Over het algemeen kan een klep een proces niet zelf regelen, dus hebben ze een operator nodig om ze te plaatsen voor het regelen van een procesvariabele. Er is een speciaal apparaat zoals een actuator nodig om kleppen op afstand en automatisch te bedienen om ze te verplaatsen. Een actuator is een soort apparaat dat wordt gebruikt om iets te laten werken of bewegen. Actuatoren zijn verkrijgbaar in drie typen die worden gedefinieerd door hun energiebron en worden gebruikt in industrieën zoals elektrisch, hydraulisch en pneumatisch. Dus dit artikel bespreekt een overzicht van: pneumatische aandrijving – werken en hun toepassingen.
Wat is een pneumatische actuator?
Een pneumatische actuatordefinitie is; een type actuator dat wordt gebruikt om de energie in de vorm van perslucht om te zetten in beweging. Er zijn verschillende fabrikanten die verschillende vormen van pneumatische aandrijvingen aanbieden, waarbij sommige aandrijvingen de energie van perslucht omzetten in lineaire beweging en sommige aandrijvingen veranderen in roterende beweging. Deze actuatoren hebben verschillende namen in de industrie, zoals luchtcilinders, luchtactuators en pneumatische cilinders.
Hoe werkt een pneumatische actuator?
Een pneumatische actuator is voornamelijk afhankelijk van een vorm van gas onder druk, zoals perslucht, die een kamer binnenkomt om druk op te bouwen. Zodra deze lucht voldoende druk opbouwt in vergelijking met de externe atmosferische druk, resulteert dit in de gecontroleerde kinetische beweging van een apparaat zoals een tandwiel of een zuiger. Dus deze resulterende beweging is ofwel in een cirkelvormige beweging ofwel in een rechte lijn gericht. Deze actuatoren zijn een van de meest gebruikte mechanische apparaten in een breed scala van huidige industrieën wanneer gecomprimeerd gas wordt omgezet in energie, uiterst gecontroleerd en herhaalbaar en betrouwbaar is.
Pneumatische Actuator Constructie & Werken
De pneumatische actuator is geconstrueerd met behulp van verschillende componenten zoals een veer, compressor, reservoir, diafragma en klep. Het volgende diagram geeft de constructie van een pneumatische actuator weer. Om dit systeem aan te drijven, wordt de energie van de vloeistof veranderd in mechanisch. In dit systeem wordt de verse lucht gecomprimeerd door de compressor en deze lucht wordt eenvoudig opgeslagen in het opslagreservoir.
Hier wordt een stroomregelklep gebruikt om de luchtrichting en de stroomsnelheid te regelen. De veereenheid in deze actuator zorgt voor de luchtstroom van de ene plaats naar de andere en geeft ook een retourslag naar de zuiger.
In eerste instantie blijft de regelklep open en wordt het membraan door de veerwerking omhoog getrokken als er luchttoevoer nodig is. Vervolgens wordt de lucht uit de atmosfeer gehaald, gefilterd door een filter en aan de compressor gegeven. Nu zal de compressor de lucht comprimeren en het drukniveau verhogen.
Hier moeten we opmerken dat, wanneer het luchtdrukniveau wordt verhoogd, de temperatuur van de lucht ook wordt verhoogd. Zo worden luchtkoelers gebruikt om de temperatuur binnen een bescheiden bereik te houden. Daarna wordt de perslucht eenvoudig opgeslagen in een opslagreservoir, zodat het drukniveau kan worden gehandhaafd. Bovendien brengt deze perslucht in het systeem energie aan op het membraan van de pneumatische actuator. Zodra de kracht de kracht van de veer overwint vanwege de perslucht, houdt het het membraan aan de bovenkant om ervoor te zorgen dat het membraan naar beneden beweegt om de regelklep te sluiten.
Wanneer de luchttoevoerdruk wordt verhoogd, beweegt het membraan continu in de neerwaartse richting en dit sluit de regelklep volledig op een bepaald punt. Evenzo, als de luchttoevoerdruk eenmaal is afgenomen, overwint de kracht die door de veer op het diafragma wordt uitgeoefend de kracht vanwege de geleverde kracht. Dit kan een beweging in de opwaartse richting van het membraan veroorzaken om de regelklep te openen.
Hier wordt hier ook opgemerkt dat de positie van de regelklep voornamelijk afhangt van de luchtdruk. Als gevolg hiervan is het openen en sluiten van de regelklep gerelateerd aan de beweging van het membraan met de luchtdruk.
We weten dat na een controller, actuatoren er zijn om een stuursignaal te geven om de gewenste actie te laten plaatsvinden. Dus de luchtdruk wordt gewijzigd op basis van het verkregen stuursignaal en dit verandert tegelijkertijd de positie van de regelklep. Op deze manier werkt deze actuator volgens het ontvangen stuursignaal en stuurt het proces aan.
Soorten pneumatische aandrijvingen
Er zijn verschillende soorten pneumatische aandrijvingen zoals zuigers, roterende schoepen en veren of membranen.
Zuiger Pneumatische Actuator
Dit type pneumatische actuator gebruikt een zuiger in een cilinder. De zuigerbeweging kan worden veroorzaakt door simpelweg minder of meer kracht uit te oefenen op één zijde van de zuiger.
Een enkelwerkende pneumatische aandrijving in zuigerstijl maakt gebruik van een veer aan de ene kant en verandert de kracht naar de andere kant, terwijl een dubbelwerkende pneumatische aandrijving in zuigerstijl luchtdruk heeft die op beide vlakken van de zuiger wordt uitgeoefend. De lineaire beweging van de zuiger kan direct worden gebruikt voor het activeren van lineaire beweging, anders kan deze worden veranderd in een roterende beweging met een rondsel en tandheugel of een verwante mechanische opstelling. Deze aandrijvingen worden eenvoudig herkend met een cilinderdiameter en slaglengte. Een pneumatische actuator met een grote cilinder kan meer kracht uitoefenen.
Rotary Vane Pneumatische Actuator
De pneumatische aandrijving van het draaischuiftype werkt gewoon als een pneumatische zuigeraandrijving met twee kamers onder druk. De behuizing van deze actuator heeft de vorm van een taartwig in plaats van een cilindervorm. Een peddel met een uitgaande as verdeelt eenvoudig de twee onder druk staande kamers. Door de mate van verschil over de peddel te veranderen, beweegt de uitgaande as dienovereenkomstig gedurende zijn 90 graden beweging.
Veer/membraan pneumatische actuator:
Dit soort pneumatische actuator heeft perslucht nodig om een membraan tegen een plaat te duwen waartegenover een veer staat. Zodra de druk is afgenomen, trekt de veer het diafragma terug. Dus door de kracht te veranderen, kan de positie worden bereikt. Dit soort actuator kan open/fail-closed worden zodra de luchtkracht verloren gaat door de veer die de actuator terugbrengt naar de breekpositie.
Voor-en nadelen
De voordelen van pneumatische actuator: s omvatten het volgende.
- Pneumatische actuators leveren hoge kracht en hoge bewegingssnelheden zodra ze zijn gebruikt in op lineaire bewegingsbesturing gebaseerde toepassingen.
- Deze actuatoren hebben een hoge duurzaamheid.
- Ze hebben een hoge betrouwbaarheid.
- Dit zijn de voorkeursapparaten waarbij hygiëne essentieel is in de toepassingen.
- Kostenefficiënt.
- Deze zijn zeer eenvoudig te onderhouden en te installeren
- Deze zijn extreem duurzaam en kunnen de kosten verlagen die nodig zijn om hun prestaties te behouden.
- Deze aandrijvingen hebben een breed temperatuurbereik van 0 – 200 °C.
- Deze zijn explosie- en brandveilig.
- Pneumatische aandrijvingen hebben minder gewicht.
De nadelen van pneumatische aandrijvingen omvatten het volgende.
- Het o/p-vermogen van deze actuator is kleiner dan de hydraulische actuator.
- De binnenste machineonderdelen worden niet gesmeerd vanwege het gebruik van lucht zoals de vloeistof.
- De uitvoernauwkeurigheid is vrij minder bij op lage snelheid gebaseerde bewerkingen.
- Deze actuatoren werken zeer efficiënt wanneer ze voor bepaalde toepassingen worden gebruikt.
- Deze worden niet goed uitgevoerd bij lagere snelheid.
- Perslucht heeft een goede voorbereiding nodig
- De lucht kan vervuild zijn door smering of olie waardoor het onderhoud minder wordt.
Toepassingen
De toepassingen van pneumatische aandrijvingen omvatten het volgende.
- Pneumatische aandrijvingen zijn toepasbaar in een breed scala aan toepassingen, zoals verschillende industriële gebieden en enkele van de toepassingsgebieden van deze aandrijvingen zijn;
- Lucht compressoren.
- Luchtvaart.
- Spoorweg aanvraag.
- Verpakkings- en productiemachines.
- Brandbare automotoren.
- Deze aandrijvingen worden vaak gebruikt in zuigers en ontstekingskamers van benzine-aangedreven voertuigen. Dus gebruiken ze de luchtontsteking en benzine om de onder druk staande energie te genereren die de zuiger uiteindelijk beweegt en energie in de krukas van de auto verandert. Maar deze actuatoren zijn meestal afhankelijk van gas onder druk zonder ontsteking om de gewenste mechanische kracht te genereren.
- Dit soort actuatoren is nodig voor verpakkings- en productiemachines, luchtcompressoren, postbuizen en ook voor transportapparatuur zoals vliegtuigen en spoorwegtoepassingen.
Hoe wordt pneumatiek gebruikt in robotica?
Over het algemeen gebruikt Pneumatics gas onder druk voor het regelen van fysieke systemen. Deze worden veel gebruikt op robots met perslucht om mechanische beweging te produceren.
Wat is een pneumatische robotarm?
De pneumatische robotarm werkt als een menselijke hand en bevat namelijk twee armen; de bovenarm en onderarm. De bovenarm is permanent met scharnierende ondersteuning aan de draaibare basis en geactiveerd met een pneumatische cilinder, terwijl de onderarm door scharnierende ondersteuning aan de bovenarm is bevestigd. Daarom werkt de robotarm als een menselijke hand met behulp van een pneumatische cilinder.
Dit is dus een overzicht van een pneumatische actuator – werken met applicaties. Deze actuatoren zijn efficiënte, zeer betrouwbare en veilige bronnen voor bewegingsbesturing die gebruik maken van gas of perslucht om energie om te zetten in lineaire of roterende beweging. Deze zijn bijzonder geschikt voor frequent openen en sluiten van kleppen en worden ook gebruikt in andere industriële toepassingen waar het gebruik van elektriciteit een ontstekings- of brandgevaar kan veroorzaken. Hier is een vraag voor u, wat zijn de voorbeelden van actuatoren?
