Vo všeobecnosti ventil nemôže riadiť proces sám o sebe, takže potrebuje operátora, ktorý ho umiestni na riadenie procesnej premennej. Na ovládanie ventilov na diaľku a automatické posúvanie ventilov je potrebné špeciálne zariadenie, ako je pohon. Aktuátor je jeden druh zariadenia používaného na to, aby niečo fungovalo alebo sa pohybovalo. Akčné členy sú dostupné v troch typoch, ktoré sú definované podľa ich zdroja energie a používajú sa v odvetviach ako elektrický, hydraulický a pneumatický. Takže tento článok pojednáva o prehľade pneumatický pohon – pracovné a ich aplikácie.
Čo je pneumatický pohon?
Definícia pneumatického pohonu je; typ pohonu, ktorý sa používa na zmenu energie, ktorá je vo forme stlačeného vzduchu, na pohyb. Existujú rôzni výrobcovia, ktorí ponúkajú rôzne formy pneumatických pohonov, kde niektoré pohony premieňajú energiu stlačeného vzduchu na lineárny pohyb a niektoré pohony na rotačný pohyb. Tieto pohony majú v priemysle rôzne názvy, ako sú vzduchové valce, vzduchové pohony a pneumatické valce.
Ako funguje pneumatický pohon?
Pneumatický pohon závisí hlavne od nejakej formy stlačeného plynu, ako je stlačený vzduch, ktorý vstupuje do komory, aby vytvoril tlak. Akonáhle tento vzduch vytvorí dostatočný tlak v porovnaní s vonkajším atmosférickým tlakom, vedie to k riadenému kinetickému pohybu zariadenia, ako je ozubené koleso alebo piest. Takže tento výsledný pohyb je nasmerovaný buď v kruhovom pohybe alebo v priamke. Tieto pohony sú jedným z najčastejšie používaných mechanických zariadení v širokom spektre súčasných priemyselných odvetví, kde je premena stlačeného plynu na energiu extrémne kontrolovaná a opakovateľná a spoľahlivá.
Konštrukcia a obsluha pneumatického pohonu
Pneumatický pohon je skonštruovaný pomocou rôznych komponentov, ako je pružina, kompresor, zásobník, membrána a ventil. Nasledujúca schéma znázorňuje konštrukciu pneumatického pohonu. Na pohon tohto systému sa energia tekutiny mení na mechanickú. V tomto systéme je čerstvý vzduch stlačený cez kompresor a tento vzduch sa jednoducho uloží do zásobníka.
Tu sa na riadenie smeru vzduchu a jeho rýchlosti prúdenia používa regulačný ventil prietoku. Pružinová jednotka v tomto ovládači riadi prúdenie vzduchu z jedného miesta na druhé a tiež poskytuje spätný zdvih smerom k piestu.
Najprv zostane ovládací ventil otvorený a membrána sa vytiahne nahor pomocou pružiny v prípade potreby prívodu vzduchu. Potom sa vzduch nasáva z atmosféry, filtruje sa filtrom a privádza sa do kompresora. Teraz kompresor stlačí vzduch a zvýši úroveň tlaku.
Tu si musíme všimnúť, že pri zvýšení úrovne tlaku vzduchu sa zvýši aj teplota vzduchu. Preto sa na udržanie teploty v miernom rozsahu používajú vzduchové chladiče. Potom sa stlačený vzduch jednoducho uloží do zásobníka, aby sa udržala úroveň tlaku. Okrem toho tento stlačený vzduch v systéme dodáva energiu do membrány pneumatického pohonu. Akonáhle sila prekoná silu pružiny v dôsledku stlačeného vzduchu, potom udrží membránu v hornej časti, čo spôsobí, že sa membrána posunie nadol, aby sa zatvoril riadiaci ventil.
Keď sa tlak prívodu vzduchu zvýši, membrána sa nepretržite pohybuje smerom nadol a to úplne uzavrie regulačný ventil v určitom bode. Podobne, keď sa tlak prívodu vzduchu zníži, potom sila pôsobiaca na membránu pružinou prekoná silu v dôsledku privádzanej sily. To môže spôsobiť pohyb membrány smerom nahor, aby sa otvoril riadiaci ventil.
Tu je tiež potrebné poznamenať, že poloha regulačného ventilu závisí hlavne od tlaku vzduchu. Výsledkom je, že otváranie a zatváranie riadiaceho ventilu súvisí s pohybom membrány s tlakom vzduchu.
Vieme, že po ovládači sú tu akčné členy, ktoré poskytujú riadiaci signál na vykonanie preferovanej akcie. Takže tlak vzduchu sa bude meniť na základe získaného riadiaceho signálu a tým sa súčasne zmení aj poloha riadiaceho ventilu. Týmto spôsobom tento pohon pracuje podľa prijatého riadiaceho signálu a riadi proces.
Typy pneumatických pohonov
Existujú rôzne typy pneumatických pohonov, ako sú piesty, rotačné lopatky a pružiny alebo membrány.
Piestový pneumatický pohon
Tento typ pneumatického pohonu používa piest vo valci. Pohyb piesta môže byť spôsobený jednoduchým pôsobením menšej alebo väčšej sily na jednu stranu piesta.
Jednočinný pneumatický pohon piestového typu využíva pružinu na jednej strane a mení silu na druhú stranu, zatiaľ čo dvojčinný pneumatický pohon piestového typu má tlak vzduchu, ktorý je aplikovaný na obe strany piesta. Lineárny pohyb piestu môže byť priamo použitý na aktiváciu lineárneho pohybu, inak sa môže zmeniť na rotačný pohyb s pastorkom a hrebeňom alebo súvisiacim mechanickým usporiadaním. Tieto ovládače sú jednoducho rozpoznané podľa priemeru valca a dĺžky zdvihu. Pneumatický pohon s veľkým valcom je schopný vyvinúť väčšiu silu.
Rotačný lopatkový pneumatický pohon
Pneumatický pohon s rotačnými lopatkami jednoducho funguje ako piestový pneumatický pohon s dvoma tlakovými komorami. Kryt tohto ovládača má skôr tvar koláčového klinu než valcového tvaru. Pádlo s výstupným hriadeľom jednoducho rozdeľuje dve tlakové komory. Zmena stupňa rozdielu cez lopatku posúva výstupný hriadeľ zodpovedajúcim spôsobom počas jeho 90 stupňového pohybu.
Pružinový/membránový pneumatický pohon
Tento druh pneumatického pohonu potrebuje stlačený vzduch na pritlačenie membrány na dosku, proti ktorej stojí pružina. Akonáhle sa tlak zníži, pružina stiahne membránu späť. Takže zmenou sily možno dosiahnuť polohu. Tento typ ovládača sa môže pri poruche otvoriť/zatvoriť, keď sa vzduchová sila stratí pružinou, ktorá vráti ovládač do polohy prerušenia.
Výhody a nevýhody
The výhody pneumatického pohonu s zahŕňajú nasledujúce.
- Pneumatické pohony po použití v aplikáciách založených na riadení lineárneho pohybu poskytujú vysokú silu a vysoké rýchlosti pohybu.
- Tieto pohony majú vysokú životnosť.
- Majú vysokú spoľahlivosť.
- Toto sú preferované zariadenia, kde je pri aplikáciách nevyhnutná hygiena.
- Nákladovo efektívne.
- Tieto sú veľmi jednoduché na údržbu a inštaláciu
- Sú extrémne odolné a môžu znížiť náklady potrebné na udržanie ich výkonu.
- Tieto pohony majú široký rozsah teplôt v rozsahu 0 – 200 °C.
- Sú odolné proti výbuchu a ohňu.
- Pneumatické pohony majú menšiu hmotnosť.
The nevýhody pneumatických pohonov zahŕňajú nasledujúce.
- O/p výkon tohto pohonu je menší ako hydraulického pohonu.
- Vnútorné časti stroja nie sú mazané, pretože sa využíva vzduch ako kvapalina.
- Výstupná presnosť je pomerne nižšia v rámci operácií založených na nízkej rýchlosti.
- Tieto pohony pracujú veľmi efektívne, keď sa používajú na konkrétne aplikácie.
- Tieto nie sú vykonávané dobre pri nižšej rýchlosti.
- Stlačený vzduch potrebuje dobrú prípravu
- Vzduch môže byť znečistený mazaním alebo olejom, čo znižuje jeho údržbu.
Aplikácie
The aplikácie pneumatických pohonov zahŕňajú nasledujúce.
- Pneumatické pohony sú použiteľné v širokej škále aplikácií, ako sú rôzne priemyselné oblasti a niektoré z oblastí použitia týchto pohonov sú;
- Vzduchové kompresory.
- letectva.
- Železničná aplikácia.
- Baliace a výrobné stroje.
- Horľavé automobilové motory.
- Tieto ovládače sa bežne používajú v piestoch a zapaľovacích komorách vozidiel poháňaných benzínom. Takže využívajú vzduchové zapaľovanie a benzín na generovanie stlačenej energie, ktorá nakoniec pohybuje piestom a mení energiu na kľukový hriadeľ auta. Tieto ovládače však väčšinou závisia od stlačeného plynu bez zapálenia, aby sa vytvorila preferovaná mechanická sila.
- Tieto typy ovládačov sú potrebné pre baliace a výrobné stroje, vzduchové kompresory, poštové trubice a tiež dopravné zariadenia, ako sú lietadlá a železničné aplikácie.
Ako sa pneumatika používa v robotike?
Pneumatika vo všeobecnosti používa stlačený plyn na ovládanie fyzikálnych systémov. Tieto sú široko používané na robotoch so stlačeným vzduchom na vytváranie mechanického pohybu.
Čo je pneumatické robotické rameno?
Pneumatické robotické rameno funguje ako ľudská ruka a obsahuje dve ramená a to; nadlaktie a predlaktie. Nadlaktie je trvalé so sklopnou podperou k otočnej základni a aktivované pneumatickým valcom, zatiaľ čo predlaktie je pripevnené k nadlaktiu sklopnou podperou. Preto robotické rameno funguje ako ľudská ruka pomocou pneumatického valca.
Teda toto je prehľad pneumatického pohonu - práca s aplikáciami. Tieto pohony sú efektívne, vysoko spoľahlivé a bezpečné zdroje riadenia pohybu, ktoré využívajú plyn alebo stlačený vzduch na premenu energie na lineárny alebo rotačný pohyb. Sú obzvlášť vhodné na časté otváranie a zatváranie ventilov a používajú sa aj v iných priemyselných aplikáciách, kde môže použitie elektriny spôsobiť vznietenie alebo nebezpečenstvo požiaru. Tu je otázka pre vás, aké sú príklady akčných členov?
