roboforum.ru

Всюду описывается, что кпд пневмопривода максимум 30%, и ни слова о его типе и характеристиках. Хотя я на практике (может ошибаюсь, но пока что недоумеваю) получил около 50% КПД при не самой удачной конструкции. Может быть под пневмоприводом в основном подразумевают какую-то устоявшуюся конструкцию с ресивером, давлением в сотни атмосфер, со всеми процедурами осушки, охлаждения и очистки? Я же использовал прямую подачу в пневмоцилиндр из поршневого компрессора без всяких ресиверов, по шлангу минимальной длинны, почти полный аналог гидроприводу. Что тут противоречит в термодинамике? Ну нагреет сжатый воздух окружающую среду, охладится ниже некуда в пневмоцилиндре - в итоге через некоторое время снова достигнет температуры окружающей среды и еще расширится.

Что-то сообщение не отправилось. По моим подсчетам КПД получился почти 50%, исходя из расчета затрат электроэнергии и работы привода. Но откуда взяты эти магические 30%?

У, с электродвигателями та еще беда, особенно в приводах с переменными скоростями и нагрузками. Это в литературе у них КПД от 90%, при постоянной, номинальной нагрузке, и мощности в киловаттах. В классической робототехнике применяются в основном дешевые коллекторные электродвигатели малой и средней мощности с оборотами от 3 000 до 20 000/мин. с редуктором в наличии, и КПД в лучшем случае 20-50%.
Я использовал давления от 2 до 10 атм, с диаметрами поршня от 16 до 32 мм, так что тут есть еще факторы. На практике есть еще паразитная емкость шлангов, так что использование более широких цилиндров и низкого давления обоснованно еще и этим. Еще есть одна мысль. Из термодинамики известно, что газы сжимаются при низких температурах и расширяются при высоких. Следует отметить, что использования иных газов может дать другие результаты. Накачиваем воздух в емкость, емкость начинает нагреваться. Затем температура улетучивается в среду, что как бы, в минус для КПД. При стравливании охлажденного воздуха высокого давления в пневматический цилиндр воздух должен быть холодным, но если температура среды не изменилась, то что мешает ему вернуться в прежнее состояние кроме затраченного времени? Ну и с вариантом с прямой подачей к пневматическому цилиндру от компрессора не все так очевидно. Если счет идет на одну-две секунды, то по моим счетам воздух не успеет значительно остыть с его-то теплоемкостью и теплопроводностью.

Кстати да, наверное в сравнении с этим все потери на термодинамические процессы и трение незначительны. Но опять таки, тут речь о отдельных конструкциях. Пневмопривод чем и привлекателен, что позволяет реализовываться дешево, просто(примитивно) и сердито, в тех областях, где такие качества перевешивают КПД. Конкретно в моем случае ресивер не используется, просто прямая подача с компрессора, но, если подключать вход компрессора к стравливающему клапану, то в теории такое решение должно решить эту проблему, всё-таки пережимать воздух с 8 атм. до 10 выгодней, чем с единицы.
Логичнее будет вывод, что чем выше нагрузка, тем ниже КПД. По моему мнению, пневматический цилиндр должен работать как пружина - сколько в пневмоцилиндр энергии закачал - столько он может и отдать (в идеальном случае), воздух в точке нагрузки почти не сжимается - шток поршня уходит, давление остается прежним, отсюда полагаю, что для незамкнутой системы максимальный КПД составит 50%. В реальности где-то и будет в лучшем случае около 30% для незамкнутых систем (все еще не уверен), паразитические емкости неизбежны, КПД пневмоцилиндра 0.8 - 0.95, большинства поршневых компрессоров 0.65 - 0.80. Но вот иметь реальный КПД в 50% для замкнутой системы уже было бы отличным результатом.
Использование отрицательного давления должно решить проблемы как и термодинамических процессов, так и сжатия.

пневмоприводы низкого давления и мои клапаны описные тут на форуме решают проблему кпд легко.. (только денег на построить ,на оборудование, много надо)а сам продукт копеечный..на выходе по себестоимости..)

Добавлено спустя 3 минуты 10 секунд:
самое забавное слепленный опытный образец на коленке лет 10 назад пневмомускул и тут выложенный до сих пор сохранил работоспособность валяясь на балконе))недели две назад попался и оттестирован был))

Deacon писал(а):узлы высокого давления замазать монтажной пеной, чтобы уменьшить термодинамические потери, да использовать вместо воздуха какой-нибудь CO2 или гелий по обстоятельствам

Это всё пустое...

Да чем оно лучше? Неконтролируемое самоторможение, больше вес при той же мощности (по крайней мере, при большем числе цилиндров в системе), узкий диапазон эффективных нагрузок - где приходится выбирать между усилием, скоростью и КПД. Прежде, чем подобное предлагать, следовало бы выяснить назначение. Это явно не для мобильных систем до 50 кг включительно, а для каких-нибудь герметичных ворот, прессов.

Ну раз такие соревнования в откровенный ущерб прочности, надежности и КПД, то ОК, мед.шприцы и мышцы из воздушных шариков, на 20 мл.шприце я уже тягал АКБ на 16 кг. Но дело не в этом. У предлагаемых тобой электроцилиндров (включительно последняя ссылка) КПД примерно на уровне тобой же предложенного КПД пневматики (10%), ибо первые добрые 2/3 энергии тратятся на убогую конструкцию электродвигателея (втулка-подшипник, ферритовые магниты, убогий коллектор), и еще примерно столько же на червячную передачу. Это в лучшем случае. При отклонениях в нагрузке КПД станет еще ниже. Можно взять роликовинтовую передачу и навороченный брушлес, и в итоге получить максимальный КПД в 50-60%, что казалось бы, неплохо. Но тут на вскидку будет расход энергии на холостом ходу в 30% от максимального (та еще проблема на мотор-редукторах с высоким передаточным отношением), и лично я сомневаюсь, что достижим такой же диапазон скорости/момента, это редуктор с фиксированным передаточным отношением, тут либо высокие обороты, либо высокий момент, либо неадекватных массогабаритов электродвигатель. А про самоторможение зря смеешься. В пневматике его переключение регулируется клапанами и рабочие части запросто могут перемещаться под воздействием внешних сил. Почти во всех приводах с редукторами рабочая часть либо застопорится, либо будет расходовать энергию на удержание.