Pneumatiskt ställdon: Konstruktion, arbete och dess tillämpningar

I allmänhet kan en ventil inte styra en process av sig själv, så de behöver en operatör för att placera dem för att styra en processvariabel. En speciell anordning som ett ställdon krävs för att manövrera ventiler på distans och automatiskt för att flytta dem. Ett ställdon är en typ av anordning som används för att få något att fungera eller flytta. Ställdon finns i tre typer som definieras av sin energikälla och används i industrier som elektrisk, hydraulisk och pneumatisk. Så den här artikeln diskuterar en översikt över pneumatiskt ställdon – arbete och deras tillämpningar.

Vad är pneumatiskt ställdon?

En definition av pneumatisk ställdon är; en typ av ställdon som används för att ändra energin som finns i tryckluftsformen till rörelse. Det finns olika tillverkare som erbjuder olika former av pneumatiska ställdon där vissa ställdon omvandlar energin från tryckluft till linjär rörelse och vissa ställdon ändras till roterande rörelse. Dessa ställdon har olika namn i branschen som luftcylindrar, luftställdon och pneumatiska cylindrar.

Hur fungerar ett pneumatiskt ställdon?

Ett pneumatiskt ställdon är huvudsakligen beroende av någon form av trycksatt gas som komprimerad luft som kommer in i en kammare för att bygga upp tryck. När väl denna luft bygger upp tillräckligt tryck jämfört med det yttre atmosfärstrycket, resulterar det i den kontrollerade kinetiska rörelsen hos en anordning som en växel eller en kolv. Så denna resulterande rörelse riktas antingen i en cirkulär rörelse eller i en rak linje. Dessa ställdon är en av de mest använda mekaniska enheterna i ett brett spektrum av nuvarande industrier när komprimerad gas omvandlas till energi är extremt kontrollerad och repeterbar och pålitlig.

Pneumatiskt ställdon Konstruktion & Arbete

Det pneumatiska ställdonet är konstruerat med hjälp av olika komponenter som en fjäder, kompressor, reservoar, membran och ventil. Följande diagram representerar konstruktionen av ett pneumatiskt ställdon. För att driva detta system ändras vätskans energi till mekanisk. I detta system komprimeras den friska luften genom kompressorn och denna luft lagras helt enkelt i lagringsbehållaren.

Här används en flödesreglerventil för att styra luftriktningen och dess flödeshastighet. Fjäderenheten i detta ställdon hanterar luftflödet från en plats till en annan och ger även ett returslag mot kolven.
Till en början förblir reglerventilen öppen och membranet dras upp genom fjäderverkan vid behov av lufttillförsel. Sedan sugs luften från atmosfären den filtreras av ett filter och ges till kompressorn. Nu kommer kompressorn att komprimera luften och ökar trycknivån.

Här måste vi notera att när lufttrycksnivån höjs så höjs även lufttemperaturen. Således används luftkylare för att hålla temperaturen inom ett blygsamt område. Därefter lagras den trycksatta luften helt enkelt i en lagringsbehållare så att trycknivån kan upprätthållas. Dessutom tillför denna trycksatta luft i systemet energi till det pneumatiska ställdonets membran. När kraften väl övervinner fjäderkraften på grund av den trycksatta luften så håller den membranet på toppen för att få membranet att röra sig nedåt för att stänga styrventilen.

När lufttillförseltrycket ökas, rör sig membranet kontinuerligt i nedåtriktningen och detta stänger reglerventilen helt vid en viss punkt. På liknande sätt, när lufttillförseltrycket har minskat, övervinner den applicerade kraften på membranet av fjädern kraften på grund av den tillförda kraften. Detta kan orsaka rörelse i uppåtriktningen av membranet för att öppna reglerventilen.

Här noteras även här att reglerventilens läge huvudsakligen beror på lufttrycket. Som ett resultat är kontrollventilens öppning och stängning relaterad till membranets rörelse med lufttrycket.

Vi vet att efter en styrenhet är ställdon där för att ge en styrsignal för den föredragna åtgärden. Så lufttrycket kommer att ändras baserat på den erhållna styrsignalen och detta ändrar styrventilens position samtidigt. På detta sätt fungerar detta ställdon enligt den mottagna styrsignalen och driver processen.

Typer av pneumatiska ställdon

Det finns olika typer av pneumatiska ställdon som kolvar, roterande blad och fjädrar eller membran.

Pneumatiskt ställdon med kolv

Denna typ av pneumatiskt ställdon använder en kolv i en cylinder. Kolvens rörelse kan orsakas genom att helt enkelt applicera mindre eller mer kraft på en sida av kolven.

Enkelverkande pneumatiskt ställdon med kolvtyp använder en fjäder på ena sidan och ändrar kraft till den andra sidan medan ett dubbelverkande pneumatiskt ställdon med kolvtyp har lufttryck som appliceras på kolvens båda sidor. Kolvens linjära rörelse kan användas direkt för aktivering av linjär rörelse, annars kan den ändras till roterande rörelse med ett kugghjul och kuggstång eller relaterat mekaniskt arrangemang. Dessa ställdon känns helt enkelt igen med en diameter på cylinder och slaglängd. Ett pneumatiskt ställdon med en stor cylinder kan utöva mer kraft.

Roterande skovel pneumatiskt ställdon

Det pneumatiska ställdonet av roterande skoveltyp fungerar helt enkelt som ett pneumatiskt ställdon med kolv med två tryckkammare. Höljet till detta ställdon är format som en pajkil snarare än en cylinderform. En paddel inklusive en utgående axel delar helt enkelt de två trycksatta kamrarna. Genom att ändra graden av skillnad över paddeln flyttas den utgående axeln i enlighet därmed under dess 90 graders rörelse.

Fjäder/membran pneumatiskt ställdon

Den här typen av pneumatiska ställdon behöver tryckluft för att trycka ett membran mot en platta som är motsatt av en fjäder. När trycket har minskat kommer fjädern att dra tillbaka membranet. Så genom att ändra kraften kan positionen uppnås. Denna typ av ställdon kan misslyckas-öppna/fel-stänga när luftkraften tappas genom att fjädern återför ställdonet till brytläget.

Fördelar och nackdelar

De fördelarna med pneumatiska ställdon s inkluderar följande.

• Pneumatiska ställdon levererar hög kraft och snabba rörelsehastigheter när de väl har använts i linjära rörelsekontrollbaserade applikationer.
• Dessa ställdon har hög hållbarhet.
• De har hög tillförlitlighet.
• Dessa är de föredragna enheterna där hygien är viktigt i applikationerna.
• Kostnadseffektiv.
• Dessa är mycket lätta att underhålla och installera
• Dessa är extremt hållbara och kan minska kostnaderna som krävs för att behålla sin prestanda.
• Dessa ställdon har ett brett temperaturområde som sträcker sig från 0 – 200 °C.
• Dessa är explosions- och brandsäkra.
• Pneumatiska ställdon har mindre vikt.

De nackdelar med pneumatiska ställdon inkluderar följande.

• O/p-effekten för detta ställdon är mindre än det hydrauliska ställdonet.
• De inre maskindelarna är inte smorda på grund av användningen av luft som vätskan.
• Utgångsnoggrannheten är ganska mindre inom låghastighetsbaserade operationer.
• Dessa ställdon fungerar mycket effektivt när de används för särskilda applikationer.
• Dessa utförs inte bra vid mindre hastighet.
• Tryckluft kräver bra förberedelse
• Luften kan förorenas av smörjning eller olja vilket minskar dess underhåll.

Ansökningar

De tillämpningar av pneumatiska ställdon inkluderar följande.

• Pneumatiska ställdon är tillämpbara i ett brett spektrum av applikationer som olika industriområden och några av applikationsområdena för dessa ställdon är;
• Luftkompressorer.
• Flyg.
• Järnvägsansökan.
• Förpacknings- och produktionsmaskiner.
• Brännbara bilmotorer.
• Dessa ställdon används ofta i kolvar och tändkammare i bensindrivna fordon. Så de använder lufttändningen och bensinen för att generera den trycksatta energin som flyttar kolven så småningom och ändrar energi till bilens vevaxel. Men dessa ställdon är mest beroende av trycksatt gas utan antändning för att generera den föredragna mekaniska kraften.
• Dessa typer av ställdon är nödvändiga för förpacknings- och produktionsmaskiner, luftkompressorer, poströr och även transportanordningar som flyg- och järnvägsapplikationer.

Hur används pneumatik inom robotik?

I allmänhet använder Pneumatics trycksatt gas för att styra fysiska system. Dessa används ofta på robotar med tryckluft för att producera mekanisk rörelse.

Vad är en pneumatisk robotarm?

Den pneumatiska robotarmen fungerar som en mänsklig hand och den innehåller två armar nämligen; överarm & underarm. Överarmen är permanent med gångjärnsstöd till den roterbara basen och aktiveras med en pneumatisk cylinder medan underarmen är fixerad till överarmen med gångjärnsstöd. Därför fungerar robotarmen som en mänsklig hand med hjälp av en pneumatisk cylinder.

Detta är alltså en översikt över ett pneumatiskt ställdon – arbeta med applikationer. Dessa ställdon är effektiva, mycket tillförlitliga och säkra rörelsekontrollkällor som använder gas eller tryckluft för att omvandla energi till linjär eller roterande rörelse. Dessa är särskilt lämpliga för frekvent öppning och stängning av ventiler och används även i andra industribaserade applikationer där elanvändning kan orsaka antändnings- eller brandrisk. Här är en fråga till dig, vilka är exemplen på ställdon?