پنوماتیک به استفاده از هوای فشرده برای ایجاد حرکت مکانیکی و انجام کار در سیستم‌ها و ابزارهای مختلف اشاره دارد. این فناوری در صنایع مهندسی، تولید و ساخت‌وساز برای به‌کارگیری ابزارها و ماشین‌آلات کاربرد گسترده‌ای دارد.
پنوماتیک چیست؟
پنوماتیک به معنای استفاده از انرژی حاصل از رهاسازی کنترل‌شده هوای فشرده و تبدیل آن به حرکت است. این روش ساده و قابل‌اعتماد برای ایجاد حرکت با استفاده از هوای تمیز و خشک است. سیستم‌های پنوماتیک از هوای فشرده برای ایجاد حرکت مکانیکی و تأمین نیرو در سیستم‌های اتوماسیون کارخانه‌ها استفاده می‌کنند. همچنین، پنوماتیک در کاربردهای متنوعی مانند وسایل تفریحی، کامیون‌ها، تجهیزات پزشکی و تهیه غذا، ابزارهای بادی و قالب‌گیری دمشی مشاهده می‌شود.
پنوماتیک چگونه کار می‌کند؟
در سیستم‌های پنوماتیک، از یک کمپرسور هوا برای کاهش حجم هوا و افزایش فشار آن استفاده می‌شود. سپس، این هوای فشرده از طریق فیلتری وارد لوله‌های پنوماتیک شده و توسط شیرها کنترل می‌شود تا به یک عملگر برسد که در انتهای فرآیند کار را انجام می‌دهد. این عملگر می‌تواند یک سیلندر یا دستگاهی باشد که وظایفی مانند بلند کردن، حرکت دادن یا گرفتن را انجام می‌دهد.
چگونه یک سیستم پنوماتیک را انتخاب کنم؟
سیستم‌های پنوماتیک می‌توانند به‌عنوان جایگزینی برای عملگرها و موتورها الکتریکی در برنامه‌های حرکت خطی و چرخشی استفاده شوند. این سیستم‌ها معمولاً برای بارهای کوچکتر به‌کار می‌روند، زیرا نیروی کمتری نسبت به سیستم‌های هیدرولیک تولید می‌کنند و از آنجا که هوا به‌راحتی فشرده می‌شود، می‌توانند شوک‌های اضافی را جذب کنند.
با پیشرفت‌های صورت‌گرفته در تولید و توسعه موادی مانند مقاومت در برابر خوردگی، محیط‌هایی که سیستم‌های پنوماتیک می‌توانند در آن‌ها استفاده شوند افزایش یافته است و پنوماتیک با برخی سیستم‌های اتوماسیون الکتریکی قابل مقایسه است. پنوماتیک به‌عنوان یک روش چندمنظوره برای تأمین نیرو به ابزارها و ماشین‌آلات، همچنان یک فناوری مهم در بسیاری از بخش‌ها باقی مانده است.
برای انتخاب یک سیستم پنوماتیک برای کاربردهای صنعتی، نیازهای خود را از نظر توالی عملیاتی در نظر بگیرید. پنوماتیک در حرکت‌های خطی و چرخشی کار می‌کند و راهی ساده برای فعال‌سازی یک حرکت خروجی یا اعمال نیرو است.
هنگام انتخاب یک سیستم پنوماتیک، باید فشار و جریان مورد نیاز را برای بهترین عملکرد ممکن در نظر بگیرید. اگر از اجزای نادرست استفاده شود، سیستم پنوماتیک ممکن است به‌درستی عمل نکند.
فشار و جریان متفاوت هستند و باید به‌صورت جداگانه کنترل شوند. تنظیم فشار در سیستم‌های هوای فشرده به‌طور دقیق جریان را کنترل نمی‌کند، که می‌تواند منجر به افزایش هزینه‌های انرژی شود.
در حالی که فشار نیرویی است که در یک سطح معین اعمال می‌شود، جریان حجم هوای فشرده‌ای است که در یک زمان معین حرکت می‌کند. فشار بیشتر در یک سطح کوچک می‌تواند معادل فشار کمتر در یک سطح بزرگتر باشد. کنترل جریان با محدود کردن دهانه‌ای که هوا می‌تواند از آن عبور کند عمل می‌کند – با بسته شدن آن، هوای کمتری می‌تواند در یک فشار معین در یک زمان معین جریان یابد.
هزینه نگهداری سیستم‌های پنوماتیک معمولاً پایین است، اما باید مراقب نشت‌ها و خوردگی بود. استفاده از سیستم‌های فیلتراسیون و نظارت بر تأمین هوا نیز اطمینان می‌دهد که سیستم پنوماتیک به‌درستی کار می‌کند.
انواع سیستم‌های پنوماتیک
دستگاه‌های خلاء یکی از کاربردهای مهم فناوری پنوماتیک هستند. این دستگاه‌ها معمولاً در سیستم‌های «برداشت و قرار دادن» (Pick and Place) به‌کار می‌روند. برای مثال، فنجان‌های خلاء می‌توانند با ایجاد مکش، اقلام حساس و شکننده‌ای مانند شیشه را بدون آسیب جابجا کنند. همچنین، از این دستگاه‌ها برای نگه‌داشتن یا ثابت نگه‌داشتن محصولات در حین انجام فرآیندهای دیگر مانند برش، خم کردن، یا چین دادن استفاده می‌شود. این روش به کاهش خطر آسیب به قطعات و افزایش دقت عملیات کمک می‌کند.
کاربردهای معمول پنوماتیک
پنوماتیک در وسایل نقلیه تجاری، از کابین و شاسی گرفته تا موتورها؛ بخش انرژی، از جمله صنایع نفت و گاز و تولید برق، و صنایع غذایی و نوشیدنی که پنوماتیک در همه چیز از قالب‌گیری دمشی بطری‌ها تا اتوماسیون فرآیند و بسته‌بندی حضور دارد، رایج است. پنوماتیک همچنین در علوم زیستی، مانند تجهیزات پزشکی، و صنعت راه‌آهن جهانی که در کاربردهایی مانند کنترل درب و تعلیق استفاده می‌شود، به‌کار می‌رود.
پنوماتیک همچنین در سراسر تولید برای تأمین نیروی سیستم‌های اتوماسیون کارخانه استفاده می‌شود و معمولاً در بخش‌هایی مانند جابجایی مواد و بسته‌بندی دیده می‌شود. از آنجا که انرژی هوای فشرده را به یک حرکت خطی یا چرخشی تبدیل می‌کند تا وظایف خاصی را انجام دهد، پنوماتیک می‌تواند برای انجام وظایف «برداشت و قرار دادن» مانند نگه‌داشتن و موقعیت‌دهی قطعات با گیره یا گرفتن، یا حرکت دادن ابزاری که بلند می‌کند، فشار می‌دهد، برش می‌دهد، مرتب می‌کند یا انباشته می‌کند، استفاده شود.
پنوماتیک همچنین در انواع خاصی از ماشین‌آلات کارخانه، مانند رنگ‌پاش‌ها، استفاده می‌شود. همچنین معمولاً در ابزارهای قدرتی مانند دریل‌های جاده‌ای دیده می‌شود، جایی که هوای فشرده از طریق یک لوله هدایت می‌شود تا یک اسکنه فلزی را به پیاده‌رو پمپ کند.
