عملگر پنوماتیکی

دسته ای از عملگر ها هستند که از هوای فشرده جهت تولید حرکت چرخشی و یا خطی استفاده می‌کنند. عملگر های پنوماتیکی محرک های بسیار مطمئن، کارآمد و ایمن هستند و از جمله محبوب ‌ترین دستگاه ‌های سیستم ‌های ابزار دقیق به شمار می ‌آیند. عملگر های پنوماتیک برای صنعت ‌های مختلف ضروری هستند، به ویژه برای استفاده در سیستم‌ هایی که در آن ‌ها عملیات باز و بسته شدن شیر ها انجام می شود. آن‌ها همچنین در مواردی که خطر آتش سوزی یا احتراق وجود دارد و نیز در کاربردهای صنعتی ضروری به حساب می‌آیند.

یک عملگر پنوماتیک، متشکل از یک پیستون، سیلندر و دریچه‌ها یا پورت‌ها می‌باشد و می‌تواند انرژی را به حرکت‌های چرخشی یا خطی تبدیل کند و نوع حرکت در ساختار آن ها تاثیر گذار است. محرک‌های خطی برای نصب بر روی شیرهای کنترل زاویه‌ای، برای کاربردهایی با درجه حرارت بالا و بخار مناسب هستند، در حالی که محرک‌های دوار پنوماتیک برای نصب سوپاپ‌های ربعگرد ( quarter-turn ) مناسب هستند.

عملگرهای پنوماتیکی متکی به وجود نوعی گاز تحت فشار یا هوای فشرده شده داخل محفظه سیلندر هستند. هنگامی که هوای فشرده در مقایسه با فشار اتمسفر خارج از محفظه از سطح فشار مورد نیاز فراتر رفت، یک حرکت جنبشی کنترل شده از یک پیستون یا دنده ایجاد می کند که می تواند به صورت یک حرکت مکانیکی خطی یا چرخشی هدایت شود.

عملگرهای پنوماتیکی از ایمنی و قابلیت اطمینان بالایی برخوردارند. آن ها بدون نیاز به برق یا احتراق می‌توانند سیگنال‌های دریافتی را به حرکت‌های مکانیکی مورد نظر تبدیل کنند و در فرایندهای صنعتی که شرایط جرقه یا احتراق نباید باشد به شدت مورد استفاده قرار می‌گیرند و خطر آتش سوزی ندارند. همچنین آن‌ها دستگاه‌های نسبتا ساده‌ای هستند که دارای مقاومت بالایی نیز می‌باشند و نگهداری آسانی دارند و در صورت استفاده صحیح از عمر عملیاتی بالایی برخوردار هستند.

• سیلندرهای دیافراگمی (diaphragm cylinders)
• سیلندرهای بدون میله (rodless cylinders)
• سیلندرهای تلسکوپی (telescoping cylinders)
• سیلندرهای میله ای (through-rod cylinders)

همچنین عمل کننده پنوماتیکی را میتوان به دو دسته خطی و چرخشی دسته‌بندی نمود:

عملگر خطی پنوماتیک

• سیلندرهای یک طرفه

در سیلندرهای یک طرفه، هوای فشرده فقط در یک سطح پیستون وارد می‌شود و هوای سطح دیگر پیستون به اتمسفر باز است . این نوع سیلندر فقط در یک جهت می‌تواند کار تولید کند و حرکت برگشت این نوع سیلندر توسط فنر داخلی و یا توسط نیروی خارجی تامین می‌گردد. نیروی فنر داخل سیلندر، براساس بازگشت پیستون با حداکثر سرعت در شرایط بدون بارگذاری، طراحی شده است.

انواع مختلفی از سیلندرهای یک طرفه وجود دارد که نمونه هایی از آنها عبارتند از :

• • • سیلندر دیافراگمی
    • سیلندر دیافراگمی غلطکی

• سیلندرهای دو طرفه

اساس ساختمان یک سیلندر دو طرفه شبیه سیلندر یک طرفه می‌باشد ولی در سیلندر دو طرفه فنری برای برگشت وجود ندارد. در این سیلندر دو دهانه (سوپاپ)، که به تناوب بعنوان دهانه‌های ورودی و تخلیه هوا مورد استفاده قرار می‌گیرند، وجود دارد. سیلندرهای دو طرفه دارای این مزیت می‌باشند که می‌توانند در دو جهت کار انجام دهند و بنابراین امکانات نصب این نوع سیلندر رایج‌تر است. نیرویی که توسط میله پیستون در کورس رفت انتقال داده می‌شود، از نیرویی که در کورس برگشت انتقال داده می‌شود، بزرگتر است چرا که سطح مقطع موثر پیستون درکورس برگشت کوچکتر از سطح مقطع پیستون درکورس رفت است.

• موتور پنوماتیکی

وسایلی که انرژی پنوماتیکی را به حرکت دورانی مکانیکی با امکان حرکت مداوم تبدیل می کنند بعنوان موتورهای پنوماتیکی شناخته می شوند. موتور پنوماتیکی که زاویه چرخش نامحدود دارند، از پرکاربردترین تجهیزات مورد استفاده در پنوماتیک می باشند. موتورهای پنوماتیکی برحسب نوع طراحی‌شان به گروه‌های زیر تقسیم بندی می‌شوند.

• • • موتورهای پیستونی
    • موتورهای پره‌ای
    • موتورهای چرخ دنده‌ای
    • موتورهای توربینی (برای جریان بالا)

• عمل کننده دورانی

بوسیله یک عمل کننده دورانی، نیرو مستقیماً برای راندن میله مرتبط با تیغه انتقال داده می‌شود .تغییر مکان زاویه دوران بطور نامحدودی از 0 تا تقریبا°180 قابل تنظیم است .در این سیلندر گشتاور پیچشی نباید از 10 نیوتن متر تجاوز نماید.

• سیلندرهای دورانی

میله پیستون این نوع سیلندر دارای پروفیل دندانه ای است .میله پیستون بر روی یک چرخ د نده حرکت کرده و حرکت خطی به حرکت دورانی تبدیل می‌شود .حوزه حرکت دورانی این سیلندر متفاوت است و گشتاور حاصل در این سیلندر به فشار هوا، سطح پیستون و نسبت تبدیل چرخ دنده بستگی دارد و تقریباً مقادیری تا 150نیوتن متر امکان پذیر خواهد بود.

عملگر های پنوماتیکی در انتهای سیستم قدرت سیال قرار دارند. در بالادست این واحد، کمپرسورها، فیلترها تنظیم کننده‌های فشار و روان کننده‌ها و شیر‌های کنترل و کنترل جریان وجود دارند. اتصال همه این‌ها به یکدیگر توسط شبکه ای از لوله کشی یا اتصالات لوله ای انجام می‌شود. برای اطمینان از عملکرد مطلوب، هنگام انتخاب این اجزای بالادست سیستم، فشار و جریان مورد نیاز محرک‌های سیستم باید در نظر گرفته شود.

• مته کاری
• تراشکاری
• فرزکاری
• اره کاری
• پرداخت‌کاری
• فرم دهی و شکل دهی
• کنترل کیفیت

• فشار کاری عملگر
• گشتاور کاری
• نحوه عملکرد
• محدوده تغییرات دمایی
• سرعت کاری (دور موتور)
• ابعاد و وزن دستگاه
• قطر و اندازه پیستون
• توان خروجی
• نحوه نصب