Silniki pneumatyczne obrotowe

Co to jest silnik pneumatyczny?

Silniki pneumatyczne są do podstawowe urządzenia wykonawcze w układach pneumatycznych realizujące ruch obrotowy. Charakteryzują się łatwością zmiany kierunku obrotów i prędkości obrotowej. Podstawowe rodzaje silników pneumatycznych to: tłokowo osiowe, tłokowo promieniowe oraz łopatkowe. Każdy silnik pneumatyczny z wymienionych posiada inne zalety i przeznaczony jest do różnych zastosowań.

Gdzie stosujemy silnik pneumatyczny?

Silnik pneumatyczny można zastosować praktycznie wszędzie gdzie doprowadzone jest sprężone powietrze, w każdym zakładzie przemysłowym. Niewątpliwie gółówną zaletą silnika pneumatycznego jest możliwość  pracy w strefie przeciwybuchowej ATEX. Zakres mocy silników pneumatycznych od 0,02 kW do 18 kW, prędkość obrotowa nawet do 24000 rpm, silniki pneumatyczne wykonane ze stal nierdzewnej nadają się do pracy w ciężkich i agresywnych warunkach (w zależności od modelu). Istnieje możliwość łączenia silników pneumatycznych z przekładniami w celu zmniejszenia prędkości obrotowej. Dostępne silnik w wersji ATEX.

Dlaczego warto zastosować silnik pneumatyczny 

• Zmienna prędkość - prędkość silnika można zmieniać w zakresie w szerokim zakresie obr/min (w zależności od modelu wybór) za pomocą prostego zaworu umieszczonego między źródłem powietrza a silnikiem
• Brak iskrzenia - jako urządzenie nieelektryczne, możliwość wybuchu w wyniku zapłonu łatwopalnych gazów jest zminimalizowana i bardzo ograniczona
• Praca w obu kierunkach - przez zmianę kierunku przepływu sprężonego powietrza na zasilaniu można uzyskać natychmiastową zmianę kierunku pracy silnika pneumatycznego.
• Dopuszczona praca w warunkach wysokiej temperaturty - gdy silnik powietrzny obraca się, rozprężone powietrze chłodzi silnik. Urządzenia mogą być używane w temperaturach do 120°C (250°F)
• Kompaktowy i przenośny - maksymalna moc przy minimalnych rozmiarze i wadze
• Łatwość i prostota prac konserwacyjnych - silnik pneumatyczny można umieścić w miejscach gdzie nie będą zbyt często serwisowane, ponieważ nie wymaga częstych akcji serwisowych pod warunkiem, że jest on obsługiwany przez czyste, suche i nasmarowane powietrze
• Nie przepali się - silniki pneumatyczne mogą być zatrzymane lub przeciążone przez długi czas bez uszkodzeń.
• Niska cena - koszt jest niższy niż w przypadku innych silników o mocy i możliwościach.
• Działają we wszystkich pozycjach - można je montować bokiem, do góry lub w dowolnej pozycji, o ile zapewnione jest odpowiednie smarowanie a nacisk końcowy jest utrzymywany w granicach projektowych. 
• Rozruch bez wstrząsów - ponieważ silniki pneumatyczne pracują z płynnością amortyzowaną powietrzem zmniejszają obciążenie sprzętu
• Samouszczelniające się łopatki - łopatki są samouszczelniające i automatycznie zużywając się, zapewniają w ten sposób stałą wydajność przez tysiące godzin użytkowania.
• Elastyczność montażu - silnik pneumatyczny może być zamocowany na stopie, kołnierzu łapach – praktycznie dowolnie oby mocno i stabilnie
• Wielołopatkowość w zależności od potrzeb - w zależności od modelu silnik może mieć 4 lub więcej łopatek, do większości aplikacji wystarczą silniki pneumatyczne cztero-łopatkowe ale im więcej łopatek tym dokładniejsza regulacja i stabilniejsza praca przy wolniejszych obrotach
• Łatwa dostępność akcesoriów do wydłużenia żywotności pracy silnika pneumatycznego - wystarczy zastosować standardowy zestaw przygotowania powietrza (jak filtr 5 mikronów oraz smarownicę) by wydłużyć bezawaryjny okres pracy silnika pneumatycznego, możemy zastosować regulator ciśnienia, który zapewnia precyzyjną kontrolę mocy i prędkości roboczej a także zapewnia stabilną pracę silnika pneumatycznego

Typowe zastosowania

• Sprzęt do mieszania
• Napędy przenośników
• Napędy pomp
• Pakowanie żywności
• Opakowania farmaceutyczne
• Wciągniki i wciągarki
• Bębny do węży
• Przecinarki do włókna szklanego
• Urządzenia napinające
• Stoły obrotowe

Jak wybrać silnik pneumatyczny? 

Silniki pneumatyczne różnią się pod wieloma względami od innych źródeł zasilania. Te unikalne należy wziąć pod uwagę przy wyborze silnik pneumatyczny do konkretnego zadania. Łatwo jest zmienić moc i prędkość silnika pneumatycznego poprzez dławienie wlotu powietrza. Dlatego, najlepszą zasadą przy wyborze silnika pneumatycznego jest wybór, który zapewni wymaganą moc i moment obrotowy przy użyciu tylko dwie trzecie (2/3) dostępnego ciśnienia w przewodzie. Pełne ciśnienie będzie wtedy dostępne dla przeciążeń i rozruchu.

Moc wyjściowa a prędkość
Moc wyjściowa silnika pneumatycznego zależy od prędkości i do ciśnienia w przewodzie powietrza

Moment obrotowy a prędkość

• Silnik pneumatyczny zwalnia, gdy wzrasta obciążenie... jednocześnie jego moment obrotowy wzrasta do punktu, w którym dopasowuje się do obciążenia. Będzie on nadal zapewniał zwiększony moment obrotowy aż do stanu zatrzymania i może utrzymywać stan utknięcia bez szkody dla silnika.
• W miarę zmniejszania obciążenia silnik pneumatyczny zwiększa prędkość a moment obrotowy zmniejszy się, aby dopasować się do zmniejszonego obciążenia.
• Gdy obciążenie silnika pneumatycznego jest zwiększane lub prędkość może być kontrolowana poprzez zwiększanie lub zwiększając lub zmniejszając ciśnienie powietrza.
• Moment rozruchowy silnika pneumatycznego jest niższy niż moment podczas pracy. Zapewnia to płynny rozruch bez wstrząsów, konieczne jest dodatkowe ciśnienie w przewodzie powietrza dla rozruchu pod dużym obciążeniem

Zużycie powietrza a prędkość
Zużycie powietrza wzrasta wraz ze wzrostem prędkości i ciśnienia powietrza

Używanie silników pneumatycznych w atmosferze niebezpiecznej

Obecnie nie są znane żadne normy regulujące działania silników pneumatycznych w niebezpiecznych atmosferach. Jednakże, istnieje kilka punktów dotyczących bezpieczeństwa silników pneumatycznych, które należy stosować.

Po pierwsze, silnik pneumatyczny nie jest źródłem iskier elektrycznych. Możliwe jest jednak, że przedmiot, który nie jest częścią silnika pneumatycznego (np. klucze, młotki itp.) może wytworzyć iskrę poprzez uderzenie w żeliwną lub aluminiową obudowę lub stalowy wał silnika pneumatycznego. Należy pamiętać, że obudowy silników elektrycznych zarówno dla klasy I i II mogą być wykonane z "...żelaza, stali, miedzi, brązu lub aluminium..." (UL 674, Electric Motors and Generators - Hazardous Locations, 23 czerwca 1989; paragraph 4.2, strona 6)].

Po drugiej edynym możliwym wewnętrznym źródłem zapłonu w silniku pneumatycznym jest pomiędzy stacjonarnymi elementami obudowy a obracające się elementy, które mogą wywołać iskrę. Prawdopodobieństwo wystąpienia takiej sytuacji jest zmniejszone przez fakt, że kontakt musi być dokładnie w tym samym czasie, gdy łatwopalny lub wybuchowy gaz jest jest wprowadzany do silnika powietrznego w ilości wystarczającej do mieszanki łatwopalnej lub wybuchowej przy jednoczesnym pokonaniu nadciśnienia gazu napędowego. Innymi słowy, chociaż wysoce nieprawdopodobne, wewnętrzna eksplozja w silniku pneumatycznym jest możliwa.

Wreszcie, silnik pneumatyczny jest zaprojektowany do pracy ze sprężonym powietrzem, którego rozprężanie podczas normalnej pracy tworzy efekt chłodzenia. W rezultacie temperatura silnika pneumatycznego nie przekroczy wyższej z temperatur otaczającej atmosfery lub powietrza dostarczanego do wlotu. Nie gwarantujemy bezpieczeństwa każdej aplikacji, ale aby zapewnić bezpieczną pracę silnika pneumatycznego w danym zastosowaniu, należy zawsze postępować zgodnie ze wskazówkami dotyczącymi produktu i skonsultować się z wykwalifikowanym inżynierem.

Co zrobić by wydłużyć żywotność silnika pneumatycznego? 

Zadbaj o następujące aspekty pracy, użytkowania a silnik pneumatyczny będzie pracował bezawaryjnie, nie narażając nikogo na niepotrzebne przestoje. Do użytkownika należy właściwy montaż urządzenia. Upewnij się, że instalacja spełnia wszystkie wymogi bezpieczeństwa i zapewnia poprawną pracę urządzenia.

Pozycja pracy silnika pneumatycznego

Urządzenie może być zainstalowane w każdej pozycji. Mocowanie silnika musi być sztywne i stabilne. Do kontroli prędkości należy zastosować reduktor ciśnienia lub kontroler przepływu powietrza.

Podłączenie silnika pneumatycznego

Sprawdź kierunek obrotów silnika. Silniki jednokierunkowe będą pracować właściwie tylko w jednym kierunku – właściwym dla ich konstrukcji. Na linii sprężonego powietrza zamontuj filtr w miarę możliwości blisko silnika. Podłącz zasilanie do silnika tak, aby uzyskać właściwy kierunek obrotów. Silniki rewersyjne będą pracować jednakowo dla obu kierunków obrotu. Aby sterować kierunkiem obrotów zastosuj specjalny 4 drogowy zawór umożliwiający zmianę kierunku przepływu powietrza. Podczas montażu silnika unikaj nacisku na wałek promieniowo lub poosiowo. Nie używaj młotka do montażu odbiornika napędu na wałku wyjściowym silnika.

Akcesoria silnika pneumatycznego

Razem z silnikiem dostarczany jest tłumik. Nie jest on jednak przykręcony do silnika. Zainstaluj separator wilgoci i filtr na linii sprężonego powietrza przed silnikiem. W celu uzyskania oczekiwanych parametrów na wyjściu oraz poprawnej kontroli prędkości, doprowadź sprężone powietrze przewodami o średnicy równej lub o rozmiar większej niż średnica portu wlotowego silnika Smarownica powinna być zainstalowana tak blisko silnika jak to możliwe. Zalecane smarowanie: 1 kropla oleju na ok. 80 m3/h powietrza (wyjątkiem są modele bezsmarowe).

Praca z silnikiem pneumatycznym

 Strumień powietrza wydostający się z urządzenia może zawierać stałe lub ciekłe drobiny, które mogą spowodować uszkodzenia skóry lub oczu. Nie stosuj palnych gazów do napędu silnika Noś osłonę na uszy. Poziom hałasu silnika może przekroczyć 85 dB(A) Zignorowanie powyższych zaleceń może spowodować oparzenia, uszkodzenie oka lub inne poważne uszkodzenia ciała. Do użytkownika należy zapewnienie właściwych parametrów pracy (prędkości, obciążeń) oraz warunków otoczenia (czyli temperatury). Nie dopuszczaj do pracy silnika na wysokich obrotach bez obciążenia. Spowoduje to nadmierne rozgrzanie się i uszkodzenie silnika. Moment rozruchowy jest mniejszy, niż moment roboczy. Wartość momentu rozruchowego może się wahać w zależności od położenia łopatek względem wlotu powietrza. Do sterowania prędkością obrotową i momentem obrotowym silnika stosuj regulator ciśnienia lub prosty zawór spustowy. Pozwoli to zapewnić pożądaną moc i zapewni oszczędność powietrza

Działanie i obsługa silnika pneumatycznego

Nie należy stać w linii wydmuchu powietrza. Przypadkowe ciała stałe lub drobiny cieczy mogą spowodować uszkodzenie ciała. Przed przystąpieniem do jakichkolwiek prac przy silniku odłącz silnik od linii sprężonego powietrza i odpowietrz. Noś okulary ochronne podczas płukania silnika. Przepłukuj silnik w dobrze wentylowanym pomieszczeniu. Nie używaj łatwopalnych środków do czyszczenia silnika. Zignorowanie powyższych wskazówek może spowodować oparzenia, uszkodzenie oka lub inne poważne obrażenia. Do zadań użytkownika należy regularna kontrola stanu urządzenia i przeprowadzenie niezbędnych napraw, w celu zapewnienia właściwego działania.

Smarowanie silnika pneumatycznego, kilka przydatnych rad

Smarownica powinna być zainstalowana tak blisko silnika jak to możliwe. Zalecane smarowanie: 1 kropla oleju na ok. 80 m3/h powietrza (wyjątkiem są modele bezsmarowe). Do smarowania stosuj olej zalecony przez producenta lub samochodowy olej silnikowy SAE10. Smarowanie jest niezbędne do ochrony przed rdzą elementów roboczych silnika. Zwiększona wilgotność powietrza zasilającego silnik może spowodować rdzę, lub powstawanie lodu w tłumiku podczas rozprężania powietrza po przejściu przez silnik. Zainstaluj separator wilgoci na linii sprężonego powietrza oraz schładzalnik powietrza między kompresorem a odbiornikiem w celu uniknięcia problemów spowodowanych przez wilgoć.

Smarowanie ręczne silnika pneumatycznego

Odłącz silnik od zasilania i nasmaruj silnik co 8 godzin pracy. Wkropl 10-20 kropli oleju do portu wlotowego silnika. Smarowanie automatyczne. Nastaw smarownicę na dozowanie 1 kropli oleju na minutę działania przy dużej prędkości obrotowe silnika lub ciągłej pracy. Zbyt duża ilość oleju spowoduje zabrudzenie tłumika do zatkania go włącznie. Sprawdź filtry wlotowy i wylotowy po pierwszych 500 godzinach pracy. Wyczyść je i określ jak często należy sprawdzać filtry podczas dalszej pracy. Ta procedura zapewni poprawną prace urządzenia i wydłuży jego żywotność.

Rodzaje i wersje silników pneumatycznych

• Silnik pneumatyczny Parker P1V-A jest dostępny w sześciu rozmiarach i mocach znamionowych od 1600 do 18000 watów. Silniki są wyposażone w mocowania kołnierzowe IEC oraz opcjonalne przekładnie planetarne, walcowe lub ślimakowe do prawidłowego doboru prędkości obrotowej i momentu obrotowego.
• Silnik pneumatyczny z certyfikatem ATEX (do strefy przeciwwbyuchowej) Parker P1V-M  jest dostępny w trzech różnych rozmiarach i mocach 200, 400, 600, 900 i 1200 W. Podstawowe silniki z żeliwa szarego montowane kołnierzowo z przekładnią planetarną i opcjonalnym wspornikiem nożnym.
  
• Silnik pneumatyczny z tłokiem radialnym Parker P1V-P jest dostępny z trzema podstawowymi silnikami o mocach 73,5, 125 i 228 Watt. Odpowiedni do zastosowań z niskimi prędkościami obrotowymi i wysokim momentem obrotowym, które podlegają surowym wymogom w zakresie poziomu hałasu.
  

• Silnik pneumatyczny z certyfikatem Parker P1V-S ATEX ze stali nierdzewnej jest dostępny w siedmiu różnych rozmiarach i mocach od 20 do 1200 W oraz prędkościach obrotowych od 5 do 24 000 obr/min. Z przekładniami w napędach planetarnych, śrubowych lub ślimakowych. Silnik pneumatyczne do zastosowań w przemyśle spożywczym i innych korozyjnych warunkach.
  

Powiązane kategorie

• Wyspy zaworowe
• Zawory rozdzielające
• Przygotowanie powietrza
• Siłowniki pneumatyczne
• Złącza i przewody pneumatyczne
• Instalacje sprężonego powietrza instalacje pneumatyczne