Pneumatický pohon: Konstrukce, práce a jeho aplikace

Obecně platí, že ventil nemůže řídit proces sám o sobě, takže potřebují operátora, který je umístí pro řízení procesní proměnné. K ovládání ventilů na dálku a automatickému pohybu ventilů je zapotřebí speciální zařízení, jako je pohon. Pohon je jeden druh zařízení používaného k tomu, aby něco fungovalo nebo se pohybovalo. Akční členy jsou k dispozici ve třech typech, které jsou definovány jejich zdrojem energie a používají se v průmyslových odvětvích, jako je elektrický, hydraulický a pneumatický. Tento článek tedy pojednává o přehledu pneumatický pohon – práce a jejich aplikace.

Co je pneumatický pohon?

Definice pneumatického pohonu je; typ pohonu, který se používá ke změně energie, která je ve formě stlačeného vzduchu, na pohyb. Existují různí výrobci, kteří nabízejí různé formy pneumatických pohonů, kde některé pohony přeměňují energii stlačeného vzduchu na lineární pohyb a některé pohony na rotační pohyb. Tyto pohony mají v průmyslu různá jména, jako jsou vzduchové válce, vzduchové pohony a pneumatické válce.

Jak funguje pneumatický pohon?

Pneumatický pohon závisí hlavně na nějaké formě stlačeného plynu, jako je stlačený vzduch, který vstupuje do komory, aby vytvořil tlak. Jakmile tento vzduch vytvoří dostatečný tlak ve srovnání s vnějším atmosférickým tlakem, má za následek řízený kinetický pohyb zařízení, jako je ozubené kolo nebo píst. Tento výsledný pohyb je tedy veden buď v kruhovém pohybu, nebo v přímce. Tyto pohony jsou jedním z nejčastěji používaných mechanických zařízení v celé řadě současných průmyslových odvětví, kdy je přeměna stlačeného plynu na energii extrémně řízená a opakovatelná a spolehlivá.

Konstrukce a obsluha pneumatického pohonu

Pneumatický pohon je konstruován s použitím různých součástí, jako je pružina, kompresor, nádrž, membrána a ventil. Následující schéma znázorňuje konstrukci pneumatického pohonu. Pro pohon tohoto systému se energie kapaliny mění na mechanickou. V tomto systému je čerstvý vzduch stlačován kompresorem a tento vzduch je jednoduše skladován v zásobníku.

Zde je použit regulační ventil průtoku pro řízení směru vzduchu a jeho rychlosti proudění. Pružinová jednotka v tomto ovladači řídí proudění vzduchu z jednoho místa na druhé a také poskytuje zpětný zdvih směrem k pístu.
Nejprve zůstane ovládací ventil otevřený a membrána je vytažena nahoru působením pružiny v případě potřeby přívodu vzduchu. Poté je vzduch nasáván z atmosféry, je filtrován filtrem a je přiváděn do kompresoru. Nyní kompresor stlačí vzduch a zvýší úroveň tlaku.

Zde si musíme všimnout, že při zvýšení hladiny tlaku vzduchu se zvýší i teplota vzduchu. K udržení teploty v mírném rozsahu se tedy používají vzduchové chladiče. Poté je stlačený vzduch jednoduše uložen do zásobníku, aby bylo možné udržovat úroveň tlaku. Navíc tento stlačený vzduch v systému dodává energii do membrány pneumatického pohonu. Jakmile síla překoná sílu pružiny kvůli stlačenému vzduchu, udržuje membránu nahoře, což způsobí, že se membrána posune dolů a uzavře regulační ventil.

Když se tlak přívodu vzduchu zvýší, membrána se nepřetržitě pohybuje směrem dolů a tím se regulační ventil v určitém bodě úplně uzavře. Podobně, jakmile se tlak přívodu vzduchu sníží, pak síla působící na membránu pružinou překoná sílu v důsledku dodávané síly. To může způsobit pohyb membrány směrem nahoru k otevření řídicího ventilu.

Zde je také poznamenáno, že poloha regulačního ventilu závisí hlavně na tlaku vzduchu. Výsledkem je, že otevírání a zavírání řídicího ventilu souvisí s pohybem membrány s tlakem vzduchu.

Víme, že po ovladači jsou zde akční členy, které poskytují řídicí signál pro provedení preferované akce. Takže tlak vzduchu se bude měnit na základě získaného řídicího signálu a tím se současně změní poloha řídicího ventilu. Tímto způsobem tento pohon pracuje podle přijatého řídicího signálu a řídí proces.

Typy pneumatických pohonů

Existují různé typy pneumatických pohonů, jako jsou písty, rotační lopatky a pružiny nebo membrány.

Pístový pneumatický pohon

Tento typ pneumatického pohonu používá píst ve válci. Pohyb pístu může být způsoben jednoduše aplikací menší nebo větší síly na jednu stranu pístu.

Jednočinný pneumatický pohon pístového typu využívá pružinu na jedné straně a mění sílu na druhou stranu, zatímco dvoučinný pneumatický pohon pístového typu má tlak vzduchu, který je aplikován na obě strany pístu. Lineární pohyb pístu může být přímo použit pro ovládání lineárního pohybu, jinak může být změněn na rotační pohyb s pastorkem a hřebenem nebo souvisejícím mechanickým uspořádáním. Tyto aktuátory jsou jednoduše rozpoznány podle průměru válce a délky zdvihu. Pneumatický pohon s velkým válcem je schopen vyvinout větší sílu.

Rotační lamelový pneumatický pohon

Pneumatický pohon s rotačními lopatkami funguje jednoduše jako pístový pneumatický pohon se dvěma tlakovými komorami. Pouzdro tohoto ovladače má spíše tvar koláčového klínu než tvaru válce. Pádlo s výstupní hřídelí jednoduše rozděluje dvě tlakové komory. Změna stupně rozdílu napříč lopatkou posune výstupní hřídel odpovídajícím způsobem v celém rozsahu jeho 90 stupňů pohybu.

Pružinový/membránový pneumatický pohon

Tento druh pneumatického pohonu potřebuje stlačený vzduch k přitlačení membrány na desku, proti které stojí pružina. Jakmile se tlak sníží, pružina stáhne membránu zpět. Takže změnou síly lze dosáhnout polohy. Tento druh pohonu se může při poruše otevřít/zavřít, jakmile dojde ke ztrátě vzduchové síly pružinou, která vrátí pohon do polohy přerušení.

Výhody a nevýhody

The výhody pneumatického pohonu s zahrnují následující.

• Pneumatické pohony poskytují vysokou sílu a vysoké rychlosti pohybu, jakmile jsou použity v aplikacích založených na lineárním řízení pohybu.
• Tyto pohony mají vysokou životnost.
• Mají vysokou spolehlivost.
• Jedná se o preferovaná zařízení, kde je hygiena v aplikacích zásadní.
• Nákladově efektivní.
• Tyto se velmi snadno udržují a instalují
• Jsou extrémně odolné a mohou snížit náklady potřebné k udržení jejich výkonu.
• Tyto pohony mají široký rozsah teplot v rozmezí 0 – 200 °C.
• Jsou odolné proti výbuchu a ohni.
• Pneumatické pohony mají nižší hmotnost.

The nevýhody pneumatických pohonů zahrnout následující.

• O/p výkon tohoto pohonu je menší než u hydraulického pohonu.
• Vnitřní části stroje nejsou mazány kvůli využití vzduchu jako kapaliny.
• Přesnost výstupu je v rámci operací založených na nízké rychlosti poměrně nižší.
• Tyto akční členy pracují velmi efektivně, když jsou použity pro konkrétní aplikace.
• Ty se při nižší rychlosti neprovádějí dobře.
• Stlačený vzduch potřebuje dobrou přípravu
• Vzduch může být znečištěn mazáním nebo olejem, což snižuje jeho údržbu.

Aplikace

The aplikace pneumatických pohonů zahrnout následující.

• Pneumatické pohony jsou použitelné v široké škále aplikací, jako jsou různé průmyslové oblasti a některé oblasti použití těchto pohonů jsou;
• Vzduchové kompresory.
• Letectví.
• Železniční aplikace.
• Balicí a výrobní stroje.
• Spalovací motory automobilů.
• Tyto ovladače se běžně používají v pístech a zapalovacích komorách vozidel s benzínovým pohonem. Využívají tedy vzduchové zapalování a benzín k výrobě tlakové energie, která nakonec pohne pístem a přemění energii na klikový hřídel automobilu. Tyto akční členy však většinou závisí na stlačeném plynu bez zapálení, aby se vytvořila preferovaná mechanická síla.
• Tyto typy pohonů jsou nezbytné pro balicí a výrobní stroje, vzduchové kompresory, poštovní trubice a také dopravní zařízení, jako jsou letadla a železniční aplikace.

Jak se pneumatika používá v robotice?

Pneumatics obecně používá stlačený plyn pro ovládání fyzických systémů. Ty jsou široce používány u robotů se stlačeným vzduchem k vytváření mechanického pohybu.

Co je pneumatické robotické rameno?

Pneumatické robotické rameno funguje jako lidská ruka a obsahuje dvě ramena, jmenovitě; nadloktí a předloktí. Nadloktí je trvalé s kloubovou podpěrou k otočné základně a aktivované pneumatickým válcem, zatímco předloktí je připevněno k nadloktí kloubovou podpěrou. Robotické rameno proto funguje jako lidská ruka pomocí pneumatického válce.

Tedy, toto je přehled pneumatického pohonu – práce s aplikacemi. Tyto pohony jsou účinné, vysoce spolehlivé a bezpečné zdroje řízení pohybu, které využívají plyn nebo stlačený vzduch k přeměně energie na lineární nebo rotační pohyb. Jsou zvláště vhodné pro časté otevírání a zavírání ventilů a používají se také v jiných průmyslových aplikacích, kde může použití elektřiny způsobit vznícení nebo nebezpečí požáru. Zde je pro vás otázka, jaké jsou příklady akčních členů?