Основы пневмопривода

Общие сведения

Пневмоприводом называют комплекс устройств, предназначенных для приведения в движение машин и механизмов посредством пневматической энергии, т. е. энергии сжатого газа. Обычно в пневмоприводах горных машин используется сжатый воздух с давлением до 1 МПа и в некоторых случаях до 25 МПа (воздуховозы).

К достоинствам пневмопривода [3] относятся: пожаро- и взрывобезопасность работы; простота конструкции и управления; способность надежно работать в пыльной и влажной средах, а также переносить длительные перегрузки; хорошая компенсация ударных нагрузок (благодаря сжимаемости и малой плотности воздуха); работа без отводных трубопроводов для отработанного воздуха, который непосредственно выпускается в атмосферу.

Недостатки пневмопривода: низкий КПД, трудность обеспечения высокой точности и плавности движения выходного звена пневмодвигателя, значительная стоимость пневматической энергии (дороже электрической энергии примерно в 5 раз), высокий уровень аэродинамического шума и необходимость (в отличие от гидропривода) в специальных устройствах для подачи смазки.

Несмотря на высокую стоимость энергии сжатого воздуха, положительный эффект от применения пневмопривода нередко превышает энергетические затраты, что способствует распространению его в ряде отраслей промышленности. В особенности пневмопривод нашел широкое применение на угольных шахтах с крутыми пластами, где по условиям безопасности пока еще ограничено использование электропривода в забоях.

В ряде случаев пневмопривод оказывается предпочтительным для механизации и автоматизации производственных процессов.

Классификация пневмопривода имеет много общего с классификацией гидропривода. Пневмопривод делится на магистральный, аккумуляторный и компрессорный. Структурные схемы пневмопривода и гидропривода аналогичны, только вместо гидроэнергии используется пневмоэнергия, вместо гидродвигателя и насоса — соответственно пневмодвигатель и компрессор.

На шахтах и рудниках главным образом применяется компрессорный пневмопривод, в состав которого входят: компрессоры, пневмодвигатели, кондиционеры, пневмоемкости и пневмолинии.

В компрессоре механическая энергия приводящего двигателя преобразуется в пневматическую, а в пневмодвигателе пневматическая энергия преобразуется в механическую. Компрессорами принято называть машины, подающие воздух (газ) при степени повышения давления более трех. Они изучаются в курсе «Стационарные машины и установки» и поэтому в данном пособии не рассматриваются.

В шахтном пневмоприводе в качестве компрессоров в основном используются поршневые и центробежные машины (турбокомпрессоры), а в качестве пневмодвигателя — объемные (поршневые, шестеренные, пластинчатые, винтовые) и турбинные машины.