Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Пневматический двигатель

Пневматический двигатель

Пневмодвигатель (от греч. pnéuma — дуновение, воздух), пневматический двигатель, пневмомотор — энергосиловая машина, преобразующая энергию сжатого воздуха в механическую работу.

Содержание

Описывая максимальную сохраняемую энергию, используя изотермический случай, который составляет примерно 100 кДж / м 3 .

Таким образом, если 1,0 м 3 воздуха из атмосферы очень медленно сжимается в 5-литровый балон при 20 МПа (200 бар), запасенная потенциальная энергия составляет 530 кДж. Высокоэффективный пневмодвигатель может преобразовать в кинетическую энергию, если он работает очень медленно и способен расширять воздух от начального давления 20 МПа до 100 кПа (баллон полностью «пустой» при атмосферном давлении). Достижение высокой эффективности является технической проблемой как из-за потерь тепла в окружающую среду, так и из-за не извлекаемого внутреннего тепла газа. Если вышеуказанный баллон опорожняется до давления 1 МПа, извлекаемая энергия на валу двигателя составляет около 300 кДж.

Стандартная стальной баллон объемом 5 л на 20 МПа имеет массу 7,5 кг, улучшенный — 5 кг. Волокна с высокой прочностью на разрыв, такие как углеродное волокно или кевлар, могут весить менее 2 кг в этом размере. Один кубический метр воздуха при 20° C имеет массу 1,204 кг при стандартной температуре и давлении. Таким образом, теоретическая удельная энергия составляет примерно от 70 кДж / кг на валу двигателя для обычного стального баллона и до 180 кДж / кг(50Вт*ч/кг) для улучшенного с кевларовой намоткой, тогда как практически достижимая удельная энергия для тех же сосудов будет от 40 до 100 кДж / кг.

По принципу действия обычно различают объёмные и турбинные пневмодвигатели.
По направлению движения — линейные (поршневые, баллонные, мембранные и другие) и поворотные (поршневые и лопастные). Так же пневматический двигатели на ременной передаче.

В объёмных пневмодвигателях механическая работа совершается в результате расширения сжатого воздуха в цилиндрах поршневой машины, в турбинных — в результате воздействия потока воздуха на лопатки турбины (в первом случае используется потенциальная энергия сжатого воздуха, во втором — кинетическая энергия).

Наибольшее распространение получили объёмные пневмодвигатели (поршневые, ротационные и камерные (баллонные)).

Пневматические двигатели, и в частности, пневмоцилиндры, по своему принципу действия идентичны соответствующим гидравлическим двигателям. Одна из разновидностей пневмоцилиндров — мембранные пневмоцилиндры. Мембранные пневмоцилиндры принадлежат к пневмодвигателям с линейным возвратно-поступательным движением выходного звена — штока.

В сравнении с поршневыми пневмоцилиндрами они проще в изготовлении из-за отсутствия точных посадок контактных поверхностей, имеют высокую герметичность рабочей камеры, не требуют смазки и качественной очистки сжатого воздуха. Недостатки этого вида пневмодвигателей: ограниченность длины хода, переменное выходное усилие, зависящее от прогиба мембраны.

Наиболее распространены мембранные пневмоцилиндры одностороннего действия с возвратной пружиной. Используются в оборудовании, где требуются значительные усилия при относительно малых перемещенниях (зажатие, фиксация, переключение, торможение и т. д.).

Пневмодвигатели применяются в приводах различных пневмоинструментов, обеспечивающих безопасность работы во взрывоопасных местах (со скоплением газа, угольной пыли), в среде с повышенным содержанием влаги.

Переделываем электродвигатель в пневматический

Список инструментов:
— паяльник ;
— тиски;
— болгарка;
— плоскогубцы.

Процесс изготовления турбины:

Шаг первый. Разбираем моторчики
Сперва разберем два моторчика, для этого нужно разогнуть части корпуса плоскогубцами. Из корпусов вытащите магниты, поддев отверткой, они нам не понадобятся.

Теперь нужно подготовить якоря, снимите с них пластиковые упорные шайбы, но не потеряйте, они очень важны и нужны.









Срезаем с якорей обмотку и снимаем, она тоже не нужна. А чтобы получить больше пользы, лучше аккуратно смотайте проводку, такой тонкий провод активно используется в электронике, особенно катушках. Теперь вам нужно вытащить ось у одного из якорей, для этого автор использует тиски и плоскогубцы. Аккуратно выпрессовываем ось тисками, а потом вытаскиваем ее плоскогубцами.

Читайте так же:
Что такое литье под давлением

Шаг второй. Изготовление крыльчатки
Для изготовления крыльчатки устанавливаем сердечники якорей вместе. После установки склейте их суперклеем на всякий случай, чтобы не смещались. А еще лучше нанести клей между ними, а потом собрать.

В завершении делаем разметку и зажимаем якорь в тиски. В нем нужно с помощью болгарки прорезать такие пазы, как у автора на фото. Сюда будет «упираться» воздушный поток и раскручивать крыльчатку. В завершении установите на крыльчатку упорные шайбы из пластика.








Шаг третий. Готовим корпус
Важным этапом при сборке является тщательно запаять все отверстия в корпусе, чтобы нигде не было утечки воздуха. Берем заднюю крышку и снимаем с нее все лишнее. Образовавшиеся отверстия запаиваем, положив крышку на кирпич или другой предмет, который не горит. Тут проблем возникнуть не должно.

Также нужно запаять все крепежные отверстия на корпусе в передней части движка (где вал).





Шаг четвертый. Устанавливаем трубки
В корпусе двигателя сверлим отверстия под трубки, они сверлятся одна напротив другой (180 градусов). Трубки должны быть закреплены под углом примерно 45 градусов. В итоге двигатель сможет вращаться в любом направлении, смотря на какую трубку подать воздух.

Что касается трубок, то автор решил использовать в качестве исходника антенну от радио. Они делаются из меди и отлично поддаются пайке. Трубки режем под углом, а потом устанавливаем в просверленные отверстия и хорошенько припаиваем.

Простая механика: как работают законы физики на деревянных моделях

Чтобы продемонстрировать пневмодвигатель, вовсе не обязательно искать баллоны со сжатым воздухом и собирать сложное устройство с металлическими поршнями и цилиндрами. Достаточно несколько деревянных кривошипов и шатунов, а также воздушного шарика. Получится деревянный пневмодвигатель, способный запустить обычный настольный вентилятор. «Хайтек» вместе с UGEARS изучил, как с помощью деревянных моделей и резинок можно изучать фундаментальные физические принципы и почему для этого не требуются научные лаборатории.

Читайте «Хайтек» в

Фундаментальные законы физики, известные еще со школьной программы, как правило, легко запоминаются. Но потребность в их демонстрации часто приводит в тупик человека, не имеющего инженерного образования. Это связано и с практическими пробелами среднего образования в России, и с недостатком ресурсов. Достаточно трудно вне стен школы или университета показать, как приводится в действие пневматический двигатель. Еще сложнее объяснить, как происходит движение трамвая или выстрел аркбаллисты.

Конечно, самому воспроизвести законы Ньютона требуется не каждый день: нужно объяснить их ребенку, хочется проверить свои знания в физике, «поиграть» во что-то осязаемое, а не цифровые модели, или вспомнить давно забытое со школьных времен. Лабораторных установок для этого не требуется. А можно и вовсе обойтись только моделями, состоящими из дерева и резинок. Такую возможность дают конструкторы UGEARS. Главное — соблюсти точность сборки, какими бы ни были базовыми законы физики, чтобы они работали, тоже нужны определенные условия. Рассказываем, какие естественнонаучные каноны можно проверить на деревянных моделях и что для этого нужно.

Моноколесо. Механическое равновесие

Моноколесо сегодня стало практически таким же популярным видом городского транспорта, как и гироскутер, электросамокат или велосипед. То, на чем гоняют любители скорости — электрический самобалансирующийся уницикл — лишь современная модификация моноцикла, который был широко распространен в конце XIX — начале ХХ века. Только тогда вместо электродвигателя использовали мускульную силу человека, как и в случае с велосипедом. А вот для равновесия вместо датчиков, гироскопов и акселерометров были необходимы исключительно таланты, сноровка и опыт.

Читайте так же:
Точечная сварка из сварочного инвертора своими руками

В основе устройства моноцикла лежит принцип механического равновесия, которое важно поддерживать в процессе движения. Моноцикл способен сохранять вертикальное положение, пока колесо удерживается под центром масс (об этом говорит теория инвертированного маятника). А нужное положение, как уже говорилось, задается наездником. По сути, на моноцикле именно человек, подсознательно ощущая, куда заваливается его транспортное средство, компенсирует падение, перемещая колесо в ту точку под собой, где находится центр масс. Это важно сделать до тех пор, пока моноцикл не упадет.

Ускорение моноцикла определяет расстояние от центра тяжести до точки контакта, а скорость и направление вращения колеса — относительное положение пятна контакта, а вместе с ним и характер динамики ускорения. Поэтому, чтобы ускориться, наездник должен сместить центр тяжести вперед, а если замедлиться — назад. А чтобы начать движение, нужно фактически «упасть» — достаточно наклона тела, движения рук или бедер, чтобы придать моноциклу ускорение.

У UGEARS для демонстрации этих принципов механики есть самоходное моноколесо. Деревянная модель состоит из 300 деталей, а в движение ее приводит резиномотор, который благодаря балансировке (здесь таланты наездника не потребуются) позволяет колесу не падать. Когда энергия резиномотора кончается, закрепленные на колесе лапки убираются, и оно начинает вращаться как простое колесо и в итоге просто красиво переворачивается. Если лапки зафиксировать, то оно тоже продолжит движение, но уже как балансирующее колесо.

Хронометр. Маятник и принцип механических часов

Впервые человек стал измерять время с помощью механических часов в VIII веке в Китае, откуда технология жидкостного спускового механизма пришла сначала в арабский мир, а потом попала в несколько ином виде в Западную Европу. Там механические часы имели только часовую стрелку, а приводились в движение путем завода гиревого механизма. Часы стали центром жизни человека — их устанавливали на главных ратушных башнях городов, они отмечали не только полдень или полночь, но и церковные праздники.

Помимо привычного каждому циферблата, механические часы состоят из источника энергии (это может быть как гиря, так и пружина), спускового механизма, превращающего непрерывное вращение движение в колебательное или возвратно-поступательное, а также регулятор — им может быть маятник или баланс. Спусковой механизм и двигатель соединяет, как правило, система шестеренок.

Разумеется, механические часы не настолько точны, как их электронные или кварцевые «потомки». Погрешность может составлять от +40 до –20 секунд в сутки. А сегодня именно механические часы в основном используют для поддержания традиций.

В основе работы механических часов лежит система, именуемая физиками маятником. Это такая механическая система, которая совершает механические колебания, будучи в подвешенном состоянии в поле тяжести. В процессе колебания кинетическая энергия маятника превращается в потенциальную (это энергия силы упругости и гравитации) и обратно. А силы трения постепенно превращают эту кинетическую энергию в тепловую, за счет чего амплитуда колебания постепенно снижается.

Проверить, как устроена такая механическая система, а также создать собственный хронометр, можно и из дерева. В качестве источника энергии такого устройства будет выступать опять же резиномотор, а для того, чтобы завести хронометр на определенное время (в данном случае таймер работает в интервале до 20 минут) , достаточно отвести стрелку циферблата на определенную величину. Конечно, для начала придется стать часовщиком и собрать открытый шестеренчатый механизм. В данном случае точность важна как никогда.

Трамвай. Вращающий момент, превращение потенциальной энергии натяжения в механическую работу

Почувствовать себя Федором Пироцким, изобретателем первого электрического трамвая в России, можно и с помощью модели. Но сначала лучше разобраться, как на самом деле приводится в движение трамвай. Предком электрического транспорта была простая конка, где вагон с пассажирами тащили по рельсам лошади. С наступлением электрической эпохи тягу осуществляют двигатели.

Читайте так же:
Чем отличается лоток от короба

В современных трамваях чаще всего используют тяговые двигатели постоянного тока, так как именно такой ток потребляет система трамвая. Но электроника позволяет преобразовывать постоянный ток в переменный, а значит, двигатели переменного тока тоже можно использовать в оснащении трамваев. Тем более, в отличие от двигателей постоянного тока, у них нет быстро приходящего в негодность коллекторно-щеточного узла. Именно он постоянно нуждается в ремонте и техническом обслуживании.

Чтобы передать энергию от двигателя к оси колесной пары, вагоны оснащаются карданно-редукторной передачей, состоящей из механического редуктора и карданного вала соответственно.

Чтобы собрать собственный редуктор, потребуется не так много усилий, если расчеты сделаны уже за вас. В основе этого механизма лежит функция редукции — снижения усилия, необходимого для привода устройства, преобразующего передаваемую мощность в полезную работу. Самый простой способ такого преобразования — пара взаимно соединенных цилиндрических шестеренок разного диаметра: ведущей шестерней является та, что обладает меньшим размером.

В деревянной модели трамвайной линии электричество не нужно. Помимо того, что для соединения не требуется даже клей, а все материалы изготовлены из дерева, в качестве источника энергии используется все тот же резиномотор, который необходимо завести — по принципу натягивания пружины. Превращение энергии во вращательную так же, как и в настоящем трамвае, происходит за счет зубчатой передачи. Кроме того, трамвай может двигаться просто за счет разницы высот, тогда опять же происходит превращение потенциальной энергии в кинетическую.

Пневматический двигатель. Превращение энергии сжатия в механическую работу

Пневмодвигатель придумали достаточно давно, практически исполнив давнюю мечту человечества: получать энергию из воздуха. Другое дело, что для начала этот воздух необходимо сжать, для чего, разумеется, тоже требуется существенная энергия. Конечно, использование пневмодвигателей и приводов сильно расширяет сферу использования различных устройств, когда необходима повышенная безопасность, а использование электричества или горючих веществ невозможно.

И применений у такого физического принципа может быть великое множество. Почти все из них победило электричество. Однако история помнит и пневмопочту, и даже пневматическую железную дорогу. В 1861 году в Петербурге был построен первый в истории локомотив с пневмоприводом. Его назвали в честь создателя — духодод Барановского.

Как ни странно, пневмодвигатель можно собрать и из дерева. Причем практически полный аналог настоящего, включая тахометр. Чтобы запустить в движение двигатель, конечно же, требуется воздух. Чтобы не отходить от парадигмы — только дерево и резина, создатели конструктора предлагают использовать обыкновенный воздушный шарик, который можно надуть и подсоединить к двигателю с помощью специальных насадок и раструба. При этом воздух будет приводить в движение поршни пневмоустройства и создавать кинетическую энергию.

Аркбаллиста. Превращение энергии натяжения в энергию полета

Метательные орудия использовались человеком достаточно давно — в Древнем мире и Средних веках. Однако и сегодня можно встретить подобное оружие, в частности в спорте, где используются луки и арбалеты. В основе работы таких орудий лежит превращение мышечных усилий человека в энергию полета. Чтобы сделать эту энергию выше, можно осуществить накопление потенциальной энергии с помощью упругих элементов или противовеса. В луке или арбалете это тетива.

Гипертрофированный вариант арбалета — аркбаллиста — использовался в качестве осадного орудия при взятии городов и крепостей. Лук, длина которого доходила до 3,5 м, крепился к массивному деревянному ложу на деревянной раме-лафете, расположенной на двух колесах большого диаметра. Натяжение тетивы осуществлял артиллерист с помощью укрепленного на раме ворота. Сегодня, конечно, подобные устройства встречаются только в компьютерных играх. Правда, основы артиллерии заложили именно тогда.

Читайте так же:
Расчет количества бетона на ленточный фундамент калькулятор

Классика военной машины в виде деревянной модели вряд ли сможет захватить настоящий замок, а вот поиграть в «аналоговую» компьютерную игру получится. Модель состоит из двух частей: блока стрельбы и основы с регулируемыми опорами, именно осуществляет стабилизацию конструкции во время стрельбы. А стреляет такая аркбаллиста деревянными болтами. При желании, конечно, можно запустить и чем-то другим. Важно помнить, как и любому артиллеристу, что для грамотного нанесения удара нужно правильно выставить угол по вертикали и горизонтали, а не просто приводить в действие спусковой механизм.

То, что деревянные игрушки устарели, можно легко опровергнуть, показав одну из таких моделей. А если еще рассказать про законы физики, которые приводят их в движение, вывести пару формул и нарисовать направление векторов сил, участвующих в создании разных типов энергий, то и само слово «конструктор» будет уже относиться не к моделям, а к их обладателям.

Если вы решили приобрести какой-то из конструкторов, пользуйтесь промокодом HIGHTECH, он дает скидку 20%. Сейчас в каталоге компании UGEARS 73 модели, в том числе реально запирающийся сейф, спорткар и байк, пистолет, шкатулка с секретом, большой локомотив с тендером.

Пневматический двигатель своими руками

Пневматический двигатель своими руками

из причин, почему своооднопоршне-вые двигатели с линейными электрогенераторами пока не используются.

Чго касается свободногоршне-вых компрессоров, то первоначально они создавались для авиации: итальянский конструктор Пескара в 1935 году сконструировал такой компрессор для привода винта реактивного вертолета. В то же время советский инженер Н.Н.Ильин на авиазаводе № 1 в Москве создал

миниатюрным свободнопоршневой компрессор для пневматического запуска авиадвигателей.

На рисунке 4 — эскизный гроект переделки авиамодельного компрессионного мотора в свободнопоршне

вой компрессор. Цклиндр и контрпоршень (регулирующий степень сжать я), а также карбюратор остаются без изменений.

Для основательной прооаботчи конструкции рекомендуем обратиться к трудам В.К.Кошкина и П.А.Шелеста, которые есть в больших технических библиотеках.

Запуск компрессора производится здесь пневматически за сче1 энергии ьоэдуха от постороннего источника. Эго позволяет сделать агрегат достаточно миниатюрным и облегчит запуск гри установке на авиамодель. Пусковое устройство состоит из цилиндрического золотника, включаемого нажатом на кнопку. Его функция заключается в подаче воздуха то на одну, то на другую сторону компрессорного поршня, заставляя поршень мотора совершать возвратно-поступа-тельные движения, что в конце концов и приводи: к запуску мотора.

Этот свободнопоршневой двигатель-компрессор годится также для питания сжатым воздухом винта модели реактивного вертолета. Если взять типовые пневматические турбины от бормашинок, используемых зубными врачами, то можно строить модели-копии многомоторных самолетов (обычные поршневые двигатели тут совершенно бесполезны).

Не заманчиво ли впервые в истории авиамоделизма построить копию знаменитого восьмимогорною самолета «Максим Горький» или двенадцатимоторного «Дорнье-Х»?

Модератор: PetrOzz

Парасёнок MadwaD Пневматический двигатель своими рукамиMadwaD -2
Оставил 14000 сообщений с 23 янв 2004
ФР: 118612
WWW 13 ноября 2012 в 23:49

В контакте пролетела новость, о создании двигателя для мотоцикла, раньше слышал что такой разрабатывается в индии для бюджетных машин. вот решил создать тему, на сколько это все реально и осуществимо.

Общий принцип работы:
Имеется бак с жатым воздухом.
Воздух, без всяких дополнительных процессов, расширяясь совершает работу, создавая крутящий момент.

Читайте так же:
Рейтинг зернодробилок для домашнего хозяйства

Двигатель, не шумит особо, не коптит, экологически чист, имеет простое строение, малый вес.
Имеет определенные преимущества даже перед электродвигателями.
По этому сейчас создан и работает целый класс пневмо-устройств: Шуруповерты, пилы, отрезные шлифовальные машины, отбойные молотки.
Почти в каждом автосервисе можно увидеть гайка-верт именно пневматический а не электрический!

Сжатый воздух можно получать различными способами, прямо на месте, от электро компрессоров вплоть до использования чисто механической энергии ветряков или водяных турбин.

Полученный сжатый воздух, в отличии от электроэнергии можно хранить!

Пневматический двигатель своими руками

Пневматический двигатель своими руками

Пневматический двигатель своими руками

Пневматический двигатель своими руками

Специальные пневматические двигатели для особых условий работы (загрязнения, агрессивные среды и высокая влажность).Пневматический двигатель своими рукамиПланетарный пневмомотор и коробка передач для установочных и юстировочных задач,
– Количество лопостей: 8
– Передаточное число: 4 – 93
– Рабочее давление: 7 бар
– Номинальная частота вращения 810 об/мин,
– Максимальный крутящий момент: 300 нм,
– Удельный расход воздуха – 12,6 л/сек,
– Ду 1/4, NPT
– Радиальная нагрузка: 1500 н
– Аксиальная нагрузка: от 6,3 до 15,6 кг
– Исполнение – сталь/нерж. стальПневматический двигатель своими рукамиПланетарный пневмоминимотор 240 В или 380 В.
– Количество лопостей -4
– Т: – 20 + 100 С,
– Рабочее давление: 7 бар
– Номинальная частота
вращения 500 – 6000 об/мин,
– Ду 1/4, NPTПневматический двигатель своими руками

Компактный пневмоминимотор и коробка передач для монтажа в агрегаты и машины с ограниченным внутренним пространством.

Мощность 240 Вт.
– ATEX II Kat. 2 GDc T5 Zone
– Область регулировки: 15:1
– Рабочее давление: 6 бар
– Удельный расход воздуха – 0,6 м3/мин,
– Номинальное кол-во оборотов – 400 об/мин,
– Количество оборотов – 720 об/мин.
– Номинальный крутящий момент – 4,1 нм,
– Стартовый крутящий момент
– Вес: 1,1 кг

Пневматический двигатель своими руками

Планетарный пневмомотор – редуктор – глушитель для прерывистых режимов работы. Состоит из двигателя и редуктора.

Пневмомотор – 1050 Вт,
Рабочее давление – 6 бар
Скорость при 6 бар – 0,105 кВт
Передаточное отношение – 100:1
Сжатый воздух – R 1 / 4 "NPT
Направление – слева или справа
Обороты холостого хода – 50 об / мин
Число оборотов холостого хода – 50 об / мин
Рабочий крутящий момент – 20 Нм
Пусковой момент – 20 Нм
Вес – 2,8 кг

Пневматический двигатель своими руками

Вакуумный резервуар (накопитель сжатого воздуха) -1 бар / 16 бар- от 0,1 до 0,75 литра.

Емкость для сжатого воздуха, вакуума и неагрессивных жидкостей
Допустимое рабочее давление -1 бар / 16 бар
Объем: 0,1, 0,4 или 0,75литра
Исполнение: нержавеющая сталь

Пневматический двигатель своими руками

Вакуумный резервуар (накопитель сжатого воздуха) -1 бар / 10 бар – от 5 до 24 литров.

Емкость для сжатого воздуха, вакуума и неагрессивных жидкостей. Предназначен для агрегатов и узллов, работающих на сжатом воздухе с большими перепадами давления. Является необходимым дополнением для компрессорных установок и вакуумных систем.
Допустимое рабочее давление -1 бар / 10 бар (макс. 16 бар)
T: – 10 + 60 C
Объем: 5, 12 или 24 литра.
Исполнение: нержавеющая сталь

Вакуумный резервуар (накопитель сжатого воздуха) 6 бар – от 100 до10 000 литров.

Емкость для сжатого воздуха, неагрессивных жидкостей, природного газа . Предназначен для агрегатов и узллов, работающих на сжатом воздухе с большими перепадами давления. Является необходимым дополнением для компрессорных установок и вакуумных систем, в качестве гасителя перепада давления и резервного источника сжатого воздуха, в случае возникновения перебоев работы компрессора.
Допустимое рабочее давление 6 бар
T: 0 + 50 C
Объем: 100-10 000 литров.
Исполнение: нержавеющая сталь

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector