1

12. Napędy pneumo-hydrauliczne

Elementami wykonawczymi w napędach pneumohydraulicznych są siłowniki hydrauliczne
lub tzw. siłowniki hydropneumatyczne, które wykorzystują dwa czynniki robocze: z jednej
strony tłoka sprężone powietrze, z drugiej olej. Do wytwarzania ciśnienia w części olejowej
układu napędowego służą tzw. przemienniki pneumohydrauliczne lub
pneumohydrauliczne wzmacniacze ciśnienia lub pompy pneumohydrauliczne.

Rys. 1. Napęd pneumohydrauliczny z siłownikiem hydraulicznym i przemiennikami

pneumohydraulicznymi

Rys. 2. Napęd pneumohydrauliczny z siłownikiem hydropnematycznym i

przemiennikiem pneumohydraulicznym

Rys. 3. Napęd pneumohydrauliczny z siłownikami hydropnematycznymi

2

Przemienniki pneumohydrauliczne są zbiornikami częściowo wypełnionymi olejem, w
którym sprężone powietrze działa bezpośrednio na lustro oleju lub przez pływający tłok lub
też przez gumową membranę (rys. 4).

przemiennik z otwartym

lustrem cieczy

przemiennik tłokowy

przemiennik pęcherzowy

Rys. 4. Przemienniki pneumohydrauliczne

Napęd pneumohydrauliczny z siłownikiem hydraulicznym i przemiennikami
pneumohydraulicznymi (rys. 1) umożliwia nastawianie prędkości ruchu tłoka siłownika w
obu kierunkach. Wprowadzając w miejsce zaworów dławiąco-zwrotnych elementy dławiące
sterowane można realizować zmiany prędkości w zakresie skoku lub zatrzymywać siłownik w
dowolnym położeniu.
Ze względu na przecieki, przemienniki powinny być tak dobrany, żeby pojemność każdego
była co najmniej o 50% większy niż pojemność skokowa siłownika.
Podczas montażu należy wziąć pod uwagę, że ze względu na niebezpieczeństwo
zapowietrzenia, przemienniki winny być usytuowane wyżej niż siłownik.
Pneumohydrauliczne wzmacniacze ciśnienia umożliwiają uzyskanie w części olejowej
układu kilkakrotnie wyższego ciśnienia niż ciśnienie zasilania pneumatycznego. Dzięki temu,
przy małej średnicy siłownika można uzyskać duże siły nacisku. Sprężone powietrze działa na
większą powierzchnię tłoka różnicowego, w wyniku czego tłok (lub częściej nurnik) o
mniejszej powierzchni, napierając na olej, wytwarza w nim odpowiednio wyższe ciśnienie.
Zwykle uzyskuje się czterokrotne, ośmiokrotne lub szesnastokrotne zwiększenie ciśnienia.

Rys. 5. Napęd pneumohydrauliczny z siłownikiem hydropnematycznym

3

i pneumohydraulicznym wzmacniaczem ciśnienia

Rys. 6. Pneumohydrauliczne wzmacniacze ciśnienia: a) pojedynczego działania,

b) podwójnego działania

Rys. 7. Wzmacniacz podwójnego działania: a) zbudowany ze wzmacniacza

pojedynczego działania i przemiennika czynnika (MECMAN),

4

b) zbudowany jako jeden zespół (KOPROTECH)

Pompa pneumo-hydrauliczna

Pompa pneumo-hydrauliczna w porównaniu z agregatem zasilającym hydraulicznym

(zbiornik + silnik elektryczny + pompa hydrauliczna + filtr + zawór przelewowy) ma w
zastosowaniu do urządzeń dociskowych następujące zalety:

-

mniejsze wymiary gabarytowe i prostszą konstrukcję,

-

mniejszy pobór energii dla zapewnienia stałej siły mocującej.

Pompa hydrauliczna ze względu na brak zdolności magazynowania energii przez olej

musi bez przerwy pracować pod pełnym obciążeniem w celu utrzymania odpowiedniego
ciśnienia w układzie. Przy zastosowaniu pompy pneumo-hydraulicznej do napędu cylindrów
dociskowych po zamocowaniu części następuje znikomy pobór energii, wynikający jedynie z
konieczności kompensacji ewentualnych przecieków lub odkształceń plastycznych części
mocowanych. W związku z tym nie występuje również grzanie się oleju w układzie i
związane z tym niepożądane zmiany wymiarowe przedmiotów.

5

Rys. 8. Pompa pneumo-hydrauliczna: a) schemat układu sterowania i napędu, b)

rozwiązanie konstrukcyjne, c) widok pompy (HYDRO-AIR)

Układy z pompą pneumo-hydrauliczną

Układ do realizacji cyklu: ruch roboczy — wycofanie. Na rysunku 9a przedstawiono

układ napędowy cylindra hydraulicznego dwustronnego działania za pomocą pompy pneumo-
hydraulicznej. Po sygnale START (za pomocą zaworu 1.8) rozpoczyna się ruch tłoka w
pompie 1.4. Olej jest przetłaczany w położeniu 1 zaworu 1.5 do lewej komory cylindra. Olej z
prawej komory wpływa do zbiornika 1.1. W położeniu 2 zaworu 1.5 następuje zatrzymanie
ruchu tłoka. W położeniu 3 wycofanie się tłoka w położenie wyjściowe. Wielkość ciśnienia w
układzie nastawia się zaworem redukcyjnym 1.9. W układzie na rys. 9b powrót tłoka w
cylindrze roboczym odbywa się szybko pod działaniem przeciwciśnienia.

Rys. 9. Układy z pompą pneumo-hydrauliczną

6

Układ z pompą pneumo-hydrauliczną i akumulatorem hydro-pneumatycznym

Na rys. 10 przedstawiono układ napędowy, w którym wycofywanie tłoka w cylindrze

roboczym następuje pod wpływem stałego przeciwciśnienia. Układ napędowy z pompą
pneumo-hydrauliczną, daje możliwość realizacji szybkiego dobiegu tłoka. Szybki dobieg
zapewnia włączony do układu akumulator hydro-pneumatyczny 1.3. Szybkie wycofanie —
przeciwciśnienie w cylindrze 1.5. Zawór przelewowy 1.1 stosowany jest w celu
zabezpieczenia przed nieprzewidzianym wzrostem ciśnienia w układzie hydraulicznym.

Rys. 10. Układy z pompą pneumo-hydrauliczną i z hydroakumulatorem