Пневматические системы - это механические системы, использующие сжатые газы. Они похожи на гидравлические системы, которые представляют собой механические системы, использующие жидкости для передачи сил. Пневматические системы в современном мире есть практически повсюду. Стоматологи используют пневматику для работы дрелей, плотники используют пневматику для приведения в действие пневматических молотов, водители грузовиков используют пневматические тормоза, а НАСА использует пневматику для управления работой спутниковых ракет-носителей.
Основные принципы
Пневматическое определение будет гласить, что пневматическая система - это, по сути, метод превращения электричества в механическое движение с использованием сжатых газов вместо двигателей или электромагнитов. Для многих приложений это намного эффективнее и практичнее. Системы обычно включают воздушный компрессор, который накапливает сжатый воздух в цилиндре и выпускает сжатый воздух под электрическим управлением. Сжатый газ почти всегда является обычным воздухом, поскольку он свободен и нетоксичен. Часто воздух слегка модифицируется, удаляя часть водяного пара и добавляя небольшое количество распыленного масла, чтобы сделать газ более удобным для машины.
Применение пневматической энергии
Пневматические системы широко используются для электроинструментов. Одним из примеров является электроинструмент, который автомеханик использует для закрепления гаек, удерживающих шину на ступице. Механик может легко оторвать даже самые крепкие гайки всего за несколько секунд. В стоматологии, столярных мастерских, в механических цехах и лабораториях есть десятки других пневматических электроинструментов. Другие применения включают отбойные молотки, системы доставки цилиндров, используемые некоторыми банками, а также различные пусковые установки и орудия, предназначенные для приведения в движение объектов. Одно из интересных приложений - это новый французский автомобиль, работающий на сжатом воздухе. Электроэнергия используется в течение ночи для сжатия воздуха в бортовом цилиндре, и автомобиль работает весь день без топлива и без выбросов загрязняющих веществ.
Пневматический vs. Гидравлический
В гидравлических системах в качестве управляющей жидкости обычно используется масло. Преимущество гидравлических систем в том, что они могут выдерживать большие нагрузки, а недостатком является то, что утечка вызывает большой беспорядок и требует больших затрат на устранение. Утечка в пневматической системе означает, что вы выпускаете обычный воздух, который можно бесплатно заменить, когда утечка будет устранена. Пневматические системы предпочтительны, когда в системе должна быть определенная «отдача» или «люфт» (газы сжимаются). Гидравлические системы предпочтительны, когда необходимо поддерживать высокое давление без колебаний.
Высокотехнологичные приложения
Пневматическая энергия - это далеко не умирающая технология. В нашем технологическом будущем есть как минимум два высокотехнологичных применения пневматики: McKibbens и пневматические логические системы. Мак-Киббинса иногда называют «искусственными мышцами». Это надувные резиновые трубки, окруженные проволочной сеткой. В надутом состоянии они сжимаются, а при спускании удлиняются. В настоящее время они используются для управления руками и ногами роботов. Пневматическая логика - это использование сложных каналов для жидкостей, которые действуют как простые компьютерные схемы. Пневматические логические системы имеют много преимуществ перед электронными системами, например, то, что им не мешает излучение. Эти системы в настоящее время используются НАСА для управления разделением ракетных ступеней.