پنوماتیک چیست؟

پنوماتیک به فرانسوی Pneumatique یا نیوماتیک یا نیومَتِکس به انگلیسی Pneumatics برگرفته از واژهٔ پنیوما به یونانی πνεῦμα به‌معنی نَفَس یا هوا، نوعی فناوری است که به مطالعه و به‌کارگیری گازهای فشرده برای ایجاد نیروی مکانیکی می‌پردازد.

انتقال انرژی در صنعت یک بخش مهم در فرآیند های تولیدی است، و این انتقال می تواند با روش های متفاوتی انجام شود. سه روش مرسوم برای انتقال انرژی عبارتند از: انتقال مکانیکی، انتقال الکتریکی و انتقال توسط سیال جاری تحت فشار.

برای انتقال انرژی به روش مکانیکی از قطعاتی مانند چرخ دنده، پولی، زنجیر و غیره استفاده می شود. این روش برای انتقال قدرت در مسافت های کوتاه مناسب است. در انتقال انرژی به روش الکتریکی از انرژی الکتریکی جریان یافته در سیم ها و کابل ها استفاده می شود که مهم ترین مزیت این روش انتقال سریع در مسافت های طولانی است.

علم پنوماتیک شاخه ای از رشته مکانیک سیالات است که کاربرد زیادی در صنایع دارد پنوماتیک یعنی استفاده از هوای فشرده . این علم در دهه شصت میلادی گسترش چشم گیری در صنایع پیدا کرد که هم اکنون هم از جایگاه ویژه ای برخوردار است ودر اکثر صنایع مانند نفت وگاز وپتروشیمی – صناایع هوایی – صنایع فولاد کاغذسازی صنایع چوب و کارخانه قند و غیره کاربرد داشته ودارد .بسیاری از فرآیند های صنایع طراحی اولیه شان بر اساس پنوماتیک بوده و سیستم های کنترلی آنها پنوماتیکی بود که با گسترش و پیشرفت هیدرولیک و علم الکترونیک و کاربرد روز افزون آنها در صنعت سیستم های کنترل به سیستم های مدرن و پیشرفته فعلی ارتقا پیدا کردند .

در حالیکه طراحی با استفاده از پنوماتیک ساده است، تکنیک هایی وجود دارند که کمک می کند بتوانیم حتی سیستم بهتر و کارآمدتری بسازیم. خیلی مهم است که نشتی ها را حذف کنید. هر نشانه ای از نشتی هوای فشرده بایستی به سرعت پیگیری شود. هر چقدر طول لوله های سیستم کوتاه تر باشد مقدار هوایی که سیستم باید فشرده کند و همچنین تلفات در هر سیکل کاهش می یابد. که به نوبه خود هزینه هوای مصرفی را نیز کاهش می دهد. یک شیر که مستقیما بر روی یک سیلندر متصل شده است یک مثال واضح است که یک سیستم پنی.ماتیکی با پاسخ سریع را تشکیل می دهد.

هنگامی انتخاب اجزای پنوماتیک، مطمئن شوید که آنها بزرگتر از سایز (oversize) نباشند. این مورد شامل سیلندرها، شیرها، شیلنگها و لوله ها می شود.ابزارهای آنلاین محاسبه اجزای پنوماتیک وجود دارند که به این امر کمک می کنند. اساسا، مقدار نیرویی که بایستی کار را انجام دهد مشخص می کنند، سپس بر همین اساس قطر داخلی سیلندر را با توجه به فشار هوای در دسترس محاسبه می کنند. وقتی فشار را داریم و قطر سیلندر نیز مشخص شد. سپس اندازه شیر هوا بر حسب فوت مکعب بر دقیقه (CFM) محاسبه می شود. با استفاده از فشار، قطر سیلندر، طول کورس و زمان برای یک کورس محاسبه می شود.

در حالیکه سیلندر در حال کار است برای مثال در حین گرفتن یا فشردن، یک فشار طراحی مناسب ۶۰ PSI تا ۸۰ PSI متداول است. با این وجود، جمع کردن گیره در فشار پایین تر انرژی کمتری مصرف می کند. اما این را در هنگام برگشت پرس یا بازگشت به موقعیت اولیه میتوان به کار گرفت.

اسلایدر محصولات

مزایای سیستم پنوماتیک

از جمله مزایای سیستم پنوماتیک نسبت به سایر سیستم ها، می توان به موارد زیر اشاره کرد:

استفاده از هوا: هوا به مقدار زیاد در اطراف ما وجود دارد و به میزانی که لازم داریم می توانیم از آن استفاده کنیم و ذخیره کردن آن هم آسان است. هم چنین هوا را می توان به فاصله های دور نیز منتقل کرد. بعد از استفاده از هوای فشرده، با خیال راحت می توان آن را در هوا تخلیه کرد.

عمر طولانی: قطعات پنوماتیک عمر طولانی داشته و به راحتی خراب نمی شوند.

طراحی ساده: طراحی سیستم های پنوماتیک بسیار ساده است و می توان از آن ها به راحتی در سیستم های کنترل استفاده کرد.

سازگار با محیط: هوای فشرده تمیز است، در مقابل گرد و غبار و ذرات دیگر مقاومت تر بوده و آسیبی به محیط زیست نمی زند. هم چنین باعث ایجاد آلودگی نمی شود.

کارایی ایمن: در مقایسه با سایر سیستم ها، کار کردن با هوا ایمن تر است و انفجار و آتش سوزی رخ نمی دهد. قطعاتی پنوماتیکی نیز در فشار کاری بالا دچار آتش سوزی نمی شوند.
اقتصادی بودن: هوای فشرده ارزان است؛ در نتیجه سیستم پنوماتیک نیز ارزان می باشد.
از طرف دیگر قطعات پنوماتیک عمر طولانی دارند که باعث کم شدن هزینه نگه داری و تعمیرات می شود.

معایب سیستم پنوماتیک

دقت پایین: با تغییر میزان فشار یا جریان هوای فشرده، عملکرد قطعات نیز تحت تاثیر قرار می گیرد و این باعث پایین آمدن دقت سیستم می شود.

تحمل بار کم: سیستم پنوماتیک برای بار های بسیار سنگین مناسب نیست. سرعت کار غیر یکنواخت: به دلیل فشرده شدن هوا و تغییر فشار آن، ممکن است سرعت پیستون ها یا عملگرها یکنواخت نباشند.

سر و صدای زیاد: هنگام خروج هوای فشرده از قطعات پنوماتیک، سر و صدای زیادی ایجاد می شود.

عناصر پنوماتیکی

عناصر پنوماتیکی به سه گروه تقسیم می شوند:

  • عناصر تولیدکننده و کنترل کننده هوا مانند کمپرسورها و و احد مراقبت
  • عناصر کارساز مانند سیلندرها، موتورها و ابزارها
  • عناصر زمان دهنده مانند شیرها

« عناصرکارساز به عناصری گفته می شود که می تواند باری را تغییر مکان دهد و موجب دوران قسمتی از دستگاه شوند و یا بوسیله آن می توان قطعه ای را سفت و یا پرچکاری نمود که مهمترین آن سیلندر می باشد».

واحد مراقبت وفیلتراسیون سیستم پنوماتیک

در سیستم های پنوماتیک هوای مورد نیاز قبل از مصرف باید ابتدا رطوبت گیری وتنظیم فشار ورودی و در مرحله دوم  روغن کاری شود که این کار در سیستم های پنوماتیک توسط واحد مراقبت انجام می گردد و سپس وارد مدار پنوماتیک میگردد.

واحد مراقبت کامل شامل فیلتر، رگولاتور و روغن زن می باشد و برای تصفیه، تنظیم فشار و روغن کاری هوای فشرده بکار میرود.

فیلتر: در سیستم پنوماتیک فیلتر وظیفه تصفیه هوا که همان جذب رطوبت و ذرات معلق در هوامیباشد را انجام میدهد

هوای فشرده با عبور از مجرای ورودی از اطراف قطعه مخروطی شکل عبور نموده و ذرات آب از هوا جدا شده و به بدنه کاسه با مخزن آبگیر برخورد کرده و آرام آرام بر اثر نیروی جاذبه به سمت پایین حرکت میکند و در ته مخزن جمع می شود.

رگلاتور: رگلاتور (فشارشکن):امکان تنظیم فشار هوای خروجی را فراهم میکند برای ایجاد فشار ثابت در سیستم، رگلاتورها در قسمت مرکزی شبکه هوای فشرده قرار داده می شوند تا از تامین فشار ثابت، علی رغم نوسانات فشار درحین فشار اولیه اطمینان حاصل شود.

روغن زن:روغن زن :هوای خروجی را روانکارییا روغن کاری میکند و باعث دوام تجهیزات پنوماتیک میگردد. در کل سیستم هوای فشرده باید خشک باشد اما هوای روغن کاری شده برای قطعات قسمت قدرت سیستم پنوماتیکی می تواند ضروری باشد.