Пневматика

В этой статье есть несколько проблем. Помогите улучшить ее или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалять эти сообщения ) Для проверки данной статьи необходимы дополнительные цитаты . Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed. Find sources: "Pneumatics" – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (May 2023) (Learn how and when to remove this message) This article includes a list of general references, but it lacks sufficient corresponding inline citations. Please help to improve this article by introducing more precise citations. (November 2023) (Learn how and when to remove this message) (Learn how and when to remove this message)

Пневматика (от греч. πνεῦμα pneuma — «ветер, дыхание») — использование газа или сжатого воздуха в механических системах.

Пневматические системы, используемые в промышленности, обычно работают на сжатом воздухе или сжатых инертных газах . Расположенный в центре и работающий от электричества компрессор питает цилиндры , пневмодвигатели , пневматические приводы и другие пневматические устройства. Пневматическая система, управляемая ручными или автоматическими электромагнитными клапанами, выбирается, когда она обеспечивает более низкую стоимость, большую гибкость или более безопасную альтернативу электродвигателям и гидравлическим приводам .

Пневматика также применяется в стоматологии , строительстве , горнодобывающей промышленности и других областях.

Пневматические системы в стационарных установках, таких как заводы, используют сжатый воздух, поскольку его стабильную подачу можно обеспечить путем сжатия атмосферного воздуха . ^{[ необходима ссылка ]} Из воздуха обычно удаляется влага, а в компрессор добавляется небольшое количество масла для предотвращения коррозии и смазки механических компонентов.

Пользователи пневматического оборудования, подключенного на заводе, не должны беспокоиться о ядовитой утечке, поскольку газ обычно представляет собой просто воздух. Любой сжатый газ, отличный от воздуха, представляет опасность удушья, включая азот, который составляет 78% воздуха. Сжатый кислород (приблизительно 21% воздуха) не вызывает удушья, но не используется в пневматических устройствах, поскольку он пожароопасен, более дорог и не дает никаких преимуществ по сравнению с воздухом. Меньшие или автономные системы могут использовать другие сжатые газы, которые представляют опасность удушья, такие как азот, часто называемый OFN (безкислородный азот), когда поставляется в баллонах.

Портативные пневматические инструменты и небольшие транспортные средства, такие как машины Robot Wars и другие любительские приложения часто работают на сжатом углекислом газе , поскольку контейнеры, предназначенные для его хранения, такие как канистры SodaStream и огнетушители, легкодоступны, а фазовый переход между жидкостью и газом позволяет получить больший объем сжатого газа из более легкого контейнера, чем требуется для сжатого воздуха. Углекислый газ является удушающим веществом и может представлять опасность замерзания при неправильном выпуске.

Хотя ранняя история пневматики неясна, основателем этой области традиционно считается Ктесибий Александрийский , «который работал в начале 3-го века до н. э. и изобрел ряд механических игрушек, работающих на воздухе, воде и паре под давлением». Хотя никаких документов, написанных Ктесибием, не сохранилось, считается, что он оказал сильное влияние на Филона Византийского, когда писал свой труд «Механический синтаксис », а также на Витрувия в «Об архитектуре» . ^[1] В первом веке до н. э. древнегреческий математик Герон Александрийский составил рецепты для десятков приспособлений в своем труде «Пневматика». Предполагается, что большую часть этой работы можно приписать Ктесибию. ^[2] Пневматические эксперименты, описанные в этих древних документах, позже вдохновили изобретателей эпохи Возрождения на создание термоскопа и воздушного термометра — устройств, которые использовали нагревание 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, способное откачивать воздух или газ из присоединенного сосуда. Он продемонстрировал, как вакуумный насос разделяет пары медных полушарий с помощью давления воздуха. Сфера пневматики значительно изменилась за эти годы. Она перешла от небольших ручных устройств к большим машинам с несколькими частями, которые выполняют различные функции.

И пневматика, и гидравлика являются приложениями гидравлической энергии . Пневматика использует легко сжимаемый газ, такой как воздух или подходящий чистый газ, тогда как гидравлика использует относительно несжимаемую жидкую среду, такую ​​как масло. Большинство промышленных пневматических приложений используют давление около 80-100 фунтов на квадратный дюйм (550-690  кПа ). Гидравлические приложения обычно используют от 1000 до 5000 фунтов на квадратный дюйм (6,9-34,5 МПа), но специализированные приложения могут превышать 50000 фунтов на квадратный дюйм (340 МПа). ^[4]

• Простота конструкции и управления — машины легко проектируются с использованием стандартных цилиндров и других компонентов и работают с помощью простого двухпозиционного управления.
• Надежность — пневматические системы обычно имеют длительный срок службы и требуют минимального обслуживания. Поскольку газ сжимаем, оборудование меньше подвержено ударным повреждениям. Газ поглощает избыточную силу, тогда как жидкость в гидравлике напрямую передает силу. Сжатый газ можно хранить, поэтому машины продолжают работать некоторое время, если отключается электропитание.
• Безопасность — вероятность возгорания очень мала по сравнению с гидравлическим маслом. Новые машины обычно перегружены до определенного предела.

• Жидкость не поглощает никакую часть поступающей энергии.
• Способен переносить гораздо большие нагрузки и обеспечивать гораздо меньшие усилия благодаря несжимаемости.
• Гидравлическая рабочая жидкость практически несжимаема, что приводит к минимальному действию пружины . Когда поток гидравлической жидкости останавливается, малейшее движение груза сбрасывает давление на груз; нет необходимости «спускать» сжатый воздух, чтобы сбросить давление на груз.
• Высокая чувствительность по сравнению с пневматикой.
• Обеспечивают большую мощность, чем пневматика.
• Также может выполнять несколько функций одновременно: смазку, охлаждение и передачу мощности.

Пневматические логические системы (иногда называемые системами пневматического логического управления ) иногда используются для управления промышленными процессами и состоят из основных логических блоков, таких как:

• И единицы
• Или единицы
• Релейные или усилительные блоки
• Запирающие устройства
• Таймерные блоки
• Усилители жидкости, не имеющие подвижных частей, кроме самого воздуха

Пневматическая логика — надежный и функциональный метод управления промышленными процессами. В последние годы эти системы в основном заменяются электронными системами управления в новых установках из-за меньшего размера, меньшей стоимости, большей точности и более мощных функций цифрового управления. Пневматические устройства по-прежнему используются там, где доминируют стоимость обновления или факторы безопасности. ^[5]

• Сжатый воздух
• Озоновое растрескивание - может повлиять на пневматические уплотнения.
• Пневмогидросистема
• История пневматической энергии

• Брайан С. Эллиотт, Руководство по эксплуатации сжатого воздуха , McGraw Hill Book Company, 2006, ISBN 0-07-147526-5 . 
• Хиреш Мистри, Основы пневматической инженерии , электронная публикация Create Space, 2013, ISBN 1-49-372758-3 . 

Найдите информацию о пневматике в Викисловаре, бесплатном словаре.

• Четыре способа повышения эффективности пневматики