
Пневматические устройства являются эффективным средством автоматизации и механизации технологического оборудования в машиностроении. Это вытекает из присущих им принципиальных преимуществ. Указанные преимущества проявляются в наибольшей степени при выполнении операций зажима и фиксации деталей, их кантовании, контроле линейных размеров, выполнении операций сборки, при транспортировке, очистке базовых посадочных поверхностей инструмента и деталей, реализации движений промышленных роботов и др.
Такими принципиальными преимуществами пневматических устройств, делающими их в отдельных случаях незаменимыми, являются:
-простота конструкции и обслуживания;
-высокая безотказность работы;
-сохранение работоспособности в широком диапазоне температуры, влажности и запыленности;
-большой срок службы, достигающий для отдельных пневматических устройств 10-20 тыс. ч;
-высокие скорости перемещения исполнительных органов, достигающие для линейного движения 15 м/с, а для вращательного 20 000 об/мин;
-сравнительная простота передачи энергоносителя (сжатого воздуха) на значительные расстояния;
-централизованный источник выработки энергии (обычно заводская компрессорная сеть);
-возможность торможения и останова без риска повреждения механизма.
Недостатками пневматических устройств являются:
-невысокая скорость передачи управляющих сигналов, ограниченная скоростью звука в воздухе;
-трудности обеспечения плавности перемещения рабочих органов при колебаниях нагрузки;
-относительно высокая стоимость выработки сжатого воздуха.
Классификация основных пневматических серводвигателей,
применяемых в системах автоматизации производственных процессов в машиностроении, была приведена ранее.
В станкостроении и вообще в машиностроении используется пневматическая техника трех уровней давления: высокого (0,2-1,0 МПа), среднего (0,1-0,25 МПа) и низкого (0,001-0,01 МПа). Помимо пнематических серводвигателей для целей автоматизации производственных процессов в машиностроении используются и другие устройства.
К таким устройствам прежде всего следует отнести пневмогидравлические и пневмоэлектрические преобразователи различной конструкции. Отличительной особенностью пневмогидравлических насосов является возможность подачи рабочей жидкости лишь тогда, когда действительно существует необходимость в ее потреблении. Это ведет к сокращению потребления рабочей жидкости и к предотвращению ее излишнего нагрева.
К различным пневмогидравлическим и пневмоэлектрическим преобразователям, делающим возможным построение пневматических сетей автоматики, относятся:
-пневмовытеснители, предназначенные для передачи без изменения давления сжатого воздуха рабочей гидравлической жидкости;
-пневмогидропреобразователи, предназначенные для передачи энергии сжатого воздуха рабочей гидравлической жидкости с другими величинами давления;
-пневмогидронасосы, предназначенные для нагнетания рабочей жидкости в гидросистему, где она дальше работает, как это предусматривается гидросхемой;
-пневмогидроаккумуляторы;
-реле давления, предназначенные для выдачи электрического сигнала при достижении в пневматической системе заданного уровня давления (разности давлений);
-индикаторы давления.
Сжимаемость воздуха является существенным фактором, который следует учитывать при проектировании исполнительных механизмов, работающих в условиях переменных нагрузок, например в устройствах подачи для сверления и фрезерования. Обычно сжимаемость воздуха компенсируется путем включения в пневмопривод подачи гидравлических регуляторов скорости, как это показано на схеме.
В этом случае привод включает в себя гидроцилиндр 6 с замкнутой циркуляцией рабочей жидкости (масла) и регулируемым дросселем 4 в возвратном канале 5, служащем для регулирования расхода масла, однозначно определяющего скорость движения штокатолкателя 3, связанного со штоком 2 рабочего пневмоцилиндра 7.