
سیستم پنوماتیک چیست؟
پنوما در زبان یونانی، به معنی تنفس باد است. پنوماتیک هم علمی است که در مورد حرکات هوا صحبت میکند. این علم، بهعنوان یک انرژی کمخطر، ارزان و بسیار تمیز مشهور است. ازاینرو کاربرد گستردهای در زمینههای مختلف دارد. با گذشت زمان و پیشرفت دنیا، هیدرولیک و علم الکترونیک نیز با پیشرفت مواجه شد.
بهدنبال این پیشرفتها، سیستمهای کنترل به سیستمهایی همچون نیوماتیکس تبدیل شدند. بهطور معمول از این انرژی زمانی استفاده میشود که نیروی کم و سرعت بالا موردنیاز باشد. درحالتکلی این سیستم را فناوری هوای فشرده میشناسند اما در برخی از مواقع هم نوعی سیستم کنترل خودکار محسوب میشود.
گاز فشرده به ۲ صورت هوای خشک و غیرخشک وجود دارد و بهمنظور شروع یا توقف یک فعالیت استفاده میشود. یکی از معایب سیستم پنوماتیک در گذشته این بود که امکان استفاده از آن در زمینههای مختلف وجود نداشت؛ اما امروزه کاربردهای آن بسیار گستردهتر شده است.
مزایا سیستم های پنوماتیکی
بدونشک استفاده از سیستم پنوماتیک، مزایای زیادی بهدنبال دارد. ازاینرو از آن در صنایع مختلف استفاده میشود و به یکی از بهترین گزینهها تبدیل شده است. دلیل این امر ویژگیها و قابلیتهایی است که این سیستم باگذشت زمان بهدست آورد.
مقرونبهصرفه
یکی از مهمترین عوامل برای فعالیت سیستم پنوماتیک، هوا است. ازآنجایی که کره زمین هوای زیادی دارد، بنابراین نیازی به پرداخت هزینه برای گرفتن هوای بیشتر نیست. شما میتوانید بهصورت رایگان این ماده اولیه را تهیه، جمعآوری و ذخیره کنید. ازسوی دیگر نیازی نیست تا نگران خراب شدن یا فاسد شدن این ماده باشید که از ویژگیهای این ماده محسوب میشود.
تجدیدپذیر
شاید بهنظر برسد که استفاده از هوا به عنوان ماده اولیه، یکی از معایب سیستم پنوماتیک است. اما اینطور نیست؛ زیرا این سیستم هوا را پس از استفاده آزاد میکند. نیوماتیکس بههیچعنوان محیط زندگی و فضای پیرامون شما را آلوده نمیکند.
طراحی ساده و کاربردی
یکی از مهمترین مزیتهای این سیستم، طراحی ساده و کاربردی بودن آنها است. این محصول برخلاف سایر محصولات تولیدی، بسیار ساده طراحی شده است. ازاینرو امکان نصب و اجرای آن توسط همه افراد وجود دارد. برای نصب آن فقط کافی است نکات ایمنی را رعایت کنید.
سازگاری بالا با محیطزیست
این محصول با محیطزیست بسیار سازگار است و آسیبی به آن وارد نمیکند؛ زیرا بهگونهای طراحی شده که آلودگی تولید نمیکند. نکته قابلتوجه این است که پس از آزاد کردن هوای استفاده شده، هیچگونه گردوغبار و آلودگی در آن دیده نمیشود.
ایمنی بالا
کار کردن با این محصول بسیار ایمن است و آسیبی به افراد وارد نمیکند؛ علاوهبرآن، مقاومت آنها در برابر حرارت بسیار بالا است. بهطوریکه اگر در معرض دمای بسیار زیاد قرار بگیرند، دچار آتشسوزی نمیشوند.
معایب سیستم پنوماتیک
این سیستم در کنار تمام مزایا، معایبی هم در نحوه کار خود دارد. معایب سیستم پنوماتیک باید موردتوجه قرار بگیرند؛ اما نکته قابلتوجه این است که امکان برطرف کردن برخی از آنها وجود دارد.
کاهش دقت
در برخی از مواقع، میتوان کاهش دقت را در عملکرد این محصول مشاهده کرد. البته این کاهش دقت رابطه مستقیمی با کاهش هوا و فشار دارد. این امر بر روی عملکرد قطعات، تاثیر میگذارد و موجب کاهش راندمان و کیفیت خروجی میشود؛ اما در صورت مناسب بودن فشار و هوا، دقت دستگاه در بالاترین حد خود قرار میگیرد.
محدودیت در تحمل بار
پنوماتیک توانایی تحمل بارهای سنگین را ندارد و ظرفیت آن محدود است. این مورد باعث شده تا نقدهای زیادی به عملکرد آن وارد شود؛ بنابراین اگر صنعتی نیازمند ظرفیتهای بالا باشد، این محصول گزینه مناسبی برای آن نیست.
تغییر سرعت
در برخی از مواقع، سرعت این محصول بهصورت یکنواخت میشود. هنگامیکه فشار هوا کاهش پیدا کند، سرعت پیستونها و عملکرد قطعات دیگر نیز کاهش مییابد. نکته قابلتوجه این است که کم و زیاد شدن فشار هوا میتواند فشار زیادی را به پیستونها وارد کند؛ بنابراین، امکان خراب شدن دستگاه وجود دارد. ازاینرو این مورد یکی از بزرگترین معایب سیستم پنوماتیک محسوب میشود.
تولید صدای بسیار زیاد
این مورد هم یکیدیگر از مهمترین معایب سیستم پنوماتیک است. در برخی از مواقع، این محصول صداهای بلندی تولید میکند که این صداها همانند صدای انفجار هستند. البته امروزه روشهای مختلفی برای کاهش این صداها ایجاد شده است؛ اما درحالتکلی صدای این محصول بهویژه در هنگام آزاد کردن هوا، بسیار زیاد است.
محدودیت در تحمل وزن
سیستمهای پنوماتیک به دلیل استفاده از هوای فشرده برای تولید نیرو، معمولا برای کاربردهای سبک تا نیمهسنگین طراحی میشوند. میزان تحمل وزن پنوماتیک در مقایسه با سیستمهای هیدرولیک، یکی از محدودیتهای اصلی این سیستمها محسوب میشود. همانطور که میدانید در سیستمهای پنوماتیک، فشار هوا به عنوان نیروی اصلی برای حرکت جکها، بازوهای مکانیکی و ابزارهای بادی عمل میکند. اما از آنجایی که هوا قابلیت فشرده شدن بالایی دارد، نمیتواند نیروی ثابتی مانند مایعات در سیستمهای هیدرولیکی ایجاد کند. این موضوع باعث میشود که سیستمهای پنوماتیک برای بارهای بسیار سنگین مناسب نباشند. معمولا این سیستمها برای حمل بارهای چند صد کیلوگرمی استفاده میشوند.
ایجاد هزینههای سنگین
ازآنجاییکه این سیستم ظرفیت بالایی ندارد، ممکن است هزینههای زیادی را ایجاد کند. برای اینکه بتوان فشار هوا را قویتر کرد، باید از تجهیزات بیشتری استفاده شود. تهیه این تجهیزات باید با پرداخت هزینههای سنگین انجام شود.
خطرات سیستم پنوماتیک
پس از آشنایی با معایب سیستم پنوماتیک، لازم است که با خطرات آن هم آشنا شویم. سیستمهای پنوماتیک به دلیل استفاده از هوای فشرده، در صنایع مختلف به کار میروند. اما اگر به درستی طراحی، نصب و نگهداری نشوند، میتوانند خطرات جدی ایجاد کنند. یکی از مهمترین خطرات پنوماتیک، انفجار یا ترکیدگی لولهها و اتصالات است. فشار بالای هوا (در صورت وجود نشتی یا ضعف در اتصالات) میتواند منجر به جدا شدن ناگهانی شیلنگها و پرتاب قطعات با سرعت بالا شود که برای افراد اطراف بسیار خطرناک است.
نشت هوای فشرده یکی دیگر از مشکلات رایج در سیستمهای پنوماتیک است. این نشتیها علاوه بر کاهش راندمان سیستم، میتوانند باعث آلودگی صوتی شدید شوند که در محیطهای صنعتی، شنوایی کارگران را تحت تأثیر قرار میدهد. از دیگر خطرات پنوماتیک، حرکت ناگهانی قطعات و ابزارهای بادی است. اگر کنترل مناسب روی فشار و عملکرد سیستم وجود نداشته باشد، ممکن است بازوهای مکانیکی، جکهای پنوماتیکی یا ابزارهای بادی بدون هشدار حرکت کنند و موجب آسیبهای جسمی جدی مانند شکستگی استخوان یا حتی قطع عضو شوند.
در نهایت نیز آلودگی هوای فشرده نیز یکی دیگر از خطرات پنوماتیک است. اگر هوای فشرده دارای رطوبت، روغن یا ذرات معلق باشد، میتواند به اجزای سیستم آسیب برساند و در برخی موارد، باعث مشکلات تنفسی برای اپراتورها شود. برای کاهش این خطرات استفاده از قطعات باکیفیت، نصب صحیح، بررسی دورهای سیستم و آموزش کارکنان ضروری است. همچنین تجهیزات ایمنی مانند شیرهای اطمینان، فیلترهای مناسب و محافظهای ایمنی باید در طراحی سیستم لحاظ شوند.
اجزای یک سیستم پنوماتیک چیست؟
لازمه یک سیستم پنوماتیکی، اجزای مختلفی هستند که با قرار گرفتن در کنار یکدیگر یک مجموعه ایجاد میکنند. اولین چیزی که برای این سیستم نیاز داریم، کمپرسور و سیلندر هوا است. محرک، جزء بعدی این سیستم بهشمار میرود که موجب باز و بسته شدن شیرها و سوپاپها میشود.
آخرین جزء این سیستم، موتور است که در هنگام فعالیت سیلندر، مورداستفاده قرار میگیرد. نکته قابل توجه این است که در صورت آسیب به هر یک از این اجزا، قطعات دیگر نمیتوانند به فعالیت خود ادامه دهند. این مورد از معایب سیستم پنوماتیک محسوب میشود.
سیلندرها
سیستم پنوماتیک، با تبدیل نیرو به انرژی پتانسیل فعالیت میکند. سپس این انرژی پتانسیل باکمک سیلندر به انرژی جنبشی تبدیل میشود. بهطور معمول تبدیل انرژی ازطریق پیستون و شاتون انجام میشود. محور حرکت پیستون شامل خطهایی است که به سمت بالا و پایین یا چپ و راست کشیده میشوند.
در جک پنوماتیک که در این سیستم وجود دارند، هوای فشرده پیستون را تنها به یک سمت میکشد. پس از اتمام حرکت پیستون، دراثر خروج هوا خلاء ایجاد میشود. خلاء ایجاد شده باکمک یک فنر، پیستون را بهجای اول خود برمیمیگرداند.