Pneumatski aktuator: konstrukcija, rad i njegova primjena

Općenito, ventil ne može sam kontrolirati proces, pa im je potreban operater da ih postavi za kontrolu procesne varijable. Za upravljanje ventilima na daljinu i automatsko pomicanje potreban je poseban uređaj poput aktuatora. Aktuator je jedna vrsta uređaja koji se koristi za pokretanje ili pokretanje nečega. Pokretači dostupni su u tri vrste koje su definirane svojim izvorom energije i koriste se u industrijama poput električne, hidraulične i pneumatske. Dakle, ovaj članak govori o pregledu pneumatski pokretač – rad i njihova primjena.

Što je pneumatski aktuator?

Definicija pneumatskog aktuatora je; tip aktuatora koji se koristi za promjenu energije koja je u obliku komprimiranog zraka u gibanje. Postoje različiti proizvođači koji nude različite oblike pneumatskih aktuatora gdje neki aktuatori pretvaraju energiju komprimiranog zraka u linearno gibanje, a neki aktuatori mijenjaju u rotacijsko gibanje. Ovi aktuatori imaju različite nazive u industriji kao što su zračni cilindri, zračni aktuatori i pneumatski cilindri.

Kako radi pneumatski aktuator?

Pneumatski aktuator uglavnom ovisi o nekom obliku stlačenog plina poput komprimiranog zraka koji ulazi u komoru radi povećanja tlaka. Jednom kada ovaj zrak izgradi dovoljan tlak u usporedbi s vanjskim atmosferskim tlakom, tada to rezultira kontroliranim kinetičkim kretanjem uređaja poput zupčanika ili klipa. Dakle, ovo rezultirajuće kretanje usmjereno je ili kružno ili pravocrtno. Ovi aktuatori su jedan od najčešće korištenih mehaničkih uređaja u širokom rasponu trenutnih industrija kada se stlačeni plin pretvara u energiju izuzetno kontrolirano, ponovljivo i pouzdano.

Konstrukcija i rad pneumatskog aktuatora

Pneumatski aktuator konstruiran je korištenjem različitih komponenti poput opruge, kompresora, spremnika, dijafragme i ventila. Sljedeći dijagram prikazuje konstrukciju pneumatskog aktuatora. Za pogon ovog sustava, energija tekućine se mijenja u mehaničku. U ovom sustavu, svježi zrak se komprimira kroz kompresor i taj se zrak jednostavno sprema u spremnik za pohranu.

Ovdje se koristi ventil za regulaciju protoka za kontrolu smjera zraka i njegove brzine protoka. Opružna jedinica u ovom aktuatoru upravlja protokom zraka s jednog mjesta na drugo i daje povratni hod prema klipu.
Isprva će kontrolni ventil ostati otvoren, a dijafragma se povlači prema gore pomoću opruge u slučaju potrebe za dovodom zraka. Zatim se zrak izvlači iz atmosfere, filtrira ga filtar i šalje u kompresor. Sada će kompresor komprimirati zrak i povećati razinu tlaka.

Ovdje moramo primijetiti da, kada se razina tlaka zraka poveća, tada se povećava i temperatura zraka. Stoga se hladnjaci zraka koriste za održavanje temperature u skromnom rasponu. Nakon toga se zrak pod tlakom jednostavno pohranjuje u spremnik za pohranu kako bi se razina tlaka mogla održavati. Osim toga, ovaj zrak pod tlakom unutar sustava primjenjuje energiju na dijafragmu pneumatskog aktuatora. Nakon što sila nadvlada silu opruge zbog zraka pod pritiskom, tada ona drži dijafragmu na vrhu kako bi izazvala pomicanje dijafragme prema dolje kako bi zatvorila kontrolni ventil.

Kada se tlak dovoda zraka poveća, dijafragma se neprekidno pomiče u smjeru prema dolje i to potpuno zatvara kontrolni ventil u određenoj točki. Slično, jednom kada se tlak dovoda zraka smanji, tada primijenjena sila na dijafragmu od strane opruge nadvladava silu zbog dovedene sile. To može uzrokovati kretanje dijafragme u smjeru prema gore da bi se otvorio kontrolni ventil.

Ovdje se također napominje da položaj regulacijskog ventila uglavnom ovisi o tlaku zraka. Kao rezultat toga, otvaranje i zatvaranje kontrolnog ventila povezano je s kretanjem dijafragme s pritiskom zraka.

Znamo da su nakon kontrolera, aktuatori tu da daju upravljački signal za željenu akciju koja se treba izvršiti. Dakle, tlak zraka će se promijeniti na temelju dobivenog upravljačkog signala i to istovremeno mijenja položaj upravljačkog ventila. Na taj način ovaj aktuator radi prema primljenom upravljačkom signalu i pokreće proces.

Vrste pneumatskih aktuatora

Postoje različite vrste pneumatskih pokretača poput klipova, rotirajućih lopatica i opruga ili dijafragmi.

Klipni pneumatski aktuator

Ova vrsta pneumatskog aktuatora koristi klip unutar cilindra. Kretanje klipa može biti uzrokovano jednostavnom primjenom manje ili više snage na jednu stranu klipa.

Klipni pneumatski aktuator s jednostrukim djelovanjem koristi oprugu na jednoj strani i mijenja silu na drugu stranu, dok klipni pneumatski aktuator s dvostrukim djelovanjem ima tlak zraka koji se primjenjuje na obje strane klipa. Linearno gibanje klipa može se izravno koristiti za pokretanje linearnog gibanja, inače se može promijeniti u rotacijsko gibanje pomoću zupčanika i zupčanika ili srodnog mehaničkog sklopa. Ovi se aktuatori jednostavno prepoznaju po promjeru cilindra i duljini hoda. Pneumatski aktuator s velikim cilindrom može ispoljiti veću silu.

Pneumatski aktuator s rotirajućim lopaticama

Pneumatski aktuator tipa rotirajućih lopatica jednostavno radi kao klipni pneumatski aktuator s dvije komore pod tlakom. Kućište ovog aktuatora je oblikovano kao klin za tortu, a ne kao cilindar. Lopatica koja uključuje izlaznu osovinu jednostavno dijeli dvije komore pod tlakom. Promjena stupnja razlike preko lopatice pomiče izlaznu osovinu u skladu s njezinim 90 stupnjeva kretanja.

Pneumatski aktuator s oprugom/membranom

Ova vrsta pneumatskog aktuatora treba komprimirani zrak da gurne dijafragmu na ploču na kojoj se nalazi opruga. Kad se tlak smanji, opruga će povući dijafragmu. Dakle, promjenom sile može se postići položaj. Ova vrsta aktuatora može se otvoriti/zatvoriti bez greške nakon što opruga izgubi zračnu silu koja vraća aktuator u položaj prekida.

Prednosti i nedostatci

The prednosti pneumatskog aktuatora s uključuju sljedeće.

• Pneumatski aktuatori isporučuju veliku snagu i velike brzine kretanja nakon što se koriste u aplikacijama koje se temelje na kontroli linearnog kretanja.
• Ovi aktuatori imaju visoku izdržljivost.
• Imaju visoku pouzdanost.
• Ovo su preferirani uređaji kod kojih je higijena ključna u primjenama.
• Isplativo.
• Vrlo ih je jednostavno održavati i instalirati
• Iznimno su izdržljivi i mogu smanjiti troškove potrebne za održavanje njihove učinkovitosti.
• Ovi aktuatori imaju širok raspon temperature koji se kreće od 0 – 200 °C.
• Otporne su na eksploziju i vatru.
• Pneumatski aktuatori imaju manju težinu.

The nedostaci pneumatskih aktuatora uključuju sljedeće.

• O/p snaga ovog aktuatora je manja od hidrauličkog aktuatora.
• Unutarnji dijelovi stroja nisu podmazani zbog korištenja zraka kao tekućine.
• Točnost izlaza je prilično manja unutar operacija koje se temelje na malim brzinama.
• Ovi aktuatori rade vrlo učinkovito kada se koriste za posebne primjene.
• Oni se ne izvode dobro pri manjoj brzini.
• Komprimirani zrak treba dobro pripremiti
• Zrak može biti onečišćen mazivom ili uljem što smanjuje njegovo održavanje.

Prijave

The primjene pneumatskih aktuatora uključuju sljedeće.

• Pneumatski aktuatori primjenjivi su u širokom rasponu primjena kao što su različita industrijska područja, a neka od područja primjene ovih aktuatora su;
• Zračni kompresori.
• Zrakoplovstvo.
• Primjena na željeznici.
• Strojevi za pakiranje i proizvodnju.
• Zapaljivi automobilski motori.
• Ovi se aktuatori obično koriste u klipovima i komorama za paljenje vozila na benzinski pogon. Stoga koriste zračno paljenje i benzin za stvaranje energije pod pritiskom koja na kraju pokreće klip i mijenja energiju u radilicu automobila. No, ovi aktuatori uglavnom ovise o plinu pod tlakom bez paljenja za stvaranje željene mehaničke sile.
• Ove vrste pokretača potrebne su za strojeve za pakiranje i proizvodnju, zračne kompresore, poštanske cijevi i također transportne uređaje poput zrakoplova i željeznice.

Kako se pneumatika koristi u robotici?

Općenito, pneumatika koristi plin pod tlakom za upravljanje fizičkim sustavima. Oni se široko koriste na robotima sa komprimiranim zrakom za proizvodnju mehaničkog gibanja.

Što je pneumatska robotska ruka?

Pneumatska robotska ruka radi kao ljudska ruka i uključuje dvije ruke, naime; nadlaktica i podlaktica. Nadlaktica je trajna sa zglobnom potporom za rotirajuću bazu i aktivira se pneumatskim cilindrom, dok je podlaktica pričvršćena za nadlakticu pomoću šarki. Stoga robotska ruka radi poput ljudske ruke koristeći pneumatski cilindar.

Dakle, ovo je pregled pneumatskog aktuatora – rad s aplikacijama. Ovi aktuatori su učinkoviti, vrlo pouzdani i sigurni izvori upravljanja kretanjem koji koriste plin ili zrak pod pritiskom za pretvaranje energije u linearno ili rotacijsko gibanje. Oni su posebno prikladni za često otvaranje i zatvaranje ventila, a također se koriste u drugim industrijskim aplikacijama gdje god korištenje električne energije može uzrokovati paljenje ili opasnost od požara. Evo pitanja za vas, koji su primjeri aktuatora?