Motoare Hidro-Pneumatice

Elementele pneumatice de excutie (motoarele pneumatice) transforma energia aerului comprimat in lucru mecanic.

Motoarele pneumatice pot fi:

• cu miscare rectilinie (cilindri pneumatici cu piston, camere cu membrana. burdufuri ondulate elastice);

• cu miscare de rotatie (cu palete culisante, cu pistoane dispuse axial sau radial etc.).

1. Cilindri pneumatici cu piston

Cilindrii pneumatici sint asemanatori celor utilizati in actionarile hidraulice. Fiind valabile aceleasi criterii de clasificare si variante constructive. La cilindrii pneumatici etansarea pistonului in cilindru este realizata prin intermediul garniturilor de tip O, L sau U, neutilizandu-se etansarea cu segmenti. Fig. 2.20 si 2.21 prezinta doua tipuri de cilndri penumatici (cu dubla actiune si respectiv cu simpla actiune).

Fig. 2.20 - Cilindru pneumatic cu dubla actiune.

1,11-capace; 2,7,13,14-garnituri; 3-cilindru; 4-piston; 5-siguranta; 6-bucsa de glidare; 8,15-suruburi; 9-canal; 10-tija pistonului; 12-bucsa de ghidare a tijei.

Fig. 2.21 - Cilindru pneumatic cu simpla actiune. l-arc; 2-limitator de cursa; 3-garnitura; 4-capac.

Pentru un cilindru pneumatic cu dubla actiune si tija unilaterala, forta maxima este dezvoltata atunci cand aerul sub presiune se aplica pe fata fara tija a pistonului si poate fi determinata cu ajutorul relatiei:

unde:

D - diametrul pistonului:

d - diametrul tijei;

P1 -presiunea aerului comprimat:

P2 - contrapresiunea din camera din care se evacueaza aerul (aproximativ 0.5 daN/cm2);

Pp - forta de frecare dintre garniturile pistonului si cilindru:

Rt - forta de frecare dintre gamiturile de etansare si tija pistonului.

Forta de frecare datorata prezentei garniturilor se determina cu relatia:

unde:

d1 - diametml exterior (sau interior) al garniturii:

b - latimea mansetei sau inelului de etansare;

μ - coeficientul de frecare (pentru mansete de cauciuc pe otel μ = 0,08...0,2);

p - presiunea ce actioneaza asupra garniturii (egala cu presiunea de lucru la care se aduga presiunea de contact datorata strangerii pe care o realizeaza garnitura - de ordinul a 0,5...0,6 daN/cm2).

Randamentul unui cilindru pneumatic (η =100-Ftmax*Fmax)este de 80...92%.

In cazul cilindrilor cu simpla actiune, forta rezistenta a arcului care asigura revenirea pistonului in pozitia initiala este cuprinsa intre 2 si 37 daN, in functie de dimensiunile cilindrului.

Atunci cand pistonul are viteza ridicata si masa elementelor legate de tija pistonului este mare, contactul pistonului cu soc pe capacele cilindiului, la capetele de cursa, poate provoca deteriorarea cilndrului. Este deci necesara franarea pistonului la capat de cursa, solutia constructiva fiind prezentata in fig.2.22.

Referat pentru cursul de Instalatii Hidro-Pneumatice de Bord (I.H.P.B) Facultatea de Inginerie Aerospatiala