Поворотные пневмодвигатели, как и гидравлические, в основном строятся на принципе механического преобразования поступательного движения поршня в поворотное движение выходного звена.
На рис. 1.5, а представлена схема поворотного пневмодвигателя, в котором канал 5 и полость А всегда подключены к напорной пневмолинии с давлением рвх. Если канал 1 соединить с напорной пневмолинией, а канал 2 – с атмосферой, то под действием перепада давлений поршень 3 начнет перемещаться влево. При этом он будет поворачивать через цепную передачу звездочку 4 по часовой стрелке. Вращение звездочки и. следовательно, выходного вала в обратную сторону будет при соединении канала 1 с атмосферой, а канала 2 – с напорной пневмолинией.
Рис. 1.5. Поворотные пневмодвигатели: а) с механическим преобразованием движения; б) камерный
В механизмах станков и автоматических линий для зажима деталей используют камерные поворотные пневмодвигатели (рис. 1.5, б). Сжатый воздух через канал 1 подается в камеру 2, стенки которой выполнены из упругого материала. Под давлением воздуха камера расширяется, поворачивая рычаги 3 и 4 вокруг осей вращения, обеспечивая зажим детали А.
Пневмомоторы вращательного движения преимущественно строятся на принципе работы роторных машин. Наиболее широко применяются шестеренные и пластинчатые пневмомоторы. Их используют для привода ручного пневмоинструмента, сверлильных головок станков, лебедок и т.п.
На рис. 1.6, а представлена схема шестеренного пневмомотора с внешним зацеплением. Сжатый воздух с давлением pвх через входной канал А подается к зубчатым колесам. Зубья, касаясь друг друга в точке зацепления b, разделяют полость высокого давления (слева) от полости выхлопа (справа). Давление pвх воздействует на зубья колес, которые имеют в области зацепления неуравновешенные участки аb и dc (из-за разности их площадей). На этих участках возникают неуравновешенные силы, равные произведению давления рах на площадь неуравновешенных участков зубьев. Эти силы и создают крутящие моменты, вращающие колеса в направлениях, показанных стрелками. Точно по такому же принципу работает пневмомотор типа РУТС, у которого зубья колес имеют специфическую форму (рис. 1.6, б).
Рис. 1.6. Шестеренные пневмомоторы: а) с внешним зацеплением; 6) типа РУТС
Рис. 1.7. Пластинчатый пневмомотор
На рис. 1.7. представлена схема пластинчатого пневмомотора. Подача сжатого воздуха с давлением рвк происходит на участке BВ' статора 1, а выхлоп – на участке СС'. Если при вращении ротора 2 одна из пластин 3 оказывается на участке ВВ', то давление с обеих ее сторон будет одинаковым – рвх. Как только пластина пройдет точку В', давление сжатого воздуха на неё со стороны рабочей камеры рк уменьшается, так как давление воздуха в рабочей камере рк всегда меньше, чем давление входа рвх из-за увеличения объема рабочей камеры на участке В'С. Усилие на пластине, возникшее вследствие разности давлений рах и рк, создает крутящий момент, направленный по часовой стрелке. Пластины прижимаются к статору под действием центробежных сил, сил давления сжатого воздуха, который по специальным канатам подводится в пазы под торцы пластин, или сил специально устанавливаемых пружин.