Pnomatik

Pnömatik Aktüatör (Hava Silindiri)

İşlem sırasını doğrusal hareket gerektiren binlerce endüstriyel uygulama vardır. Bunu başarmanın en basit ve en uygun maliyetli yollarından biri pnömatik aktüatör dür. Pnömatik aktüatörler de çok temiz çalışır çünkü işletim sıvısı, sızıntının damlamasını ve çevreyi kirletmesini önleyen bir gazdır.

Bu bölüm, bir pnömatik aktüatörün temel yapısını ve işlevini, bir akışkan güç sistemi ile ilişkisini ve pnömatik aktüatörler veya hava silindirleri için kılavuz niteliği taşımaktadır.

Temel Stiller

Pnömatik aktüatörler, basınçlı havayı döner veya doğrusal harekete dönüştürür. Pek çok pnömatik aktüatör stili vardır: diyaframlı silindirler, milsiz silindirler, teleskopik silindirler ve çubuklu silindirler.

En popüler pnömatik aktüatör tarzı, kapalı bir silindir içinde hareket eden bir piston ve çubuktan oluşur. Yine de, geniş bir uygulama yelpazesine ve kullanıcı tercihlerine uyacak çok çeşitli inşaat teknikleri ve malzemeleri vardır. Gövde malzemeleri alüminyum, çelik, paslanmaz çelik ve hatta bazı polimerler olabilir. Yapı onarılamaz veya onarılabilir olabilir. Bu aktüatör stili, çalışma prensibine bağlı olarak iki türe ayrılabilir: tek etkili ve çift etkili.

Tek etkili silindirler, pistonu istenen konuma hareket ettirmek için sıkıştırılmış havanın silindire girmesine izin veren tek bir porta sahiptir. Hava basıncı kaldırıldığında pistonu “ana” konuma döndürmek için dahili bir yay veya bazen yerçekimi kullanırlar. Tek etkili silindirler, bir nesneyi kaldırmak veya bir nesneyi başka bir nesneye bastırmak gibi yalnızca bir yönde iş yapar.

Çift etkili silindirlerin her iki ucunda bir port bulunur ve yüksek basınçlı havayı alan portu değiştirerek pistonu ileri ve geri hareket ettirir. Bu, tek etkili bir silindire göre yaklaşık iki kat daha fazla enerji kullanır, ancak bir kapının açılması ve kapatılması gibi bir yükün her iki yönde de hareket ettirilmesi gerektiğinde gereklidir.

Tipik bir uygulamada, aktüatör gövdesi bir destek çerçevesine bağlanır ve çubuğun ucu hareket ettirilecek bir makine elemanına bağlanır. Geri çekme portunu atmosfere açarken, basınçlı havayı uzatma portuna yönlendirmek için bir kontrol valfi kullanılır. Pistonun iki tarafındaki basınç farkı, piston alanı ile çarpılan basınç farkına eşit bir kuvvetle sonuçlanır.

Çubuğa bağlanan yük, ortaya çıkan kuvvetten daha azsa, piston ve çubuk makine elemanını uzatacak ve hareket ettirecektir. Uzatma portunu atmosfere açarken, valfin sıkıştırılmış havayı geri çekme portuna yönlendirecek şekilde değiştirilmesi, silindir tertibatının “ana” konuma geri çekilmesine neden olacaktır.

Pnömatik aktüatörler, bir akışkan güç sisteminin çalışma ucundadır. Bir yükü hareket ettirmenin gözle görülür çalışmasını üreten bu ünitelerin girişinde kompresörler, filtreler, basınç düzenleyiciler, yağlayıcılar, kontrol vanaları ve akış kontrolleri bulunmaktadır. Bunların tümünü birbirine bağlayan bir boru veya boru ağı (sert veya esnek) ve bağlantı parçalarıdır.

Bir sistemdeki aktüatörlerin basınç ve akış gereksinimleri, istenen performansı sağlamak için bu yukarı akış sistem bileşenlerini seçerken dikkate alınmalıdır. Küçük boyutlandırılmış yukarı akış bileşenleri, bir pnömatik aktüatörün zayıf performans göstermesine veya hatta yükünü hiç hareket ettirememesine neden olabilir.

Güç

Bir pnömatik aktüatörü çalıştırmak ve kontrol etmek için temel bir sistemi göstermektedir. Bir aktüatör seçerken, silindiri işe uygun şekilde eşleştirmek önemlidir.
Aktüatörde mevcut olan teorik kuvvet, sağlanan hava basıncı ile çarpılan piston alanıdır. Tek etkili silindirler için yay kuvveti bu değerden çıkarılmalıdır. Aktüatörün gerçek kuvveti, sistemdeki basınç kayıplarından dolayı yüzde 3-20 daha az olacaktır. Bir aktüatörü boyutlandırırken kullanılacak iyi bir kural, iş için gerekenden yaklaşık% 25 daha fazla güce sahip bir aktüatör seçmektir

Hız

Silindir kuvveti (F) bilindiğinde, delik çapı (d) olarak formülle edilir. F gerekli kuvvettir (lbs) ve P besleme basıncıdır (psi). Strok uzunluğu, aktüatör tarafından tahrik edilen makine elemanının gerekli hareketine göre belirlenir. Silindirin bir yükü hareket ettirebilme hızı, basınçlı havanın pnömatik sistemden pistona hareket ettirmek için akma hızı ile doğrudan ilişkilidir.

Akış hızı arttıkça sistem direnci (temelde borulardan ve bileşenlerden geçen havanın sürtünmesi) doğrusal olmayan bir şekilde artacağından, bunu hesaplamak genellikle biraz zor olabilir. Sonuç, beslemeden (hava kompresörü) silindire daha büyük bir basınç düşüşüdür. Basınç düşüşü, silindirdeki mevcut basınç yükü hareket ettiremeyecek kadar büyük olduğunda, silindir durur. Bir makine çalışması için hız kritik olduğunda, istenen performansı elde etmek için iki veya üç valf, boru ve silindir kombinasyonunun test edilmesini gerektirebilir. Gereksinimlerinizi nasıl anlayacağınıza dair pratik bir örneğe bakalım.

Örneğin:

Dakikada 20 döngü hızında 200 lb’lik bir yükü 12 inç hareket ettirmek istenir. Yükü hareket ettirmek için 2 ”delikli bir silindir kullanarak yaklaşık 64 psi gerekir.

% 25 eklemek, 80 psi’lik bir çalışma basıncı verir. İstenen döngü hızında ve 1/4 ”OD tüp (0.156” ID) kullanıldığında, hortumdaki basınç kayıpları ayak başına yaklaşık 1.5 psi’dir.

Görülebileceği gibi, boru çalışma toplamının (uzatma ve geri çekme hatları) 10 fitten daha az olması gerekir, aksi takdirde sürtünmeden kaynaklanan basınç kayıpları, silindirdeki mevcut basıncı 64 psi’nin altına düşürür ve silindir durur.

Ancak silindir hareket etmeyi bıraktığında, sürtünme kayıpları ortadan kalkar ve basınç 80 psi’ye kadar yükselir. Bu durum, yükü hareket ettirirken silindirin sarsıntılı hareketine neden olur.

Bu sorunun üstesinden birkaç faktör gelebilir:

  • Sürtünme kayıplarının üstesinden gelmek için sistem basıncı artırılabilir
  • Sürtünme kayıplarını azaltmak için daha büyük borular kullanılabilir
  • Akışı azaltacak farklı boyutta silindir denenebilir.

Montaj

Temel seçim kriterlerinin son kısmı, silindir montaj düzenlemesidir. Çeşitli üreticilerden temin edilebilen birçok farklı konfigürasyon vardır. Daha yaygın olanlar arasında sert burun veya kuyruk montajı, muylu montajı, arka pivot montajı ve ayak montajı bulunur. Gerekli makine hareketinin incelenmesi, genellikle hangi montaj konfigürasyonunun en iyi seçim olduğunu gösterecektir.
Temel aktüatör boyutu ve konfigürasyonu bilindiğinde, son seçim yapılırken strok sonu yastıkları, manyetik piston (konum algılama anahtarları için) veya özel contalar gibi diğer seçenekler göz önünde bulundurulmalıdır.

Yastık

Yastıklar, pistonun strok sonunda uç kapaklara çarpmasını önlemek için mükemmel bir iş çıkarır. Akış kontrol valfleri aynı zamanda çarpmayı da önleyebilir, ancak bu, yavaş bir ilerleme hızı pahasına. Yastıklar, hareketin yalnızca son yarım inçinde hareketi yavaşlatır. Tasarım daha yüksek bir döngü hızı veya hız gerektirdiğinde ve aynı zamanda yumuşak başlatma ve durdurma gerektirdiğinde yastık çok kullanışlıdır.

Manyetik Pistonlar

Manyetik pistonlar, basit manyetik yakınlık sensörlerinin bir silindire monte edilmesine izin vererek, bir kontrol sisteminin bir silindirin konumu hakkında geri bildirim almasına izin verir. Silindirlerin çoğu uzatılmış veya geri çekilmiş olduğundan, iki yakınlık anahtarı bir silindirin çalışmasını izleyebilir. Bu, bir dizi işlem gerektiren makineler için çok faydalı olabilir. Basınçlı hava sistemlerinin doğası gereği, besleme basıncı değişiklikleri, havadaki nem içeriği veya ortam sıcaklığı gibi makinenin kontrol sisteminin kontrolü dışındaki bir dizi faktöre bağlı olarak bir silindirin tam hızı biraz değişebilir. Bu nedenle, Adım 1 tamamlandıktan sonra Adım 2 ile başlayan bir kontrol dizisi çok daha sağlam bir tasarımdır.

Sıcaklık Aşırılıkları

Bir pnömatik sistemin sızdırmazlığı söz konusu olduğunda, aşırı sıcaklıklar veya aşındırıcı malzemeler gibi çevresel koşulların Viton gibi özel sızdırmazlık malzemeleri gerektirebileceğini unutmayın. Çoğu üretici bu özel contaları bir seçenek olarak sunar.

Pnömatik aktüatör ler, bir akışkan güç sisteminin çalışma ucunda olduklarından, bir yükü hareket ettirmenin görünür işini üretirken, aktüatörlerin basınç ve akış gereksinimleri de, yukarı akış bileşenlerini seçerken dikkate alınmalıdır. Küçük boyutlandırılmış yukarı akış bileşenleri, bir pnömatik aktüatörün zayıf performans göstermesine veya hatta yükünü hiç hareket ettirememesine neden olabilir.

Ayrıca Pnomatik Sistem nedir? ile ilgili makalemizide okuyabilrsiniz.

Click to comment

Leave a Reply

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Popüler Makaleler

To Top