پنوماتیک
در زمان حال، پنوماتیک وظیفه‌ای بسیار مهم در تولید و ساخت دستگاه‌های گوناگون و علم مکاتروتیک بر عهده دارد. دستگاه تبدیل کننده انرژی به حرکت «محرک پنوماتیک» (Pneumatic Actuator) نامیده میشود. محرک های پنوماتیکی به طور متعارف توان خود را از کمپرسور های الکتریکی کسب می‌کنند و قادر خواهند بود حرکاتی خطی یا دورانی را بوجود آورند.
حتما بخوانید:
سیستم هیدرولیک چیست؟ کاربرد آن
پنوماتیک چیست؟
به فناوری هوای فشرده، پنوماتیک گفته میشود. گرچه گاهی اوقات آن را یک مدل سیستم کنترل اتوماتیک در نظر می‌گیرند. گاز فشرده که به شیوه متداول، هوای خشک یا غیرخشک است که به منظور راه‌اندازی یک عملگر، انجام کار و متوقف کردن آن مورد استفاده قرار می‌گیرد. پنوماتیک در گذشته به سادگی سیستم تنفسی انسان یعنی فشردن هوا در شش‌ها بود. ناگفته نماند که کلمه پنوماتیک ریشه‌ای یونانی به معنای «دمیدن» دارد.
مطلب مرتبط: تجهیزات و متعلقات پنوماتیک
سیستم پنوماتیک چیست؟
این سیستم، هوا را پس از جذب و به مدار انتقال می‌دهد تا انرژی بایسته فراهم گردد. بدین ترتیب، سیستم‌های پنوماتیکی دارای استفاده های فراوانی در صنایع هستند.
سیستم پنوماتیکی در صنایع و حتی زندگی روزمره به فراوانی مورد استفاده واقع می‌گردند. برای مثال، دریل‌های دندان پزشکی از نیروی پنوماتیکی به منظور جرم‌گیری دندان‌ها استفاده می‌کنند. بعضی از آلات و ادوات موسیقی نیز به منظور راندمان بهینه خود از هوا استفاده می‌کنند.
حتما بخوانید: آشنایی با فیتینگ و اتصالات پنوماتیک
مزایای سیستم پنوماتیک
استفاده از هوا
برای تولید و ساخت هوای فشرده هوای آزاد در همه جا و به وفور و مقدار کافی وجود دارد. از سویی دیگر ذخیره کردن آن نیز بسیار آسان و راحت است.
توان حفظ و نگهداری
کارگاه‌ها و یا کارخانه ها همیشه نیازمند به کمپرسور ها به منظور تولید و ساخت هوای فشرده نیستند به سبب اینکه هوای فشرده قابلیت ذخیره و انبار شدن در مخازن و کپسول ها را دارا می‌باشد.
نوسانات دمایی
افت و خیزهای حرارتی محیط در هوای فشرده اثرگذار نیست و به همین سبب توانایی این وجود، مناطقی که درجه حرارت به کمترین یا بیشترین تراز خود می رسد به سادگی از آن بهره وری کرد.
ایمنی بالا
هوای فشرده سبب بوجود آمدن انفجار و آتش سوزی نمی‌گردد و به همین دلیل نیازی به تاسیسات محافظتی ندارد. ایضاً اجزا و قطعات نوماتیکی نیز در فشار کاری بالا گرفتار آتش سوزی نمی گردند.
تمیزی و بی خطری
هوای فشرده تمیز است و هوای آلوده قادر نخواهد بود به شبکه هوای فشرده نفوذ کند. این سیستم برای محیط زیست هم تهدیدی به شمار نمی‌رود.
قطعات ارزان
قطعات پنوماتیک ساختمان ساده ای دارند در نتیجه از قیمت مناسبی برخوردار هستند.
عمر طولانی
قطعات پنوماتیک دارای عمر طولانی هستند و به سادگی آسیب نمی‌بینند.
سرعت بالا
هوای فشرده از سرعت بالایی برخوردار است و قادر خواهد بود با سرعت 1 تا 2 متر در ثانیه حرکت کند.
قابلیت تنظیم
سرعت و نیرو در قطعات پنوماتیکی قابلیت تنظیم شدن را دارا هستند.
اطمینان قبول بار
ابزار و قطعات پنوماتیکی به اندازه‌ای که بار اضافه سبب ایست و متوقف شدن آنها شود پذیرش بار انجام می‌دهند.
طراحی ساده
طراحی سیستم‌های پنوماتیک فوق العاده ساده است و قابلیت این را دارا می باشند که از آنها به سادگی در سیستم های کنترل بهره وری شود.
مناسب برای محیط
هوای فشرده بدون آلودگی است، در برابر گرد و غبار و ذرات دیگر دارای مقاومت بیشتری بوده و سبب تخریب محیط زیست نمی‌گردد. ایضاً سبب پیدایش آلودگی نمی‌شود.
اقتصادی بودن
از دیگر مزیت‌های هوای فشرده ارزان قیمت بودن آن است. بدین سبب سیستم پنوماتیک نیز ارزان قیمت است.
تعمیر و نگهداری راحت
به دلیل اینکه مدارهای پنوماتیکی دارای پیچیدگی نیستند تعمیر و حفاظت از آنها کار ساده و راحت است و بدین سبب با نظر به ارزان قیمت بودن قطعات آن استفاده از آن به صرفه هست.
حتما بخوانید:
معایب سیستم پنوماتیک
- هزینه بالا: مخارج استفاده و بهره وری از این سیستم تا میزان مشخصی مقرون به صرفه است و بیشتر از آن به صرفه نیست. در فشار کاری متعادل ۶۰۰kpa الى 700 kpa ( bar 6 تا 7 bar ) با نظر به کارکرد پیستون، خروجی مجاز نیرو میان ۴۰۰۰۰N تا ۵۰۰۰۰N خواهد بود.
- آلودگی صوتی: خارج شدن هوای فشرده از قطعات پنوماتیکی با سر و صدای بسیاری همراه خواهد بود. هرچند این عیب تا اندازه زیادی با استفاده از silencer ها قابل برطرف شدن است.
- رطوبت و آلودگی: هوای فشرده را بی گمان بایست به صورت صحیحی برای کار آماده و مهیا کرد و آلاینده‌ها در هوا و رطوبت نباید در هوای فشرده وجود داشته باشند.
- دقت نسبتاً پایین: با دگرگونی اندازه تراکم هوا کارکرد قطعات هم دچار تغییر و دگرگونی می گردند. و تحت تاثیر واقع میشود. و این سبب تقلیل دقت کار می گردد.
- سرعت کار غیر یکنواخت: به سبب متراکم شدن هوا و دگرگونی فشار آن، محتمل است شتاب پیستون ها یا انجام دهندگان یکسان نباشند.
- فقدان سرعت یکنواخت: به دلیل ویژگی‌های فشرده هوا فرصت بوجود آمدن سرعت ثابت و یکنواخت در سیلندر مهیا نیست.
- عدم انتقال طولانی: امکان انتقال دادن هوای فشرده با خطوط لوله به راه های دور فراهم نیست.
- تحمل بار کم: سیستم پنوماتیک به منظور استفاده و بهره وری در بارهای بسیار سنگین مناسب نیست.
اجزای سیستم پنوماتیک
حال آنکه به شکل خلاصه پیرامون قطعات دارای اهمیت سیستم پنوماتیکی صحبت کردیم. در ادامه این متن، دیباچه‌ای ژرف‌تر پیرامون با قطعات سیستم پنوماتیک عرضه خواهیم کرد.
سیلندرها
سیستم پنوماتیک به روش دگرگونی نیرو به انرژی پتانسیل عمل می‌کند و در استمرار این مقوله، انرژی پتانسیل با کارکرد برانگیزنده یا سیلندر به انرژی جنبشی دگرگون خواهد شد. پیستون، محرکی خطی به صورت بالا و پایین یا چپ و راست را انجام خواهد داد. در آخر حرکت پیستون، به دلیل خارج شدن هوا، خلاء به‌وجود می‌آید که این خلاء به پشتیبانی یک فنر، موجب عودت پیستون به نقطه شروع خود خواهد شد.
حتما بخوانید: جک پنوماتیک (سیلندر پنوماتیک) چیست؟
شیرها
به منظور پایش و مهار جریان هوا در سیستم پنوماتیکی، «شیرها» (Valve) مورد استفاده قرار می‌گیرند که هریک، کارکرد گوناگونی دارند. به منظور آغاز به کار سیستم از شیرهای «شروع آرام» (Soft-Start) یا شیرهای «خاموش و روشن» (On-Off Valve)بهره برداری می‌گردد. و به منظور پایش و مهار دبی جریان نیز از شیرهای کنترل جریان استفاده میشود. بعضی از انواع دیگر شیرهای مورد استفاده در سیستم‌های پنوماتیک را در ادامه این مطلب شرح داده‌ایم:
- «شیر خروجی» (Exhaust Valve): با هدف خالی کردن گاز های سیستم
- (Shut-off Valve): به منظور مسدود کردن شیر خروجی
- «شیر ایمنی» (Safety Valve): به منظور از کار انداختن غیرمترقبه سیستم
- «شیر هوا» (Air Valve): مهار و پایش هوای ورودی و خروجی به سیستم
حتما بخوانید:
اتصالات
قطعات گوناگون یک سیستم پنوماتیک به کمک «اتصالات» (Fittings) به یکدیگر اتصال پیدا می‌کنند. کلیه قطعات سیستم پنوماتیکی تحت فشار هوا قرار دارند. پیوست‌هایی که در این سیستم‌ها به کار رفته‌اند، از متریال‌های فلزی و پلیمری – و صور گوناگونی تشکیل شده‌اند.
لوله ها و شلنگ ها
در سیستم‌های پنوماتیک، «شلنگ‌ها» (Tubing) و «لوله‌ها» (Hoses) به صورت‌های گوناگونی مورد بهره برداری واقع می‌شوند. از لوله‌ها به شیوه متداول و مرسوم در سیستم‌های فشار قوی و از شلنگ‌ها در سیستم‌هایی با تراکم پایین استفاده میشود. این لوله‌ها نیز به به شیوه مرسوم و متداول از متریال گوناگونی تولید شده‌اند که مدل‌های قابل انعطاف تر و پلیمری آن بیشتر مورد استفاده واقع می‌گردند.
بخش خلاء
هنگامی که فشار به صورت چشمگیری از فشار اتمسفریک کمتر گردد، خلاء بوجود خواهد آمد.
تامین و مهیاسازی هوا
برای محافظت از کارکرد مناسب و قابل قبول سیستم، می‌بایست هوای متراکم، فیلتر گردد. امکان این وجود دارد که به سادگی از یک فیلتر هوا برای تحقق این مهم بهره برد اما می بایست فشار ورودی به سیستم را با مساعدت یک رگولاتور فشار تحت نظر قرار داد. افزون بر این، هوای خشک ورودی نیز احتیاج به روان‌کاری دارد تا موجب خسارت به تجهیزات پایین‌دستی نگردد.
کاهنده صدا
زمانی که گاز از سیستم پنوماتیک، به بیرون هدایت میشود. سر و صدای بسیاری ایجاد می‌کند که به منظور تقلیل آن از کاهنده صدا (Silencer) استفاده می‌گردد. این صدا منوط به نیرو و تراکم جریان محتمل است منجر به انفجار گردد.
عملگر ها
عملگرهای پنوماتیک حاوی جک پنوماتیک (سیلندر پنوماتیک) سیلندر چرخشی پنوماتیک گریپر (چنگک) پنوماتیک و جک های بدون شفت یا رادلس و غیره هستند. حائز اهمیت‌ترین مورد به منظور گزینش جک یا سیلندر پنوماتیک طول کورس و قطر پیستون است.
من حیث المجموع عملگر ها به سه گروه اصلی دسته‌بندی می شوند:
- عملگر های خطی: این عملگر ها سبب دگرگونی انرژی پنوماتیکی به حرکت خطی هستند. نظیر سیلندرها
- عملگر های چرخشی: این عملگرها فرایند دگرگونی انرژی پنوماتیکی را به حرکت چرخشی بر عهده دارند. نظیر موتورها.
- عملگر های کنترل جریان: این عملگر ها شیرهایی که به منظور باز و بسته شدن جریان مایعات یا گاز ها در نظر گرفته شده اند را مهار و کنترل می کنند.
سیستم پنوماتیک به روش دگرگونی نیرو به انرژی پتانسیل کار می کند. این انرژی پتانسیل با آنتریک محرک یا سیلندر به انرژی جنبشی تغییر حالت می‌دهد. دگرگونی حالت انرژی به وسیله پیستون قابلیت انجام خواهد داشت. پیستون، نوسانی خطی به صورت بالا و پایین یا چپ و راست دارد.
در سیلندرهای پنوماتیکی هوای متراکم پیستون را فقط در یک سو به حرکت در می‌آورد. در انتها جنبش پیستون، به دلیل خارج شدن هوا خلاء بوجود می‌آید که این خلاء به یاری یک فنر سبب برگشت پیستون به نقطه شروع خود خواهد شد.
حتما بخوانید:
از پنوماتیک در چه مواردی استفاده می شود؟
با متصل شدن قطعات سیستم پنوماتیک به یکدیگر، ادوات و ابزار قابل استفاده گوناگونی تولید می‌شوند. هرآن‌چه بوسیله سیستم‌های الکتریکی و هیدرولیکی صورت می‌گیرد توانایی این را دارند که به مساعدت سیستم‌های پنوماتیک نیز انجام پذیرد. یقیناً راجع به اینکه کدام یک از این دو سیستم عملکرد بهتری نسبت به دیگری دارد در ادامه صحبت خواهیم کرد.
ماشین‌آلات صنعتی در مقایسه با دیگر دستگاه‌ها از پنوماتیک استفاده بیشتری می‌کنند. ایضاً در مبحث رباتیک به منظور جابجایی و نقل و انتقال بازوهای ربات‌ها نیز امکان بهره وری از سیستم‌های پنوماتیکی به همراه سیستم‌های الکتریکی و مکانیکی فراهم است.
در صنایع لبنی به منظور تولید شیر دام‌ها از دستگا‌های پنوماتیک مورد استفاده واقع می‌شوند. در ادوار پیشین (قرن نوزدهم میلادی)، سیستم‌های پنوماتیک در بانک‌ها، بیمارستان‌ها و رستوران‌ها به منظور جابجایی کالاها به وسیله لوله‌های هوا مورد استفاده واقع می‌شد. به منظور نگه داشتن کردن خودروهای سنگین یا قطارها از ترمزهای بادی استفاده می‌کنند.
فروشگاه دکتر پی ال سی جهت خرید انواع سیستم های پنوماتیک : drplc.ir
جمع بندی
با نظر به بررسی و بازبینی مزیت‌‌ها و عیوب سیستم های پنوماتیک قادر خواهیم بود به طور قطعی بگوییم که بهره وری از سیستم هوای متراکم یکی از مناسب‌ترین راهکارها به منظور تحقق بسیاری از کارها در حیطه صنعت است. من حیث المجموع آموزش و فراگیری تئوری و عملی شیوه کار با این سیستم ها برای افرادی که قصد دارند وارد دنیای صنعت شوند ضرورت دارد.
قلمرو کارایی نیوماتیک روز به روز بیشتر میشود و افزون بر صنعت در پزشکی رباتیک و حتی امور رفاهی هم مورد بهره وری واقع میشود. جهت کسب اطلاعات بیشتر در زمینه سیستم های پنوماتیک میتوانید از طریق واتس اپ به ما پیام دهید یا فرم درخواست مشاوره رایگان را کامل کنید تا متخصصین ما در کمترین زمان ممکن با شما تماس بگیرند.
