Pneumaatika alused (0)

Pneumaatika  alused
Arno  Lil
2015 -  2018
Sissejuhatus
Pneumaatika on õpetus suruõhu kasutamisest  mehhaanilise  töö
tegemiseks. Suruõhku saadakse atmosfääriõhu kokkusurumisel ehk
komprimeerimisel.
Suruõhku saab kasutada mitmel viisil:

seadmete (veoki piduriseade, pneumomootor, tööri st, orel) 
käitamiseks

torutranspordis (jahu, raha poe kassast, värv maalritöödel jms) 

erinevate protsesside teostamiseks (näit kuivatus) 
Tavapärased suruõhuseadmed töötavad enamasti ülerõhul 6 bar
st seitsmekordsel atmosfäärirõhul. Madalrõhuseadmete töörõhk on
2 – 2,5 bar. Kõrgrõhuseadmetes, kus on tarvis saada  suuremaid
jõudusid, kasutatakse rõhku kuni 18 bar ( erandina  ka 40 bar). 
Sissejuhatus
Kõik suruõhusüsteemid koosnevad järgmistest osadest:

suruõhu tootmine

suruõhu ettevalmistamine

suruõhu jaotamine

suruõhu kasutamine täiturseadmete abil
Suruõhuseadmed on suhteliselt lihtsa ehitusega ja odavad. Puuduseks
on madal kasutegur ja teatud juhtudel (näit auto piduriseade) ka suured
mõõtmed ning –mass.
Suruõhu eelised

Õhku leidub maakeral igal pool, suruõhu saamine on võimalik kõikjal.

Suruõhku saab torustiku abil transportida suhteliselt kaugele, töötanud 
suruõhu võib lasta välisõhku.

Suruõhu varu saab koguda mahutisse, kust seda saab kasutada vastavalt 
vajadusele. Samuti saab suruõhku sel moel transportida.

Suruõhuseadmeid temperatuuri kõikumised ei mõjuta.

Suruõhu kasutamisel  pole plahvatus - ja süttimisohtu, ei pea kasutama erilisi 
turvavahendeid.

Suruõhk on puhas energiakandja .

Suruõhk on kiiretoimeline energiakandja. Pneumosilindrite abil saavutatav 
liikumiskiirus on 1-2m/s (...10m/s), pneumomootorite pöörlemissagedus aga 
kuni 500000 min-1 .
Suruõhu puudused

Suruõhk peab olema puhas ja kuiv, vastasel korral põhjustab ta 
seadmete kulumist ja rikkeid. See eeldab filtrite, kuivatite jne 
kasutamist

Suruõhuga ei saa tekitada suuri jõudusid. Sõltuvalt töörõhust 
(tavaliselt kuni 7 bar e. 700 kPa), li kumisulatusest ja 
liikumiskiirusest oleks jõu ülempi riks umbes 20 000-30 000 N

Töötanud suruõhk põhjustab müra (sel e vastu tänapäeval 
helisummutid)

Suruõhk on suhteliselt kallis energiakandja. Samas on 
pneumokomponendid efekti vsed, töökindlad, ning suhteliselt 
odavad, mis enamikel juhtudel kompenseerib suruõhu kõrge hinna
Õhu füüsikalised omadused
Rõhk on füüsikaline suurus, mis võrdub pinnale risti mõjuva jõu ja pindala suhtega: 
      p = F / S , kus 
      
      p - rõhk 
      F - jõud (ühik  njuuton  N), 
      S - pindala (ühik  ruutmeeter ) 
Rõhu mõõtühikud

Rõhu ühik SI-süsteemis on paskal; 1Pa = 1N/m². 

1 Pa - on väga väike ühik, seetõttu kasutatakse praktikas ühikut 1 bar = 100 000 Pa = 
0,1 MPa 

Elavhõbedasammas: mmHg ( torr ); 1bar = 750 torr 
Kui välisjõud mõjub tahkele kehale, siis annab keha rõhu edasi mõjuva jõu suunas.
Vedelikud ja gaasid  alluvad  Pascali seadusele. Pascali seaduse ehk hüdrostaatika
põhiseaduse kohaselt kandub rõhk  vedelikus  või gaasis edasi igas suunas ühteviisi.
Boyle 'i- Mariotte 'i seadus
Gaas täidab alati kogu ruumi.
Õhu rõhk  ja ruumala on omavahel seotud. Kui 
vähendada õhu ruumala, siis rõhk suureneb 
ja vastupidi.
Eeldatakse, et temperatuur on konstant. 
p V  = p V , kus
1
1
2
2
Joonis 1. Boyle-Mariotte seadus 
p - õhurõhk 
V - ruumala
Gay-Lussaci seadus
• Õhu maht sõltub ka temperatuurist. 
• Temperatuuri tõustes suureneb gaasi ruumala 
1/273 võrra oma algruumist iga Kelvini kraadi 
kohta tingimusel, et gaasi rõhk jääb muutumata. 
 
V / V  = T   / T  
1
2
1
2
Joonis 2. Gay-Lussaci seadus
Boyle'i-Mariotte'i seadus 
Õhu keemilised 
omadused
Õhk on gaaside segu ja koosneb peamiselt:
lämmastik ca 78%;
hapnik ca 21%;
Peale sel e veeaur, CO2, Ar, H2, He, Ne, Kr, Xe
Suruõhu jaotamine
Selleks et juhtida suruõhk seadmeteni, kasutatakse pneumotorustikku.
1.
Torustiku läbimõõt tuleks valida selline, et rõhulang suruõhu mahuti ja 
tarbija ühenduskoha vahel ei oleks suurem kui 0,1 bar (100 kPa). 
2.
Suurem rõhulang vähendab tunduvalt süsteemi efektiivsust. 
3.
Torustiku ja kompressori parameetrite  valikul tuleb  arvesse võtta ka 
edaspidist laiendamisvõimalust, kuna pneumotorustiku hilisem 
ümberehitamine on kulukas.
4.
Pneumotorustiku ehitamiseks ei tuleks kasutada juhuslike mõõtmetega 
torusid või rakendada nn. rusikareeglit, vaid pneumotorustiku läbimõõtu 
tuleb määrata sõltuvalt:

läbivoolava õhu hulgast, 

pneumotorustiku pikkusest, 

lubatavast rõhulangust, 

kasutatavast töörõhust, 

torustikus olevate õhu liikumist takistavate elementide hulgast 
Suruõhu jaotamine

Suruõhu jaotuse süsteem peaks olema dokumenteeritud

Peamagistraal (PM) ühendab kompressorjaama tarbija võrguga. PM peaks 
olema niisuguse läbimõõduga, et hiljem saaks süsteemi laiendada.

Jaotustorustik (JT)  jaotab suruõhku tarbijate vahel.  JT võib olla 
lihtjaotusega või ringjaotusega torustik
Joonis 1. Lihtjaotisega suruõhu torustik
Joonis 2. Ringjaotisega suruõhutorustik
Ringjaotusega suruõhutorustik
Suruõhu rõhu lang mahutist 
tarbija ühenduskohani ei 
tohiks ületada 0,1 bar;
Optimaalse süsteemi korral 
on rõhu langud järgmised:
• peamagistraal