سیلندر پنوماتیک که به آن جک پنوماتیک و سیلندر هوا نیز گفته می شود، یک محرک هست که از هوای فشرده شده روی پیستونی که درون سیلندر قرار دارد، استفاده می کند تا بار را در امتداد یک مسیر خطی حرکت دهد. به طور کلی محرک ها دستگاه های مکانیکی هستند که انرژی را به حرکت تبدیل می کنند.
درباره تفاوت سیلندر پنوماتیکی با هیدرولیکی میتوان به این موضوع اشاره کرد که جک های پنوماتیکی عملکرد مشابه ای با دستگاهای هیدرولیکی دارند اما در سیلندرهای پنوماتیک از هوا و در هیدرولیکی از مایع برای انجام فرایند اینکار استفاده می شود. در واقع می توان گفت به دلیل دسترسی آسان تر هوا و کثیف نشدن اطراف بر اثر نشت، محوبیت این نوع سیلندر بیشتر است.
سیلندر پنوماتیک چیست؟
سیلندر پنوماتیک وسیله ای مکانیکی است که هوای فشرده را به حرکت خطی تبدیل می کند. این به طور گسترده ای در صنایع و برنامه های مختلف استفاده می شود که در آن حرکت خطی کنترل شده و تکراری مورد نیاز است. سیلندرهای پنوماتیک معمولاً در سیستم‌های اتوماسیون، فرآیندهای تولید، روباتیک و بسیاری از مناطق دیگر استفاده می‌شوند.
- اصل اساسی در پشت سیلندر پنوماتیک تبدیل انرژی پتانسیل ذخیره شده در هوای فشرده به انرژی جنبشی است که منجر به حرکت یک پیستون یا میله می شود. سیلندر معمولاً از یک لوله استوانه ای، یک پیستون و اجزای مختلفی مانند مهر و موم، درپوش انتهایی و پورت ها تشکیل شده است.
- وظیفه اصلی سیلندر پنوماتیک فراهم کردن محفظه برای سایر اجزای داخلی است. معمولاً از موادی مانند آلومینیوم، فولاد ضد زنگ یا مواد کامپوزیتی ساخته می شود که بر اساس عواملی مانند استحکام، وزن و شرایط محیطی انتخاب می شود. این لوله با ماشینکاری دقیق انجام می شود تا حرکت صاف و حداقل اصطکاک را تضمین کند.
- پیستون یک جزء استوانه ای است که در داخل لوله به جلو و عقب حرکت می کند. معمولاً با استفاده از حلقه های O یا سایر مکانیسم های آب بندی برای جلوگیری از نشت هوا به دیواره های لوله آب بندی می شود. پیستون سیلندر را به دو محفظه تقسیم می کند: سمت میله و سمت درپوش. هوای فشرده از طریق پورت هایی در درپوش های انتهایی به داخل این محفظه ها هدایت می شود.
- هنگامی که هوای فشرده به سمت درپوش سیلندر وارد می شود، پیستون را به سمت سمت میله هل می دهد و باعث می شود که میله کشیده شود. برعکس، وارد کردن هوای فشرده به سمت میله، روند را معکوس می کند و میله را جمع می کند. این حرکت متقابل به سیلندر پنوماتیک اجازه می دهد تا کارهایی مانند هل دادن، کشیدن، بلند کردن و بستن را انجام دهد.
عملکرد سیلندر پنوماتیک
همان طور که گفته شد وظیفه سیلندر پنوماتیکی فشره سازی هوا است. که از طریق جابجایی پیستون های موجود در سیلندر هوا حرکت خطی مورد نظر را انجام می دهند. این سیلندر ها نیروی لازم برای حرکت و جابجایی را از طریق تبدیل انرژی پتانسیلی که از طریق فشرده کردن هوا به دست می آید به انرژی جنبشی فراهم می کنند.
در این محرک ها از پیستون هایی استفاده می شود که نقش فشرده سازی هوا را ایفا می کنند. هنگامی که فشاری که به سیال وارد می شود از فشار اتمسفر بالاتر باشد، پیستون جابجا می شود. البته به دلیل تمیل سیلندر برای رسیدن به فشار اتمسفر، پدیده انبساط هوا رخ می دهد. این چرخه به همین شکل ادامه می یابد و نیروی مورد نیاز را در دستگاه ایجاد می کند.
انواع سیلندر پنوماتیک بر اساس عملکرد
در زیر به انواع سیلندر پنوماتیک بر اساس عملکرد آنها اشاره کرده و هر یک را به اختصار توضیح می‌دهیم:
سیلندر تک عملکردی
این نوع سیلندر هوا از یک ورودی هوا تشکیل شده است. عملکرد آن بدین صورت است که هوای فشرده از یک طرف وارد پیستون می شود. و تنها در یک جهت قابلیت تولید دارد. حرکت برگشتی آن نیز از طریق فنر داخلی یا یک نیروی خارجی انجام می شود که این فنر با حداکثر سرعتی که دارد طراحی شده است.
سیلندر دو عملکردی
در این نوع، از دو انتها برای ورود و خروج هوا استفاده می شود. سیلندر دو عملکردی می تواند دز دو سمت جابجا شود. به همین علت کارایی این نوع نسبت به نوع تک عملکردی بیشتر است. یکی دیگر از تفاوت های سیلندر دو طرفه با نوع یک طرف در این است که این نوع فنری برای بازگشت ندارد و از دو دهانه خود برای ورودی و تخلیه هوا استفاده می کند.
رایج ترین نوع سیلندر ها بر اساس عملکرد، تک و دو عملکردی هستند اما سیلندر های دیگری نیز وجود دارد مانند:
سیلندر دوار
این سیلندر هنگامی که قصد حرکت چرخشی داشته باشیم استفاده می شود. یکی از پرکاربرد ترین انواع سیلندر پنوماتیک محسوب می شود. از مزیای مهم سیلندر دورانی می توان به این اشاره کرد که به سبب ابعاد کوچیکی که دارد، برای نصب گشتاورهای زیاد در هر جهتی مناسب است زاویه این مدل را می توان با کمک سیستم های مکانیکی تنظیم کرد. برای خم کردن لوله یا میلگرد نیز از سیلندر چرخشی استفاده می کنند.
سیلندر رادلس
این نوع نیرو مورد نیاز را با کمک اتصالات مکانیکی یا مغناطیسی ایجاد می کند. کاربرد سیلندر رادلس بیشتر در صنایع بسته بندی، دارویی و غذایی است. یکی از نکاتی که برای نگهداری این نوع سیلندر باید به آن توجه کرد این است که باید مرتب توسط واحد مراقبت روغن کاری شود. اگر اینکار صورت نگیرد قطعات داخلی آن شروع به فرسایش می کنند.
انواع سیلندر پنوماتیک
هر کدام از انواع سیلندر ها برای کارایی مختلفی طراحی شده اند که طبق این کارایی باید به انتخاب آن ها پرداخت.
- دیافراگمی
- بدون میله
- تلسکوپی
- میله ای
می توان از ترکیب پیستون و میله نیز استفاده کرد که یکی از رایج ترین انواع جک پنوماتیک است.
قیمت سیلندر پنوماتیک
به طوری کلی می توان گفت قیمت ابزار پنوماتیکی گران هستند. اما اگر در ساخت سیلندر ها از جنس مرغوب استفاده شود عمربالایی دارند و قیمت بالای آن را خنثی می کند. نمونه های مختلفی از جک پنوماتیکی در بازار عرضه شده است. هر کدام از آن ها با توجه به ویژگی خاص خود از قیمت متفاوتی برخوردار هستند. عواملی مانند تحمل و میزان فشار مورد نیاز جک، جنس و نوع آن باعث این اختلاف قیمت می شوند.
نصب سیلندر پنوماتیک چگونه انجام می شود؟
در نصب جک پنوماتیک باید به ویژگی های سیال مورد نظر دقت شود. به طور کلی می توان گفت این ابزار نصب راحتی دارد و تنها کافی است لوله ها را به خروجی و ورودی دستگاه متصل کرد.
چه مواردی بر فعالیت سیلندر پنوماتیک تاثیر می گذارد ؟
عوامل زیادی هستند که فعالیت سیلندر را تحت شعاع قرار می دهند از جمله: آلودگی ها، نشت و سایش و خوردگی که بر فشار و جریان هوا موجود در جک تاثیر می گذارند.
برای انتخاب صحیح تر سیلندر پنوماتیک باید به کارایی هر کدام از مدل های آن توجه کرد. هم چنین باید به قطر و نیروی سیلندر ها نیز توجه داشت.
سیلندر پنوماتیک، غولی قوی پیکر در جمع سیلندرها!
به طور خلاصه، سیلندرهای پنوماتیکی وسایل مکانیکی هستند که هوای فشرده را به حرکت خطی تبدیل می کنند. آنها به طور گسترده در اتوماسیون، تولید، روباتیک و کاربردهای مختلف دیگر استفاده می شوند. سیلندرهای پنوماتیک حرکت کنترل شده و تکراری را ارائه می دهند و کارهایی مانند هل دادن، کشیدن، بلند کردن و بستن را امکان پذیر می کنند.
- این سیلندرها از یک لوله، یک پیستون و اجزای دیگر مانند مهر و موم و درپوش انتهایی تشکیل شده است. هوای فشرده به داخل محفظه های مختلف سیلندر هدایت می شود تا پیستون را به حرکت درآورد و حرکت خطی ایجاد کند. دریچه های کنترل جهت جریان هوا را تنظیم می کنند و جهت حرکت را تعیین می کنند.
- سیلندرهای پنوماتیک انواع مختلفی دارند، از جمله سیلندرهای تک اثره، دو اثره و تلسکوپی. آنها معمولاً از موادی مانند آلومینیوم، فولاد ضد زنگ یا کامپوزیت ها ساخته می شوند که به دلیل استحکام، وزن و مناسب بودن محیطی انتخاب می شوند.
- از مزایای سیلندرهای پنوماتیک می توان به سادگی، طراحی سبک وزن، مقرون به صرفه بودن و زمان پاسخگویی سریع اشاره کرد. آنها برای استفاده در محیط های خطرناک ایمن در نظر گرفته می شوند زیرا گرما یا جرقه تولید نمی کنند. با این حال، آنها دارای محدودیت هایی هستند، مانند دقت کمتر در مقایسه با سایر سیستم ها و نیاز به منبع هوای فشرده.
- تعمیر و نگهداری منظم برای اطمینان از عملکرد بهینه و طول عمر سیلندرهای پنوماتیک مهم است. این شامل بررسی نشت هوا، بازرسی مهر و موم، روغن کاری قطعات متحرک و تراز کردن صحیح اجزا می باشد.
- به طور کلی، سیلندرهای پنوماتیک اجزایی همه کاره، قابل اعتماد و پرکاربرد در صنایع مختلف هستند. آنها یک راه حل کارآمد برای دستیابی به حرکت خطی کنترل شده در طیف گسترده ای از کاربردها ارائه می دهند.
پرسش و پاسخ متداول در مورد سیلندر پنوماتیک
در زیر به متداول ترین پرسش و پاسخ‌ها در مورد سیلندر پنوماتیک اشاره می‌کنیم:
هدف از سیلندر پنوماتیک چیست؟
یک سیلندر پنوماتیک برای تبدیل هوای فشرده به حرکت خطی استفاده می شود. حرکت کنترل شده و تکراری را برای کارهایی مانند هل دادن، کشیدن، بلند کردن و بستن در صنایع و کاربردهای مختلف فراهم می کند.
سیلندر پنوماتیک چگونه کار می کند؟
هنگامی که هوای فشرده به یک طرف سیلندر هدایت می شود، پیستون یا میله را فشار می دهد و باعث حرکت خطی می شود. سیلندر دارای دو محفظه سمت میله و سمت درپوش است و جهت حرکت بستگی به این دارد که هوا از کدام طرف تامین شود.
انواع اصلی سیلندرهای پنوماتیک کدامند؟
انواع اصلی سیلندرهای پنوماتیک شامل سیلندرهای تک اثره، سیلندرهای دو اثره و سیلندرهای تلسکوپی می باشد. سیلندرهای تک اثر نیرو در یک جهت اعمال می کنند و برای بازگشت به موقعیت شروع به نیروی خارجی متکی هستند، در حالی که سیلندرهای دو اثره از هوای فشرده هم برای امتداد و هم برای پس کشیدن استفاده می کنند. سیلندرهای تلسکوپی از لوله های تو در تو تشکیل شده اند که می توانند در مراحلی کشیده و جمع شوند.
در سیلندرهای پنوماتیک از چه موادی استفاده می شود؟
سیلندرهای پنوماتیک معمولاً از موادی مانند آلومینیوم، فولاد ضد زنگ یا مواد کامپوزیت ساخته می شوند. انتخاب ماده به عواملی مانند نیاز به استحکام، محدودیت وزن و شرایط محیطی بستگی دارد.
سیلندرهای پنوماتیک چگونه کنترل می شوند؟
سیلندرهای پنوماتیک از طریق دریچه هایی کنترل می شوند که جریان هوای فشرده را تنظیم می کنند. شیرهای کنترل جهت جهت حرکت را با هدایت جریان هوا به سمت مناسب سیلندر تعیین می کنند. سوپاپ ها را می توان با استفاده از کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی (PLC) یا سایر سیستم های کنترل به صورت دستی، کنترل الکتریکی یا خودکار کرد.
مزایای استفاده از سیلندرهای پنوماتیک چیست؟
سیلندرهای پنوماتیک چندین مزیت از جمله سادگی طراحی، ساخت سبک وزن و مقرون به صرفه بودن را دارند. آنها دارای زمان پاسخ سریع هستند که امکان موقعیت یابی سریع و دقیق را فراهم می کند. سیستم های پنوماتیکی نیز برای استفاده ایمن در نظر گرفته می شوند زیرا گرما یا جرقه تولید نمی کنند و برای محیط های خطرناک مناسب هستند.
آیا محدودیتی برای سیلندرهای پنوماتیکی وجود دارد؟
سیلندرهای پنوماتیک محدودیت هایی دارند. تراکم پذیری هوا می تواند در مقایسه با سیستم های هیدرولیک یا الکتریکی باعث دقت کمتری شود. آنها ممکن است برای کاربردهایی که نیاز به نیروهای بسیار زیاد یا کنترل دقیق حرکات کوچک دارند مناسب نباشند. سیستم های پنوماتیک همچنین به منبع هوای فشرده نیاز دارند که به زیرساخت ها و نیازهای تعمیر و نگهداری می افزاید.
چه تعمیراتی برای سیلندرهای پنوماتیکی مورد نیاز است؟
تعمیر و نگهداری منظم سیلندرهای پنوماتیک شامل بررسی نشت هوا، بازرسی مهر و موم و حلقه های O، روغن کاری قطعات متحرک و اطمینان از تراز مناسب است. پیروی از دستورالعمل‌های سازنده و برنامه‌ریزی نگهداری معمول برای اطمینان از عملکرد بهینه و طول عمر سیلندرها بسیار مهم است.
آیا می توان از سیلندرهای پنوماتیک در محیط های سخت استفاده کرد؟
سیلندرهای پنوماتیک را می توان در طیف وسیعی از محیط ها از جمله شرایط سخت استفاده کرد. انتخاب مواد، مهر و موم ها و پوشش ها را می توان برای مقاومت در برابر عوامل محیطی خاص مانند دماهای شدید، مواد خورنده یا سطوح بالای گرد و غبار یا رطوبت سفارشی کرد.
طول عمر سیلندر پنوماتیک چقدر است؟
طول عمر یک سیلندر پنوماتیک بسته به عواملی مانند کیفیت قطعات، شرایط عملیاتی و شیوه های نگهداری می تواند متفاوت باشد. با مراقبت و نگهداری مناسب، سیلندرهای پنوماتیکی می توانند عمر طولانی داشته باشند که معمولاً از چندین سال تا چند دهه متغیر است.
