Akční členy

Pneumatické pohony se vyznačují jednoduchým a robustním provedením, čistotou provozu, vysokou provozní spolehlivostí, velkými přestavnými silami (řádově 104 N) a poměrně krátkými přestavnými dobami. Jsou vhodné do provozů s agresivním prostředím i nebezpečím požárů či exploze, a to vše při nízké ceně.

Pneumatické pohony dělíme podle prvku převádějícího tlak na sílu nebo výchylku na pohony s membránou, pístem, vlnovcem a speciální, podle způsobu generování pohybu na jednočinné a dvojčinné, podle dráhy výstupního prvku na posuvné, kyvné a rotační.

Používají se především v oblasti spojité regulace pro pohon regulačních orgánů např. klapek, ventilů, šoupátek a žaluzií. Vyrábí se ve velkých sériích a ve stavebnicovém uspořádání, které umožňuje jejich velkou stavební variabilitu. Jejich výhodou je dokonalá těsnost, nevýhodou je relativně malý zdvih.

Základní stavebnicová jednotka membránového servomotoru je sestavena z víka a tělesa, mezi kterými je membrána podložená ze spodní strany kotoučem, o který se opírá pružina. Předpětí pružiny je možné nastavit otáčením šroubu, čímž podpěra stlačuje nebo uvolňuje pružinu. V opěrném kotouči je zakotveno táhlo, se závity na obou koncích pro připojení spojky. Maximální zdvih táhla je vymezen nastavením dorazu. Táhlo procházející tlakovým prostorem nad membránou se utěsňuje těsnícím kroužkem, a tím se zabrání pronikání vzduchu. Vstupní signál se zapojí na šroubení.

Řídicí tlak p(o rozsahu 20 – 100 kPa), od regulátoru nebo ručního relé, je zaveden do komory, kde působí na membránu. Tlak způsobí deformaci membrány. Pohyb membrány se přenáší na táhlo. Proti síle vyvolané tlakem ovládacího signálu na membránu působí pružina, která dává pohonu proporcionální charakter. V rovnovážné poloze pneumatického membránového servomotoru je síla vyvolaná tlakem ovládacího signálu na membránu v rovnováze se sílou pružiny. Pružinu lze předepnout šroubem.

Pístové pohony se používají v různých oblastech techniky. V oblasti spojité regulace se používají tam, kde je v rámci užití pneumatického systému řízení zapotřebí skutečně velmi značných sil nebo krouticích momentů, a to je poměrně zřídka. V oblasti ovládací techniky je to naopak nejpoužívanější pohon.

Předností pneumatických pístových pohonů je jejich možný velký zdvih (řádově až metry), robustnost a spolehlivost konstrukce, značné síly (desítky kN) nebo momenty (stovky Nm), malý zastavěný prostor a relativně nízká cena. Jejich nevýhodou je značné tření při pohybu ( zhoršená přesnost přímého nastavení polohy) a možná netěsnost. Životnost pneumatických pohonů pro ovládání se udává v km dráhy (okolo 10 000 km).

Motor se skládá z uzavřeného válce, v němž se pohybuje píst. Přímočarý pohyb pístu se přenáší ven klikovým hřídelem, který je zakončen ovládací pákou nebo přírubou. Na přírubu lze upevnit ovládací páky různých typů nebo ji lze využít k spojení dvou servomotorů. Pracovní vzduch o tlaku 0,4 až 0,8 MPa se přivádí do vstupních otvorů po obou stranách válce. Vstupní signál p se zavádí na membránu, která ovládá šoupátko rozdělující tlak pracovního vzduchu na jednu nebo druhou stranu pístu. Tím se píst pohybuje a natáčí klikovým hřídelem. Na pohyb je vázáno natáčení hřídele a tím i vačky. Poloha vačky určuje stlačení pružiny zpětné vazby. Protože síla vstupního signálu působí na membránu, je v rovnovážném stavu vždy vyrovnána se silou úměrnou stlačení pružiny: mezi vstupním signálem a polohou ovládací páky je tedy jednoznačná závislost bez zřetele k jejímu zatížení.