سیستم های پنوماتیکی و کاربرد آن را میتوان اینگونه شرح داد که شاخه ای از مکانیک سیالات به معنای استفاده از هوای فشرده است که یکی از رایج ترین روش های انتقال انرژی از طریق سیالات است. پنوماتیک یک کلمه یونانی به معنای دمیدن است. علم پنوماتیک نیز به حرکت باد می پردازد، به عبارت دیگر استفاده از هوای فشرده است.
سیستم پنوماتیک مجموعه ای از قطعات به هم پیوسته است که از هوای فشرده برای انجام کار تجهیزات خودکار استفاده می کند. نمونه هایی را می توان در تولیدات صنعتی، در گاراژ خانگی یا در مطب دندانپزشکی یافت.
این اثر به صورت حرکت خطی یا چرخشی به دست می آید. هوای فشرده یا گاز تحت فشار معمولاً برای محافظت از سیلندرها، محرک ها، ابزارها و مخازن که کار را انجام می دهند، فیلتر و خشک می شوند. در برخی موارد، یک روان کننده مورد نیاز است که غبار روغن را به یک سیستم بسته تحت فشار اضافه کند.
سیستم های پنوماتیکی چیست؟
پنوماتیک را فناوری هوای فشرده می نامند، اما در برخی موارد باید آن را نوعی سیستم کنترل خودکار در نظر گرفت. گاز فشرده، معمولاً هوای خشک یا غیر خشک، برای راه اندازی، کار و توقف محرک استفاده می شود.
پیش از این، پنوماتیک صرفاً یک سیستم تنفسی انسان بود، یعنی فشرده‌سازی هوا در ریه‌ها. این سیستم هوا را جذب کرده و به مدار انتقال می دهد تا انرژی لازم را تامین کند. بنابراین، سیستم های پنوماتیک به طور گسترده ای در صنعت استفاده می شود.
سیستم پنوماتیک را می توان در صنعت و حتی در زندگی روزمره مشاهده کرد. به عنوان مثال، مته های دندانپزشکی از انرژی پنوماتیک برای حذف تارتار استفاده می کنند. برخی از آلات موسیقی نیز برای اجرای صحیح از هوا کمک می گیرند.
برای استفاده از سیستم پنوماتیک به قطعات مختلفی نیاز است و اولین چیزی که نیاز داریم یک کمپرسور هوا و همچنین مخزن هوا است. این سیلندرها با حرکت خود نیروی لازم را برای حرکت موتور ایجاد می کنند.
سومین جزء مهم سیستم های پنوماتیکی «محرک» است. محرک باعث می شود که سوپاپ ها (یا شیرها) در سیستم باز و بسته شوند. موتور چهارمین جزء سیستم پنوماتیک است و برای به حرکت درآوردن سیلندر استفاده می شود.
بیشتر بخوانید >>> معرفی انواع میکروکنترلر ها
مزایا و معایب یک سیستم پنوماتیکی
مهمترین مزیت سیستم پنوماتیک کم خطر بودن تعمیر و نگهداری است، خطری برای زندگی مانند آتش سوزی و انفجار ندارد و به همین دلیل در صنایع نظامی استفاده می شود.
به طور کلی می توان مزایای این سیستم را به شرح زیر برشمرد: راندمان بالا، دوام بالا، ساختار ساده، سازگاری بالا با محیط های سخت، ایمنی بالا، انتخاب آسان سرعت و فشار، سازگاری با محیط زیست، مقرون به صرفه بودن، در حالی که این سیستم های پنوماتیک مزایای زیادی دارند، معایبی نیز دارند.
از آنجایی که هوا تراکم پذیر است و چگالی آن تحت فشار تغییر می کند، ایجاد سرعت یکنواخت و ثابت غیرممکن است.
با توجه به مزایا و معایب این سیستم می توان گفت که مزایای پنوماتیک بیشتر از معایب آن است و می توان از این انرژی در صنعت استفاده کرد. سرعت و قدرت لازم را فراهم می کند و انعطاف پذیری، قابلیت اطمینان و هزینه کم باعث می شود این سیستم به طور گسترده در صنعت مورد استفاده قرار گیرد.
بیشتر بخوانید >>> روش های ساخت و تولید قطعه
اجزای یک سیستم پنوماتیکی
در یک سیستم پنوماتیکی از اجزای مختلفی استفاده می شود که در این بخش به چند مورد می پردازیم:
سیلندر یا جک های پنوماتیکی:
سیستم پنوماتیک از طریق تبدیل نیرو به انرژی پتانسیل کار میکند و در ادامه، این انرژی پتانسیل با عمل محرک یا سیلندر به انرژی جنبشی تبدیل می‌شود. به طور معمول، تبدیل انرژی از طریق پیستون و شاتون قابل انجام است. پیستون، حرکتی خطی به شکل بالا و پایین یا چپ و راست خواهد داشت.
در پایان حرکت پیستون، در اثر خروج هوا، خلاء ایجاد می‌شود که این خلاء به کمک یک فنر، سبب بازگشت پیستون به محل اولیه خود خواهد شد.
انواع شیر ها:
برای تنظیم جریان هوا در سیستم پنوماتیک از شیرهایی استفاده می شود که هر کدام عملکرد متفاوتی دارند. برای راه اندازی سیستم، از شیرهای “شروع نرم” یا “دریچه باز” استفاده می شود. از شیرهای کنترل جریان نیز برای کنترل دبی استفاده می شود.
- «شیر اگزوز»: برای خروج گازها از سیستم.
- «شیر قطع کن»: شیر خروجی را ببندید.
- سوپاپ ایمنی: برای توقف ناگهانی سیستم.
- «دریچه هوا»: کنترل هوای ورودی و خروجی به سیستم.
اتصالات:
تک تک اجزای مختلف سیستم های پنوماتیکی با کمک “اتصالات پنوماتیکی” به یکدیگر متصل می شوند. تمامی اجزای سیستم پنوماتیک تحت فشار هوا قرار دارند، بنابراین در این اتصالات باید از سیل و اورینگ مناسب استفاده شود.
شلنگ ها
سیستم های پنوماتیک از لوله ها و شیلنگ ها به روش های مختلفی استفاده می کنند. لوله ها معمولا در سیستم های فشار قوی و شیلنگ ها در سیستم های فشار ضعیف استفاده می شوند.
اگزوزها یا کاهنده های صدا
صدا خفه کن پنوماتیک یا اگزوز پنوماتیکی یکی از اتصالات بادی است که وظیفه کاهش نویز و صدای مزاحم را بر عهده دارد.
از دیگر کاربردهای صدا خفه کن می توان به جلوگیری از ورود آلاینده های محیطی، ذرات گرد و غبار، گرد و غبار ریز و ذرات ریز فلزی به داخل دریچه ها و محافظت از درگاه اگزوز اشاره کرد.
این قسمت قطرات کوچک روغن موجود در جاده را جذب کرده و از سوراخ های روی بدنه این قسمت به بیرون هدایت می کند. در نتیجه هوای داخل سیستم تصفیه خواهد شد.
انواع صدا خفه کن پنوماتیکی ظرفیت جذب صدا و اندازه های متفاوتی دارند. هنگام خرید صدا خفه کن حتما از نوع اتصالی که می توان این قطعه را روی آن نصب کرد استفاده کنید.
