1. مروری بر محرک های پنوماتیکی
محرک های پنوماتیکی محرک هایی هستند که از فشار هوا برای هدایت باز و بسته کردن یا تنظیم شیرها استفاده می کنند. آنها را محرک پنوماتیک یا دستگاه های بادی نیز می نامند، اما به طور کلی به آنها سرهای بادی می گویند. عملگر و مکانیزم تنظیم محرک پنوماتیک یک کل واحد است و محرک دارای یک نوع غشایی، یک نوع پیستونی، یک نوع چنگال و یک نوع قفسه و پینیون است.
نوع پیستون دارای کورس طولانی است و برای مواردی که نیاز به رانش بیشتر دارند مناسب است. در حالی که نوع غشایی دارای یک ضربه کوچک است و فقط می تواند مستقیماً میل سوپاپ را هدایت کند. محرک پنوماتیک نوع چنگال دارای ویژگی های گشتاور زیاد، فضای کوچک است و منحنی گشتاور بیشتر با منحنی گشتاور شیر مطابقت دارد، اما خیلی زیبا نیست. اغلب در شیرهایی با گشتاور بالا استفاده می شود. محرک پنوماتیک رک و پینیون دارای مزایای ساختار ساده، عملکرد پایدار و قابل اعتماد و ایمنی و ضد انفجار است. به طور گسترده ای در فرآیندهای تولید با الزامات ایمنی بالا مانند نیروگاه ها، صنایع شیمیایی و پالایش نفت استفاده می شود.
2. اصل کار محرک پنوماتیک
1. نمودار اصل کار محرک پنوماتیکی دو کاره
هنگامی که فشار منبع هوا از دریچه هوا (2) وارد حفره بین دو پیستون سیلندر می شود، دو پیستون از هم جدا شده و به سمت انتهای سیلندر حرکت می کنند و هوا در محفظه های هوا در هر دو انتها تخلیه می شود. پورت هوا (4)، و دو قفسه پیستون همزمان با هم هماهنگ می شوند، شفت خروجی (دنده) را در جهت خلاف جهت عقربه های ساعت بچرخانید. برعکس، وقتی فشار منبع هوا از دریچه هوا (4) وارد محفظه های هوا در دو انتهای سیلندر می شود، دو پیستون به سمت وسط سیلندر حرکت می کنند. هوا در محفظه هوای میانی از طریق دریچه هوا (2) تخلیه می شود و دو قفسه پیستون به طور همزمان محور خروجی (دنده) را به حرکت در می آورند. ) در جهت عقربه های ساعت بچرخانید. (اگر پیستون در جهت مخالف نصب شود، شفت خروجی تبدیل به چرخش معکوس می شود)
2. نمودار اصل کار محرک پنوماتیک تک اثره
هنگامی که فشار منبع هوا از دریچه هوا (2) وارد حفره بین دو پیستون سیلندر می شود، دو پیستون از هم جدا می شوند و به سمت انتهای سیلندر حرکت می کنند و فنرهای دو سر را مجبور به فشرده سازی می کنند و هوا به داخل می رود. محفظه های هوا در هر دو انتها از طریق دریچه هوا (4) تخلیه می شود. دو قفسه پیستون را همگام کنید تا محور خروجی (دنده) در خلاف جهت عقربه های ساعت بچرخد. پس از معکوس شدن فشار منبع هوا توسط شیر برقی، دو پیستون سیلندر تحت نیروی ارتجاعی فنر در جهت وسط حرکت می کنند، هوا در حفره میانی از دریچه هوا خارج می شود (2) و دو پیستون قفسه های پیستون به طور همزمان محور خروجی (دنده) را در جهت عقربه های ساعت می چرخانند. (اگر پیستون در جهت مخالف نصب شده باشد، شفت خروجی با تنظیم مجدد فنر به چرخش معکوس تبدیل می شود).
سوم، طبقه بندی محرک های پنوماتیکی
1. محرک غشاء
محرک نوع غشایی رایج ترین مورد استفاده است. می توان از آن به عنوان یک دستگاه فشار دریچه کنترل عمومی برای تشکیل یک محرک نوع غشاء پنوماتیک استفاده کرد. فشار سیگنال p محرک دیافراگم پنوماتیک بر روی دیافراگم عمل می کند تا آن را تغییر شکل دهد و میله فشار روی دیافراگم را به حرکت در می آورد، به طوری که هسته سوپاپ جابه جا می شود و در نتیجه باز شدن دریچه تغییر می کند. دارای ساختار ساده، قیمت پایین، نگهداری راحت و کاربرد گسترده است.
محرک های غشایی پنوماتیک دارای دو شکل عمل مستقیم و عمل معکوس هستند.
هنگامی که فشار سیگنال از کنترل کننده یا موقعیت دهنده سوپاپ افزایش می یابد، حرکت رو به پایین ساقه سوپاپ را یک محرک عمل کننده مثبت می نامند. هنگامی که فشار سیگنال افزایش می یابد، حرکت به سمت بالا میل سوپاپ را یک محرک متقابل می نامند. فشار سیگنال محرک مثبت به داخل محفظه هوای غشایی بالای دیافراگم موجدار منتقل می شود. فشار سیگنال محرک متقابل وارد محفظه هوای غشایی زیر دیافراگم موجدار می شود. با تعویض قطعات جداگانه، می توان این دو را به یکدیگر متصل کرد.
2. محرک نوع پیستونی
محرک پیستون پنوماتیک باعث می شود که پیستون در سیلندر حرکت کند تا نیروی رانش ایجاد کند. بدیهی است که نیروی خروجی نوع پیستونی بسیار بیشتر از نوع فیلم است. بنابراین، نوع غشایی برای مواردی با خروجی کوچک و دقت بالا مناسب است. نوع پیستون برای مواردی با خروجی زیاد، مانند دستگاه‌های فشار با قطر زیاد، کنترل افت فشار بالا یا دستگاه‌های فشار شیر پروانه‌ای مناسب است. علاوه بر نوع غشایی و نوع پیستونی، یک محرک طولانی مدت نیز وجود دارد که دارای کورس طولانی و گشتاور زیاد است که برای مواقعی که جابجایی زاویه ای و گشتاور زیاد تولید می شود، مناسب است.
استاندارد سیگنال دریافتی توسط محرک پنوماتیک 0.02 تا 0.1MPa است.
اجزای اصلی محرک های پیستون پنوماتیک سیلندرها، پیستون ها و میله های فشار هستند. پیستون در سیلندر با اختلاف فشار بین دو طرف سیلندر حرکت می کند. با توجه به ویژگی ها به دو نوع تناسبی و دو حالته تقسیم می شود. با توجه به نوع دو حالته، با توجه به میزان فشار کاری دو طرف پیستون ورودی، پیستون از سمت فشار قوی به سمت فشار پایین رانده می شود. نوع تناسبی این است که یک موقعیت دهنده سوپاپ بر اساس نوع دو حالته اضافه شود، به طوری که جابجایی میله فشار متناسب با فشار سیگنال باشد.
3. محرک قفسه و پینیون
محرک پنوماتیک نوع رک و پینیون (نوع قفسه پیستون دوبل) دارای ویژگی های ساختار فشرده، ظاهر زیبا، پاسخ سریع، عملکرد پایدار و عمر طولانی است. همه لوازم جانبی از پیشرفته ترین فناوری تصفیه ضد خوردگی استفاده می کنند که می تواند با شرایط مختلف کاری سخت سازگار شود. دمای بالا و پایین و محرک های مختلف ضربه ای ویژه عملکرد خوبی در زمینه های مختلف کاربردی دارد.
چهارم، انتخاب محرک های پنوماتیکی
قبل از انتخاب یک محرک پنوماتیک، لطفاً گشتاور سوپاپ را تأیید کنید. و ارزش ایمنی در گشتاور را افزایش دهید، ارزش ایمنی بخار آب یا محیط مایع غیر روان کننده 25٪ افزایش می یابد. ارزش ایمنی محیط مایع دوغاب غیر روان کننده 30٪ افزایش می یابد.
هنگامی که گشتاور سوپاپ 210 نیوتن متر است، فشار منبع هوا تنها 5 بار است و محیط بخار آب غیر روغنکاری شده است، با در نظر گرفتن عوامل ایمنی، مقدار ایمنی را 25٪ افزایش می دهد که 262 نیوتن متر است. گشتاور مربوطه را زمانی که فشار منبع هوا 5 بار است مطابق جدول گشتاور خروجی دو اثره پیدا کنید. ارزش اگر 277 نیوتن متر را انتخاب کنید، مدل POADA300 است.
پنج، ویژگی های عملکرد محرک های پنوماتیکی
1. نیروی خروجی یا گشتاور نامی دستگاه پنوماتیک باید الزامات GB/T12222 و GB/T12223 را برآورده کند. دستگاه فوق یک محرک از نوع غشایی است.
2. در شرایط بدون بار، فشار هوای مشخص شده را به سیلندر وارد کنید و عملکرد آن باید پایدار باشد، بدون گیر کردن و خزیدن.
3. تحت فشار هوای 0.6 مگاپاسکال، مقدار گشتاور یا رانش خروجی دستگاه پنوماتیک در جهت باز و بسته شدن نباید کمتر از مقدار نشان داده شده در برچسب دستگاه پنوماتیک باشد و عمل باید انعطاف پذیر باشد، و هیچ تغییر شکل دائمی یا تغییر شکل دائمی هر قسمت مجاز نیست. سایر ناهنجاری ها؛
4. هنگامی که حداکثر فشار کاری برای آزمایش آب بندی استفاده می شود، مقدار هوای نشتی از سمت فشار معکوس مربوطه مجاز نیست بیش از (3 0.15D) cm3/min (وضعیت استاندارد) باشد. نشتی از پوشش انتهایی و شفت خروجی حجم هوا مجاز نیست از (3 0.15d) cm3/min تجاوز کند.
5. تست مقاومت با 1.5 برابر حداکثر فشار کاری انجام می شود. پس از اینکه فشار تست به مدت 3 دقیقه حفظ شد، هیچ نشتی و تغییر شکل ساختاری در پوشش انتهایی و مهر و موم استاتیک سیلندر مجاز نیست.
6. زمان های کارکرد، دستگاه پنوماتیک عملکرد شیر پنوماتیک را شبیه سازی می کند و زمان باز و بسته شدن عملیات باز و بسته شدن با حفظ خروجی نباید کمتر از 50000 بار باشد (چرخه باز و بسته شدن یک است) ظرفیت گشتاور یا رانش در هر دو جهت؛
7. دستگاه پنوماتیک با مکانیزم بافر، زمانی که پیستون به موقعیت انتهایی حرکت می کند، هیچ پدیده ضربه ای مجاز نیست.
