Пневматика
 | В этой статье есть несколько проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалять эти шаблонные сообщения )
|
Пневматика (от греч. πνεῦμα pneuma «ветер, дыхание») — отрасль техники , использующая газ или сжатый воздух .
Пневматические системы, используемые в промышленности, обычно работают на сжатом воздухе или сжатых инертных газах . Расположенный в центре компрессор с электрическим приводом приводит в действие цилиндры , пневматические двигатели , пневматические приводы и другие пневматические устройства. Пневматическую систему, управляемую с помощью ручных или автоматических электромагнитных клапанов , выбирают, когда она обеспечивает более дешевую, более гибкую или безопасную альтернативу электродвигателям и гидравлическим приводам .
Пневматика также находит применение в стоматологии , строительстве , горнодобывающей промышленности и других областях.
Газы, используемые в пневматических системах
[ редактировать ]
Пневматические системы в стационарных установках, например, на заводах, используют сжатый воздух, поскольку его устойчивая подача может быть обеспечена за счет сжатия атмосферного воздуха . Из воздуха обычно удаляют влагу, а в компрессор добавляется небольшое количество масла для предотвращения коррозии и смазки механических компонентов.
Потребителям пневматической энергии, подключенной на заводе, не нужно беспокоиться об утечке ядовитых веществ, поскольку газ обычно представляет собой просто воздух. Любой сжатый газ, кроме воздуха, представляет опасность удушья, включая азот, который составляет 78% воздуха. Сжатый кислород (около 21% воздуха) не вызывает удушья, но не используется в устройствах с пневматическим приводом, поскольку он пожароопасен, более дорог и не дает никаких преимуществ по производительности по сравнению с воздухом. В небольших или автономных системах могут использоваться другие сжатые газы, представляющие опасность удушья, например азот, который при поставке в баллонах часто называют OFN (бескислородный азот).
Портативные пневматические инструменты и небольшие транспортные средства, такие как машины Robot Wars и другие устройства для любителей, часто работают на сжатом углекислом газе , поскольку контейнеры, предназначенные для его хранения, такие как канистры с газировкой и огнетушители, легко доступны, а фазовый переход между жидкостью и газом легко доступен. дает возможность получить из более легкого баллона больший объем сжатого газа, чем требуется для сжатого воздуха. Углекислый газ является удушающим веществом и при неправильном удалении может привести к замерзанию.
История
[ редактировать ]Хотя ранняя история пневматики туманна, основателем этой области традиционно считается Ктесибий Александрийский , «который работал в начале III века до нашей эры и изобрел ряд механических игрушек, приводимых в действие воздухом, водой и паром под давлением». Хотя никаких документов, написанных Ктесибием, не сохранилось, считается, что он оказал сильное влияние на Филона Византийского во время написания своей работы «Механический синтаксис» , а также на Витрувия в «Об архитектуре» . [1] В первом веке до нашей эры древнегреческий математик Герой Александрийский в своем труде «Пневматика» собрал рецепты десятков приспособлений. Было высказано предположение, что большая часть этой работы может быть приписана Ктесибию. [2] Пневматические эксперименты, описанные в этих древних документах, позже вдохновили изобретателей эпохи Возрождения термоскопа и воздушного термометра — устройств, которые использовали нагрев и охлаждение воздуха для перемещения столба воды вверх и вниз по трубке. [3] : 4–5
Немецкий физик Отто фон Герике (1602–1686) изобрел вакуумный насос — устройство, которое может откачивать воздух или газ из присоединенного сосуда. Он продемонстрировал вакуумный насос для разделения пар медных полусфер с помощью давления воздуха. Область пневматики за последние годы значительно изменилась. Он перешел от небольших портативных устройств к большим машинам, состоящим из множества частей, выполняющих разные функции.
Сравнение с гидравликой
[ редактировать ]И пневматика, и гидравлика являются приложениями гидравлической энергии . В пневматике используется легко сжимаемый газ, такой как воздух, или подходящий чистый газ, тогда как в гидравлике используются относительно несжимаемые жидкие среды, такие как масло. В большинстве промышленных пневматических устройств используется давление от 80 до 100 фунтов на квадратный дюйм (от 550 до 690 кПа ). В гидравлических приложениях обычно используется давление от 1000 до 5000 фунтов на квадратный дюйм (от 6,9 до 34,5 МПа), но в специализированных приложениях давление может превышать 10 000 фунтов на квадратный дюйм (69 МПа). [ нужна ссылка ]
Преимущества пневматики
[ редактировать ]- Простота конструкции и управления . Машины легко проектируются с использованием стандартных цилиндров и других компонентов и работают посредством простого двухпозиционного управления.
- Надежность . Пневматические системы обычно имеют длительный срок службы и требуют минимального обслуживания. Поскольку газ сжимаем, оборудование менее подвержено ударным повреждениям. Газ поглощает чрезмерную силу, тогда как жидкость в гидравлике непосредственно передает силу. Сжатый газ можно хранить, поэтому машины еще некоторое время будут работать в случае отключения электроэнергии.
- Безопасность — Вероятность возгорания очень мала по сравнению с гидравлическим маслом. Новые машины обычно устойчивы к перегрузкам до определенного предела.
Преимущества гидравлики
[ редактировать ]- Жидкость не поглощает никакой подведенной энергии.
- Способен перемещать гораздо более высокие нагрузки и обеспечивать гораздо меньшие силы из-за несжимаемости.
- Рабочая жидкость гидравлической системы практически несжимаема, что приводит к минимальному действию пружины . Когда поток гидравлической жидкости прекращается, малейшее движение нагрузки снижает давление на нагрузку; нет необходимости «стравливать» сжатый воздух для сброса давления на нагрузку.
- Высокая отзывчивость по сравнению с пневматикой.
- Обеспечивает большую мощность, чем пневматика.
- Также может выполнять множество задач одновременно: смазка, охлаждение и передача мощности.
Пневматическая логика
[ редактировать ]Пневматические логические системы (иногда называемые воздушным логическим управлением ) иногда используются для управления производственными процессами и состоят из таких первичных логических блоков, как:
- И единицы
- Или единицы
- Релейные или бустерные блоки
- Запорные устройства
- Таймерные единицы
- Гидравлические усилители без движущихся частей, кроме самого воздуха.
Пневматическая логика — надежный и функциональный метод управления производственными процессами. В последние годы эти системы в основном были заменены электронными системами управления в новых установках из-за меньшего размера, более низкой стоимости, большей точности и более мощных функций цифрового управления. Пневматические устройства по-прежнему используются там, где преобладают стоимость модернизации или факторы безопасности. [4]
Примеры пневматических систем и компонентов
[ редактировать ]- Пневматические тормоза на автобусах и грузовиках
- Пневматические тормоза в поездах
- Воздушные компрессоры
- Пневматические двигатели для транспортных средств с пневмоприводом
- Системы баростата , используемые в нейрогастроэнтерологии и для исследования электричества.
- Кабельная прокладка , способ прокладки кабелей в воздуховодах.
- Стоматологическая бормашина
- Пневматический двигатель и транспортные средства, работающие на сжатом воздухе
- Газовая хроматография
- Газовая перезарядка
- Holman Projector — пневматическое зенитное оружие.
- Системы управления ОВиК
- Надувные конструкции
- Пневматику Lego можно использовать для сборки пневматических моделей.
- Орган
- Пианино
- Пневматический привод
- Пневматические пневматические пистолеты
- Пневматический пузырь
- Пневматический цилиндр
- Пневматические пусковые установки , разновидность ружья.
- Пневматические почтовые системы
- Пневматический двигатель
- Пневматическая шина
- Пневматические инструменты :
- Отбойный молоток, которым пользуются дорожные рабочие
- Пневматический гвоздодер
- Регулятор давления
- Датчик давления
- Реле давления
- Запущены американские горки
- Вакуумный насос
- Вакуумная канализация
См. также
[ редактировать ]- Сжатый воздух
- Озоновое растрескивание – может повлиять на пневматические уплотнения.
- Пневдвигатика
- История пневматической энергетики
Примечания
[ редактировать ]- ^ Берриман, Сильвия (25 января 2019 г.) [7 марта 2016 г.]. «пневматика» . Оксфордская исследовательская энциклопедия классической литературы . Оксфордский классический словарь. Издательство Оксфордского университета. дои : 10.1093/акр/9780199381135.013.5146 . ISBN 978-0-19-938113-5 . Архивировано из оригинала 14 мая 2024 года . Проверено 29 ноября 2023 г.
- ^ Герой Александрии (1851 г.). Пневматика Героя Александрийского, от греческого оригинала . Лондон: Тейлор Уолтон и Маберли. п. хв . Проверено 29 ноября 2023 г.
- ^ Миддлтон, ВЕК (1966). История термометра и его применение в метеорологии . Интернет-архив. Джонс Хопкинс Пресс. ISBN 9780801871535 .
- ^ Управление КМК. «Пневматическое в цифровое: преобразование открытой системы» (PDF) . Проверено 5 октября 2015 г.
Ссылки
[ редактировать ]- Брайан С. Эллиотт, Руководство по эксплуатации сжатого воздуха , McGraw Hill Book Company, 2006 г., ISBN 0-07-147526-5 .
- Хиреш Мистри, Основы пневматической техники , электронная публикация Create Space, 2013 г., ISBN 1-49-372758-3 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
