Actuator pneumatic: construcții, lucru și aplicațiile sale

În general, o supapă nu poate controla un proces de la sine, așa că au nevoie de un operator care să le plaseze pentru a controla o variabilă de proces. Este necesar un dispozitiv special, cum ar fi un actuator, pentru a opera supapele de la distanță și automat pentru a le muta. Un actuator este un tip de dispozitiv folosit pentru a face ca ceva să funcționeze sau să se miște. Actuatoare sunt disponibile în trei tipuri, care sunt definite de sursa lor de energie și utilizate în industrii precum electrică, hidraulică și pneumatică. Deci, acest articol discută o privire de ansamblu asupra actuator pneumatic – lucrul și aplicațiile acestora.

Ce este actuatorul pneumatic?

Definiția unui actuator pneumatic este; un tip de actuator care este utilizat pentru a schimba energia care este în forma aerului comprimat în mișcare. Există diferiți producători care oferă diferite forme de actuatoare pneumatice în care unele actuatoare convertesc energia aerului comprimat în mișcare liniară, iar unele actuatoare se schimbă în mișcare rotativă. Aceste actuatoare au denumiri diferite în industrie, cum ar fi cilindri de aer, actuatoare de aer și cilindri pneumatici.

Cum funcționează un actuator pneumatic?

Un actuator pneumatic depinde în principal de o anumită formă de gaz sub presiune, cum ar fi aerul comprimat, care intră într-o cameră pentru a crea presiune. Odată ce acest aer acumulează o presiune suficientă în comparație cu presiunea atmosferică externă, atunci are ca rezultat mișcarea cinetică controlată a unui dispozitiv precum un angrenaj sau un piston. Deci, această mișcare rezultată este direcționată fie într-o mișcare circulară, fie într-o linie dreaptă. Aceste dispozitive de acționare sunt unul dintre dispozitivele mecanice cele mai frecvent utilizate într-o gamă largă de industrii actuale când gazul comprimat este convertit în energie este extrem de controlat, repetabil și fiabil.

Construcție și funcționare actuatoare pneumatice

Actuatorul pneumatic este construit folosind diferite componente, cum ar fi un arc, un compresor, un rezervor, o diafragmă și o supapă. Următoarea diagramă reprezintă construcția unui actuator pneumatic. Pentru a conduce acest sistem, energia fluidului este schimbată în mecanică. În acest sistem, aerul proaspăt este comprimat prin compresor și acest aer este pur și simplu stocat în rezervorul de stocare.

Aici, o supapă de control al debitului este utilizată pentru a controla direcția aerului și viteza de curgere a acestuia. Unitatea cu arc din acest actuator gestionează fluxul de aer dintr-un loc în altul și oferă, de asemenea, o cursă de întoarcere către piston.
La început, supapa de control va rămâne deschisă și diafragma este trasă în sus prin acțiunea arcului în nevoie de alimentare cu aer. Apoi aerul este extras din atmosferă, este filtrat de un filtru și este dat la compresor. Acum, compresorul va comprima aerul și va crește nivelul de presiune.

Aici trebuie să observăm că, atunci când nivelul presiunii aerului este crescut, atunci se crește și temperatura aerului. Astfel, răcitoarele de aer sunt utilizate pentru a menține temperatura într-un interval modest. După aceea, aerul sub presiune este pur și simplu stocat într-un rezervor de stocare, astfel încât nivelul de presiune să poată fi menținut. În plus, acest aer presurizat din sistem aplică energie diafragmei actuatorului pneumatic. Odată ce forța depășește forța arcului din cauza aerului presurizat, atunci menține diafragma în partea de sus pentru a face ca diafragma să se miște în jos pentru a închide supapa de control.

Când presiunea de alimentare cu aer crește, diafragma se mișcă continuu în direcția în jos și aceasta închide supapa de control complet într-un anumit punct. În mod similar, odată ce presiunea de alimentare cu aer este scăzută, atunci forța aplicată pe diafragmă de către arc învinge forța din cauza forței furnizate. Acest lucru poate determina mișcarea în direcția în sus a diafragmei pentru a deschide supapa de control.

Aici, se remarcă, de asemenea, că poziția supapei de control depinde în principal de presiunea aerului. Ca rezultat, deschiderea și închiderea supapei de control este legată de mișcarea diafragmei cu presiunea aerului.

Știm că după un controler, actuatoarele sunt acolo pentru a furniza un semnal de control pentru ca acțiunea preferată să aibă loc. Deci presiunea aerului va fi modificată în funcție de semnalul de control obținut și acest lucru schimbă poziția supapei de control simultan. În acest fel, acest actuator funcționează în funcție de semnalul de control primit și conduce procesul.

Tipuri de actuatoare pneumatice

Există diferite tipuri de actuatoare pneumatice, cum ar fi pistoane, palete și arcuri rotative sau diafragme.

Actuator pneumatic cu piston

Acest tip de actuator pneumatic utilizează un piston în interiorul unui cilindru. Mișcarea pistonului poate fi cauzată prin simpla aplicare a unei puteri mai mici sau mai mari pe o față a pistonului.

Actuatorul pneumatic tip piston cu acțiune simplă folosește un arc pe o față și schimbă forța pe cealaltă față, în timp ce un actuator pneumatic tip piston cu acțiune dublă are presiune de aer care este aplicată pe ambele fețe ale pistonului. Mișcarea liniară a pistonului poate fi utilizată direct pentru acționarea mișcării liniare, altfel poate fi schimbată în mișcare rotativă cu un pinion și cremalieră sau un aranjament mecanic asociat. Aceste actuatoare sunt pur și simplu recunoscute cu un diametru al cilindrului și lungimea cursei. Un actuator pneumatic cu un cilindru mare este capabil să exercite mai multă forță.

Actuator pneumatic cu palete rotative

Actuatorul pneumatic de tip palete rotative funcționează pur și simplu ca un actuator pneumatic cu piston cu două camere presurizate. Carcasa acestui actuator are mai degrabă forma unei pane de plăcintă decât a unei forme de cilindru. O paletă care include un arbore de ieșire împarte pur și simplu cele două camere presurizate. Schimbarea gradului de diferență pe paletă mișcă arborele de ieșire în consecință pe parcursul celor 90 de grade de mișcare.

Actuator pneumatic cu arc/diafragmă

Acest tip de actuator pneumatic are nevoie de aer comprimat pentru a împinge o diafragmă împotriva unei plăci care este opusă de un arc. Odată ce presiunea scade, arcul va trage înapoi diafragma. Deci prin schimbarea forței, poziția poate fi atinsă. Acest tip de actuator se poate deschide/închide defect odată ce forța aerului este pierdută de arcul care readuce actuatorul în poziția de rupere.

Avantaje și dezavantaje

The Avantajele actuatorului pneumatic includ următoarele.

• Actuatoarele pneumatice oferă forță mare și viteze rapide de mișcare odată ce sunt utilizate în aplicații bazate pe controlul mișcării liniare.
• Aceste actuatoare au durabilitate ridicată.
• Au fiabilitate ridicată.
• Acestea sunt dispozitivele preferate în care igiena este esențială în aplicații.
• Eficient din punct de vedere al costurilor.
• Acestea sunt foarte ușor de întreținut și instalat
• Acestea sunt extrem de durabile și pot reduce costurile necesare pentru a-și menține performanța.
• Aceste actuatoare au o gamă largă de temperaturi care variază de la 0 – 200 °C.
• Acestea sunt rezistente la explozie și la foc.
• Actuatoarele pneumatice au o greutate mai mica.

The dezavantajele actuatoarelor pneumatice includ următoarele.

• Puterea o/p a acestui actuator este mai mică decât a actuatorului hidraulic.
• Piesele din interiorul mașinii nu sunt lubrifiate din cauza utilizării aerului precum fluidul.
• Precizia de ieșire este destul de mai mică în cadrul operațiunilor bazate pe viteză mică.
• Aceste actuatoare funcționează foarte eficient atunci când sunt utilizate pentru anumite aplicații.
• Acestea nu sunt executate bine cu o viteză mai mică.
• Aerul comprimat necesită o bună pregătire
• Aerul poate fi poluat prin lubrifiere sau ulei, ceea ce reduce întreținerea acestuia.

Aplicații

The aplicații ale actuatoarelor pneumatice includ următoarele.

• Actuatoarele pneumatice sunt aplicabile într-o gamă largă de aplicații, cum ar fi diferite zone industriale, iar unele dintre domeniile de aplicare ale acestor actuatoare sunt;
• Compresoare de aer.
• Aviaţie.
• Aplicație feroviară.
• Mașini de ambalare și producție.
• Motoare de automobile combustibile.
• Aceste actuatoare sunt utilizate în mod obișnuit în pistoanele și camerele de aprindere ale vehiculelor pe benzină. Deci, folosesc aprinderea cu aer și benzina pentru a genera energia presurizată care mișcă pistonul în cele din urmă și schimbă energia în arborele cotit al mașinii. Dar, aceste dispozitive de acționare depind în mare parte de gazul presurizat fără aprindere pentru a genera forța mecanică preferată.
• Aceste tipuri de actuatoare sunt necesare pentru mașinile de ambalare și producție, compresoare de aer, tuburi de poștă și, de asemenea, dispozitive de transport, cum ar fi aplicații pentru avioane și căi ferate.

Cum se utilizează pneumatica în robotică?

În general, Pneumatics folosește gaz sub presiune pentru controlul sistemelor fizice. Acestea sunt utilizate pe scară largă pe roboții cu aer comprimat pentru a produce mișcare mecanică.

Ce este un braț robot pneumatic?

Brațul robotizat pneumatic funcționează ca o mână umană și include două brațe și anume; brațul și antebrațul. Brațul superior este permanent cu suport articulat pe baza rotativă și activat cu un cilindru pneumatic, în timp ce antebrațul este fixat de brațul superior printr-un suport articulat. Prin urmare, brațul robotic funcționează ca o mână umană folosind un cilindru pneumatic.

Astfel, aceasta este o prezentare generală a unui actuator pneumatic – lucrul cu aplicații. Aceste actuatoare sunt surse eficiente, extrem de fiabile și sigure de control al mișcării, care utilizează gaz sau aer sub presiune pentru a transforma energia în mișcare liniară sau rotativă. Acestea sunt potrivite în special pentru deschiderea și închiderea frecventă a supapelor și sunt, de asemenea, utilizate în alte aplicații industriale, oriunde utilizarea energiei electrice poate provoca un pericol de aprindere sau incendiu. Iată o întrebare pentru tine, care sunt exemplele de actuatoare?