مقالات

سیستم پنوماتیک چگونه عمل می کند

معرفی سیستم پنوماتیک

سیستم پنوماتیک از دیرباز به عنوان یک فناوری در انجام کارهای مکانیکی نقش مهمی را ایفا کرده است. همچنین در اتوماسیون برای توسعه راه حل ها استفاده می شود. سیستم های پنوماتیکی مشابه سیستم های هیدرولیک هستند اما در این سیستم ها از هوای فشرده به جای سیال هیدرولیک استفاده می شود.

دلیل اصلی استفاده از پنوماتیک به دلیل سادگی آن است. با کمی تجربه، می توان کنترل روشن و خاموش کردن ماشین ها و تجهیزات را با استفاده از اجزای پنوماتیکی مانند شیرها و سیلندرها به سرعت طراحی و مونتاژ کرد. با آماده ‌سازی مناسب هوا، سیستم ‌های پنوماتیکی نیز قابل اعتماد هستند و عمر طولانی همراه با کمی تعمیر و نگهداری را فراهم می‌ کنند.

سیستم پنوماتیک چیست ؟

کلمه «پنوما» به معنای هوا است. سیستم پنوماتیک دستگاهی است که برای انتقال و کنترل انرژی از هوای فشرده استفاده می کند. این دستگاه ها به طور گسترده در صنایع مختلفی استفاده می شوند. بیشتر سیستم ‌های پنوماتیکی برای کارکردن به یک منبع ثابت هوای فشرده متکی هستند.

این منبع توسط یک کمپرسور هوا ارائه می شود. کمپرسور، هوا را از جو می مکد و آن را در یک مخزن فشار قوی به نام گیرنده ذخیره می کند. سپس این هوای فشرده از طریق یک سری لوله و دریچه به سیستم عرضه می شود.

سیستم پنوماتیک چیست

اجزای سیستم پنوماتیک و نحوه کارکرد هرکدام

موارد زیر برخی از اجزای اصلی سیستم های پنوماتیکی هستند. دانستن عملکردهای خاص آنها به جلوگیری از مشکلات حین کار کمک می کند.

 شیرهای کنترل

اینها شیرهای یک طرفه هستند که روی شیلنگی نصب می شوند که کمپرسور را به مخزن هوا متصل می کند. آنها اجازه می دهند هوای فشرده در مخازن هوا جمع شود. اما از جریان برگشتی به مخزن کمپرسور جلوگیری می کنند.

کمپرسور هوا

وسیله ای مکانیکی در سیستم پنوماتیک است که با کاهش حجم هوا، فشار آن را افزایش می دهد. این پمپی است که با گاز یا برق کار می کند و هوا را به PSI بالاتر (پوند بر اینچ مربع) فشرده می کند.

تنظیم کننده ها و گیج ها

اینها تجهیزاتی هستند که به کمپرسور یا مخزن آن متصل می شوند. سپس برای آزاد کردن هوا در مسیر پنوماتیک، رگولاتور به صورت الکتریکی یا مکانیکی فعال می شود. گیج ها نیز ابزارهای اندازه گیری الکتریکی یا مکانیکی هستند. آنها به سیستم کامپیوتری یا اپراتور اجازه می دهند تا PSI هوای داخل کمپرسور را تنظیم و بررسی کند.

 مخزن هوا

مخزن هوا دستگاه پنوماتیک، هوای فشرده با PSI بالا را برای محرک های پنوماتیکی ذخیره می کند. این مخازن به جلوگیری از موج های نامنظم جریان هوا در محرک ها کمک می کند. و به چرخه کمپرسور اجازه می دهد تا زمان خاموش شدن خود را به حداکثر برساند. آنها همچنین به کمپرسور اجازه می دهند در پروژه ها در فاصله دقیقی از محرک ها قرار گیرد.

 خطوط تغذیه

خطوط تغذیه یا شیلنگ ها، هوای تحت فشار را از طریق دستگاه پنوماتیک حرکت می دهند. شلنگ ها با بیشترین ترین قطر برای کنترل PSI نصب شده اند. این شیلنگ ‌های بزرگ به هوای تحت فشار اجازه می ‌دهند تا سریع ‌تر حرکت کند و جریان هوا پشتیبان را از بین ببرد.

خرید محصولات پنوماتیک

مزایای سیستم های پنوماتیک

  • دوام و قابلیت اطمینان بالا

اجزای سیستم پنوماتیک به راحتی آسیب نمی بینند و بسیار بادوام هستند. در مقایسه با قطعات الکتروموتور، قطعات پنوماتیکی بادوام تر و قابل اعتمادتر هستند.

  • طراحی ساده

طراحی اجزای دستگاه پنوماتیک نسبتا ساده است. بنابراین آنها برای استفاده در سیستم های کنترل خودکار ساده، مناسب تر هستند.

  • سازگاری بالا با محیط های خشن

در مقایسه با عناصر سایر سیستم ها، هوای فشرده در سیستم های پنوماتیکی کمتر تحت تاثیر دمای بالا، گرد و غبار و محیط خورنده و… قرار می گیرند. بنابراین برای محیط های خشن مناسب تر هستند.

  • جنبه های ایمنی

سیستم های پنوماتیک از سیستم های الکتروموتور ایمن تر هستند. زیرا می توانند در محیط های قابل اشتعال بدون ایجاد آتش سوزی یا انفجار کار کنند. جدای از آن، اضافه بار در سیستم پنوماتیک تنها منجر به لغزش یا توقف کار می شود. برخلاف اجزای سیستم الکتروموتور، اجزای پنوماتیک در هنگام بارگذاری بیش از حد نمی سوزد یا بیش از حد گرم نمی شود.

  • انتخاب آسان سرعت و فشار

سرعت حرکت نوسانی سیستم های پنوماتیکی به راحتی قابل تنظیم است. و با محدودیت های کمی همراه است. فشار و حجم هوای فشرده به راحتی توسط یک تنظیم کننده فشار قابل تنظیم است.

  • سازگار با محیط زیست

دستگاه پنوماتیکی از نظر زیست محیطی تمیز است و با تصفیه هوای خروجی مناسب می تواند مطابق با استانداردهای محیط های تمیز نصب شود. بنابراین می ‌توانند در محیط‌ هایی کار کنند که نیاز به تمیزی بالایی دارند.

  • اقتصادی

از آنجایی که اجزای سیستم پنوماتیک گران نیستند، هزینه آن بسیار پایین است. علاوه بر این سیستم های پنوماتیکی بسیار بادوام هستند و هزینه تعمیر و نگهداری آن به طور قابل توجهی کمتر از سایر سیستم ها است.

همچنین بخوانید : تفاوت هیدرولیک و پنوماتیک چیست ؟

معایب سیستم های پنوماتیک

اگرچه سیستم های پنوماتیک دارای مزایای زیادی هستند، اما در معرض چندین محدودیت و عیب نیز قرار دارند که در زیر آورده شده است.

  • دقت نسبتا کم

از آنجایی که سیستم پنوماتیک توسط نیروی هوای فشرده تغذیه می شود، عملکرد آن تابع حجم هوای فشرده است. به این دلیل که حجم هوا، هنگام فشرده شدن یا گرم شدن تغییر می کند، ممکن است تامین هوا در سیستم دقیق نباشد و باعث کاهش دقت کلی آن شود.

  • بارگذاری کم

از آنجایی که سیلندرهای مورد استفاده در دستگاه پنوماتیکی خیلی بزرگ نیست، این سیستم نمی تواند بارهای بسیار سنگین را هدایت کند.

  • نیاز به پردازش قبل از استفاده

هوای فشرده باید قبل از استفاده پردازش شود تا از عدم وجود بخار آب یا گرد و غبار اطمینان حاصل شود. در غیر این صورت ممکن است قطعات متحرک پنوماتیکی در اثر اصطکاک به سرعت فرسوده شوند.

  • صدای بلند و نشتی آب

کنترل سرعت در سیستم پنوماتیک به دلیل هوای فشرده نسبت به سیستم های الکتریکی یا هیدرولیک دشوارتر است. اگر آب از طریق نشتی وارد این سیستم شود، کل سیستم می تواند یخ بزند. شیلنگ‌ های هوای متصل به سیستم‌ های پنوماتیکی اگر سوراخ شوند، خطر ایمنی ایجاد می‌کنند. سیستم های پنوماتیک به هر گونه نفوذ آب حساس بوده و به ارتعاشات و تغییر دما حساس هستند. و ایراد اصلی این است که صدای بلندی تولید می کنند.

مزایامعایب
دوام و قابلیت اطمینان بالادقت نسبتا کم
طراحی سادهبارگذاری کم
سازگاری بالا با محیط های خشننیاز به پردازش قبل از استفاده
انتخاب آسان سرعت و فشارصدای بلند و نشتی آب

کاربرد سیستم پنوماتیک در صنایع مختلف

صنایع زیادی وجود دارند که برای انجام عملیات، هر روزه به سیستم های پنوماتیک وابسته هستند. در اینجا 5 صنعت برتر که بیشتر به آب بندی های پنوماتیک متکی هستند آورده شده است.

  • ماشین آلات کشاورزی

دستگاه پنوماتیک با کیفیت بالا به ماشین آلات کشاورزی و سایر تجهیزات مزرعه اجازه می دهد تا حداکثر عملکرد را حفظ کنند. تجهیزات مزرعه از این سیستم برای خرمن کوبی، زهکشی و ماشین آلات برداشت محصول استفاده می کنند.

  • ماشین آلات پارک تفریحی

سیستم پنوماتیکی به دستگاه های شهربازی اجازه می دهد تا به عملکرد عالی خود ادامه دهند. آنها از سیستم های پنوماتیکی طراحی شده استفاده می کنند که دارای مهر و موم های اصطکاک کم، برف پاک کن های لاستیکی، پلی اورتان یا TMCF  بسیار قابل اعتمادتر هستند.

  • تولیدکنندگان خودرو

تقریبا هر بخش مونتاژ خودرو به شدت به قوچ های پنوماتیکی در جک های مونتاژ متکی است. پنوماتیک ها ساکت تر و تمیزتر هستند و از آلودگی سایر قسمت های خودرو ناشی از نشت جلوگیری می کنند.

  • چاپگرها

ماشین‌ های چاپ و بسته ‌بندی در صنعت چاپ از دستگاه پنوماتیک در قطعات ماشین ‌آلات خود استفاده می‌کنند. چاپگرهای صنعتی از سیستم های پنوماتیکی برای حفظ حداکثر سرعت و بهره وری در هر زمان بهره می برند.

  • تولید کنندگان نساجی

ماشین‌آلات نساجی از سیستم پنوماتیک برای مقابله با چرخش فشرده، فشارهای بالا و چرخش ثابت قوچ ‌های هوا استفاده می‌کنند. با ادامه افزایش جمعیت جهان، تقاضا برای لباس نیز افزایش می‌ یابد و به لطف پنوماتیک، تولیدکنندگان نساجی می ‌توانند این روند را ادامه دهند.

کاربرد سیستم های پنوماتیک در صنایع

هنگام خرید سیستم های پنوماتیک باید به چه نکاتی توجه کرد؟

هنگام خرید یک سیستم پنوماتیک حجم مواد بر اساس طراحی سیستم مناسب، اندازه مناسب اجزاء، طراحی مدار، فن‌ آوری ‌های شیر و کنترل و همچنین سایر ملاحظات طراحی وجود دارد. با این حال، در اینجا چند نکته برای انتخاب سیستم مناسب  وجود دارد.

  • برای دستگاه پنوماتیک لوله های با کیفیت انتخاب کنید. برای جلوگیری از نشتی، به جای اتصالات فشاری و لوله پلی اتیلن، از لوله های نایلونی روی ماشین ها استفاده کنید. نشتی که اغلب با لوله ‌های نرم یافت می‌ شود در محیط‌ های گیاهی به سختی قابل تشخیص است.
  • اندازه صحیح اجزاء از جمله سوپاپ، لوله کشی، شیرها و محرک ها می تواند ظرفیت تولیدی سیستم های پنوماتیکی را بهبود بخشد. اندازه سوپاپ از اهمیت ویژه ای برخوردار است. اگر ظرفیت جریان خیلی کم باشد، می تواند تاثیر منفی بر چرخه تولید داشته باشد. اگر می خواهید زمان چرخه تولید و کیفیت را بهبود ببخشید، انتخاب اندازه مناسب بسیار مهم است.
  • هنگام خرید سیستم پنوماتیک فشار و حجم مورد نیاز هر ابزار را در نظر بگیرید. به عنوان مثال، ابزارهای سنگین به فشار بیشتر و در نتیجه حجم بیشتری نیاز دارند. اگر کسی نتواند سیستمی را انتخاب کند که برای استفاده مورد نظر به اندازه کافی بزرگ باشد، راندمان کار تا حد قابل توجهی کاهش می یابد.

سوالات متداول

بله، می‌توانند به صورت خودکار باشند. برای این کار از شیرهای کنترل خودکار استفاده می‌شود.

بله، سیستم‌های پنوماتیک می‌توانند با سیستم‌های دیگر، مانند سیستم‌های الکتریکی یا سیستم‌های هیدرولیک، ترکیب شوند.

بله، سیستم‌های پنوماتیک می‌توانند در محیط‌های خطرناک، مانند محیط‌های انفجاری یا محیط‌های با مواد شیمیایی خطرناک، استفاده شوند.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

19 − 14 =