Pneumatic Actuator : Konstruksyon, Paggawa at Mga Aplikasyon Nito

Sa pangkalahatan, hindi makokontrol ng balbula ang isang proseso nang mag-isa, kaya kailangan nila ng operator upang ilagay ang mga ito para sa pagkontrol ng variable ng proseso. Ang isang espesyal na aparato tulad ng isang actuator ay kinakailangan upang patakbuhin ang mga balbula nang malayuan at awtomatikong ilipat ang mga ito. Ang actuator ay isang uri ng device na ginagamit upang paandarin o ilipat ang isang bagay. Mga actuator ay magagamit sa tatlong uri na tinutukoy ng kanilang pinagkukunan ng enerhiya at ginagamit sa mga industriya tulad ng Electric, Hydraulic at Pneumatic. Kaya tinatalakay ng artikulong ito ang isang pangkalahatang-ideya ng pneumatic actuator – pagtatrabaho at ang kanilang mga aplikasyon.

Ano ang Pneumatic Actuator?

Ang kahulugan ng pneumatic actuator ay; isang uri ng actuator na ginagamit upang baguhin ang enerhiya na nasa compressed air form sa paggalaw. Mayroong iba't ibang mga tagagawa na nag-aalok ng iba't ibang anyo ng mga pneumatic actuator kung saan ang ilang mga actuator ay nagko-convert ng enerhiya ng naka-compress na hangin sa linear na paggalaw at ang ilang mga actuator ay nagbabago sa rotary motion. Ang mga actuator na ito ay may iba't ibang pangalan sa industriya tulad ng mga air cylinder, air actuator, at pneumatic cylinder.

Paano Gumagana ang Pneumatic Actuator?

Ang isang pneumatic actuator ay pangunahing nakasalalay sa ilang anyo ng may presyon na gas tulad ng compressed air na pumapasok sa isang silid upang bumuo ng presyon. Kapag ang hangin na ito ay nakabuo ng sapat na presyon kumpara sa panlabas na presyon ng atmospera, pagkatapos ay magreresulta ito sa kinokontrol na kinetic na paggalaw ng isang aparato tulad ng isang gear o piston. Kaya ang nagresultang paggalaw na ito ay nakadirekta sa alinman sa isang pabilog na paggalaw o sa isang tuwid na linya. Ang mga actuator na ito ay isa sa mga pinaka-madalas na ginagamit na mekanikal na aparato sa isang malawak na hanay ng mga kasalukuyang industriya kapag ang naka-compress na gas ay na-convert sa enerhiya ay lubos na kinokontrol at nauulit at maaasahan.

Pneumatic Actuator Construction & Working

Ang pneumatic actuator ay ginawa sa pamamagitan ng paggamit ng iba't ibang bahagi tulad ng spring, compressor, reservoir, diaphragm, at valve. Ang sumusunod na diagram ay kumakatawan sa pagbuo ng isang pneumatic actuator. Upang himukin ang sistemang ito, ang enerhiya ng likido ay binago sa mekanikal. Sa sistemang ito, ang sariwang hangin ay na-compress sa pamamagitan ng compressor at ang hangin na ito ay iniimbak lamang sa loob ng storage reservoir.

Dito, ginagamit ang flow control valve upang kontrolin ang direksyon ng hangin at ang bilis ng daloy nito. Ang spring unit sa actuator na ito ang humahawak sa airflow mula sa isang lugar patungo sa isa pa at nagbibigay din ng return stroke patungo sa piston.
Sa una, ang control valve ay mananatiling bukas at ang diaphragm ay hinila pataas sa pamamagitan ng spring action sa pangangailangan ng air supply. Pagkatapos ang hangin ay nakuha mula sa atmospera na sinasala ng isang filter at ibinibigay sa compressor. Ngayon, i-compress ng compressor ang hangin at tataas ang antas ng presyon.

Dito kailangan nating mapansin na, kapag ang antas ng presyon ng hangin ay tumaas ay tumataas din ang temperatura ng hangin. Kaya, ang mga air cooler ay ginagamit upang mapanatili ang temperatura sa isang katamtamang saklaw. Pagkatapos nito, ang naka-pressure na hangin ay iniimbak lamang sa loob ng isang storage reservoir upang mapanatili ang antas ng presyon. Bilang karagdagan, ang naka-pressure na hangin na ito sa loob ng system ay naglalapat ng enerhiya sa diaphragm ng pneumatic actuator. Kapag nalampasan ng puwersa ang puwersa ng spring dahil sa pressure na hangin, pinapanatili nito ang diaphragm sa itaas upang maging sanhi ng paggalaw pababa ng diaphragm upang isara ang control valve.

Kapag tumaas ang presyon ng suplay ng hangin, ang diaphragm ay patuloy na gumagalaw sa pababang direksyon at ganap nitong isinasara ang control valve sa isang partikular na punto. Katulad nito, sa sandaling nabawasan ang presyon ng suplay ng hangin, pagkatapos ay ang inilapat na puwersa sa dayapragm ng tagsibol ay nagtagumpay sa puwersa dahil sa ibinigay na puwersa. Maaari itong maging sanhi ng paggalaw sa direksyong pataas ng diaphragm upang buksan ang control valve.

Dito, nabanggit din dito na ang posisyon ng control valve ay pangunahing nakasalalay sa presyon ng hangin. Bilang resulta, ang pagbubukas at pagsasara ng control valve ay nauugnay sa paggalaw ng diaphragm na may presyon ng hangin.

Alam namin na pagkatapos ng controller, nandiyan ang mga actuator para magbigay ng control signal para maganap ang gustong aksyon. Kaya't ang presyon ng hangin ay mababago batay sa nakuha na control signal at binabago nito ang posisyon ng control valve nang sabay-sabay. Sa ganitong paraan, gumagana ang actuator na ito ayon sa control signal na natanggap at nagtutulak sa proseso.

Mga Uri ng Pneumatic Actuator

May iba't ibang uri ng pneumatic actuator tulad ng mga piston, rotary vane at spring, o diaphragms.

Piston Pneumatic Actuator

Ang ganitong uri ng pneumatic actuator ay gumagamit ng piston sa loob ng isang silindro. Ang paggalaw ng piston ay maaaring sanhi ng simpleng paglalapat ng mas kaunti o higit pang kapangyarihan sa isang mukha ng piston.

Ang single-acting based piston style pneumatic actuator ay gumagamit ng spring sa isang mukha at nagpapalit ng puwersa sa kabilang mukha samantalang ang isang Double-acting based piston style pneumatic actuator ay may air pressure na inilalapat sa magkabilang mukha ng piston. Ang linear motion ng piston ay maaaring direktang gamitin para sa actuation ng linear motion kung hindi, maaari itong baguhin sa rotary motion na may pinion at rack o kaugnay na mechanical arrangement. Ang mga actuator na ito ay kinikilala lamang na may diameter ng cylinder at haba ng stroke. Ang isang pneumatic actuator na may malaking silindro ay may kakayahang gumamit ng higit na puwersa.

Rotary Vane Pneumatic Actuator

Ang rotary vane type pneumatic actuator ay gumagana lang tulad ng piston pneumatic actuator na may dalawang pressurized chamber. Ang housing ng actuator na ito ay hugis tulad ng pie wedge sa halip na isang cylinder form. Ang isang sagwan kasama ang isang output shaft ay hinahati lamang ang dalawang may presyon na silid. Ang pagpapalit ng antas ng pagkakaiba sa kabuuan ng paddle ay gumagalaw sa output shaft nang naaayon sa buong 90 degrees ng paggalaw nito.

Spring/Diaphragm Pneumatic Actuator

Ang ganitong uri ng pneumatic actuator ay nangangailangan ng naka-compress na hangin upang itulak ang isang diaphragm sa isang plato na sinasalungat ng isang spring. Kapag ang presyon ay nabawasan pagkatapos ay hilahin pabalik ng spring ang dayapragm. Kaya sa pamamagitan ng pagbabago ng puwersa, ang posisyon ay maaaring maabot. Ang ganitong uri ng actuator ay maaaring mabigo-bukas/mabigo-sarado kapag ang air force ay nawala sa pamamagitan ng spring na ibabalik ang actuator sa posisyon ng break.

Mga Kalamangan at Kahinaan

Ang Mga pakinabang ng pneumatic actuator s isama ang mga sumusunod.

• Ang mga pneumatic actuator ay naghahatid ng mataas na puwersa at mabilis na bilis ng paggalaw kapag ginamit sa mga linear na motion control-based na application.
• Ang mga actuator na ito ay may mataas na tibay.
• Mayroon silang mataas na pagiging maaasahan.
• Ito ang mga gustong device kung saan mahalaga ang kalinisan sa mga application.
• Sulit.
• Ang mga ito ay napakadaling mapanatili at i-install
• Ang mga ito ay lubhang matibay at maaaring mabawasan ang mga gastos na kinakailangan upang mapanatili ang kanilang pagganap.
• Ang mga actuator na ito ay may malawak na hanay ng temperatura na mula 0 – 200 °C.
• Ang mga ito ay pagsabog at hindi masusunog.
• Ang mga pneumatic actuator ay may mas kaunting timbang.

Ang disadvantages ng pneumatic actuators isama ang mga sumusunod.

• Ang o/p power ng actuator na ito ay mas maliit kaysa sa hydraulic actuator.
• Ang mga bahagi ng makina sa loob ay hindi lubricated dahil sa paggamit ng hangin tulad ng likido.
• Ang katumpakan ng output ay medyo mas mababa sa loob ng low-velocity-based na mga operasyon.
• Ang mga actuator na ito ay gumagana nang napakahusay kapag ginagamit ang mga ito para sa mga partikular na aplikasyon.
• Ang mga ito ay hindi gumaganap nang maayos sa mas kaunting bilis.
• Ang naka-compress na hangin ay nangangailangan ng mahusay na paghahanda
• Ang hangin ay maaaring marumi sa pamamagitan ng pagpapadulas o langis na nakakabawas sa pagpapanatili nito.

Mga aplikasyon

Ang mga aplikasyon ng pneumatic actuator isama ang mga sumusunod.

• Ang mga pneumatic actuator ay naaangkop sa isang malawak na hanay ng mga aplikasyon tulad ng iba't ibang mga pang-industriya na lugar at ang ilan sa mga lugar ng aplikasyon ng mga actuator na ito ay;
• Mga compressor ng hangin.
• Aviation.
• Application ng tren.
• Makinarya sa packaging at produksyon.
• Nasusunog na mga makina ng sasakyan.
• Ang mga actuator na ito ay karaniwang ginagamit sa mga piston at ignition chamber ng mga sasakyang pinapagana ng gasolina. Kaya ginagamit nila ang air ignition at gasolina upang makabuo ng pressure na enerhiya na nagpapagalaw sa piston sa kalaunan at nagpapalit ng enerhiya sa crankshaft ng kotse. Ngunit, ang mga actuator na ito ay kadalasang nakadepende sa may presyon na gas sa pamamagitan ng walang ignition upang makabuo ng ginustong mekanikal na puwersa.
• Ang mga uri ng actuator na ito ay kinakailangan para sa packaging at produksyon na makinarya, air compressor, mail tube at pati na rin ang mga transport device tulad ng aircraft at railway application.

Paano ginagamit ang pneumatics sa robotics?

Sa pangkalahatan, ang Pneumatics ay gumagamit ng pressure na gas para sa pagkontrol ng mga pisikal na sistema. Ang mga ito ay malawakang ginagamit sa mga robot na may naka-compress na hangin upang makagawa ng mekanikal na paggalaw.

Ano ang pneumatic robotic arm?

Ang pneumatic robotic arm ay gumagana tulad ng isang kamay ng tao at ito ay may kasamang dalawang braso namely; itaas na braso at bisig. Ang itaas na braso ay permanente na may hinged support sa rotatable base at naka-activate gamit ang pneumatic cylinder samantalang ang forearm ay nakadikit sa upper arm sa pamamagitan ng hinged support. Samakatuwid ang robotic na braso ay gumagana tulad ng isang kamay ng tao gamit ang isang pneumatic cylinder.

Kaya, ito ay isang pangkalahatang-ideya ng isang pneumatic actuator – nagtatrabaho sa mga aplikasyon. Ang mga actuator na ito ay mahusay, lubos na maaasahan at secure na mga mapagkukunan ng kontrol sa paggalaw na gumagamit ng gas o may presyon ng hangin para sa pag-convert ng enerhiya sa linear o rotary motion. Ang mga ito ay partikular na angkop para sa madalas na pagbubukas at pagsasara ng balbula at ginagamit din sa iba pang pang-industriya na mga aplikasyon kung saan ang paggamit ng kuryente ay maaaring magdulot ng pag-aapoy o panganib sa sunog. Narito ang isang tanong para sa iyo, ano ang mga halimbawa ng mga actuator?