowski.notatki.oen.agh.edu.plp ageindex.php?idpnepnepwyk43.1.5.3 Oraz Podręcznik Urządzenia i systemy mechatroniczne wyd. REA