المشغل الهوائي: البناء والعمل وتطبيقاته

المشغل الهوائي: البناء والعمل وتطبيقاته

بشكل عام ، لا يمكن للصمام التحكم في العملية بمفرده ، لذلك يحتاجون إلى عامل لوضعهم للتحكم في متغير العملية. مطلوب جهاز خاص مثل المشغل لتشغيل الصمامات عن بعد وتحريكها تلقائيًا. المشغل هو نوع واحد من الأجهزة المستخدمة لجعل شيء ما يعمل أو يتحرك. المحركات متوفرة بثلاثة أنواع يتم تحديدها من خلال مصدر طاقتها وتستخدم في صناعات مثل الكهرباء والهيدروليك والهواء المضغوط. لذا تتناول هذه المقالة نظرة عامة على المحرك بالهواء المضغوط - العمل وتطبيقاتهم.




ما هو المشغل الهوائي؟

تعريف المشغل الهوائي هو ؛ نوع من المشغل المستخدم لتغيير الطاقة الموجودة في الهواء المضغوط إلى الحركة. هناك مصنعون مختلفون يقدمون أشكالًا مختلفة من المشغلات الهوائية حيث تقوم بعض المحركات بتحويل طاقة الهواء المضغوط إلى حركة خطية وتتغير بعض المحركات إلى حركة دوارة. هذه المحركات لها أسماء مختلفة في الصناعة مثل اسطوانات الهواء ومشغلات الهواء والاسطوانات الهوائية.

  المحرك بالهواء المضغوط
المحرك بالهواء المضغوط

كيف يعمل المشغل الهوائي؟

يعتمد المشغل الهوائي بشكل أساسي على شكل من أشكال الغاز المضغوط مثل الهواء المضغوط الذي يدخل إلى الحجرة لبناء الضغط. بمجرد أن يولد هذا الهواء ضغطًا كافيًا مقارنة بالضغط الجوي الخارجي ، فإنه ينتج عنه حركة حركية متحكم بها لجهاز مثل الترس أو المكبس. لذلك يتم توجيه هذه الحركة الناتجة إما في حركة دائرية أو في خط مستقيم. تعد هذه المحركات واحدة من أكثر الأجهزة الميكانيكية استخدامًا في مجموعة واسعة من الصناعات الحالية عندما يتم التحكم في الغاز المضغوط إلى طاقة بشكل كبير وقابل للتكرار ويمكن الاعتماد عليه.





بناء وتشغيل المحرك الهوائي

يتم إنشاء المشغل الهوائي باستخدام مكونات مختلفة مثل الزنبرك والضاغط والخزان والحجاب الحاجز والصمام. يمثل الرسم البياني التالي بناء مشغل هوائي. لقيادة هذا النظام ، يتم تغيير طاقة السائل إلى طاقة ميكانيكية. في هذا النظام ، يتم ضغط الهواء النقي من خلال الضاغط ويتم تخزين هذا الهواء ببساطة داخل خزان التخزين.

  بناء المحرك الهوائي
بناء المحرك الهوائي

هنا ، يتم استخدام صمام التحكم في التدفق للتحكم في اتجاه الهواء وسرعة تدفقه. وحدة الزنبرك في هذا المشغل تتعامل مع تدفق الهواء من مكان إلى آخر وتعطي أيضًا ضربة عودة نحو المكبس.
في البداية ، سيبقى صمام التحكم مفتوحًا ويتم سحب الحجاب الحاجز لأعلى من خلال حركة الزنبرك في حاجة إلى تزويد الهواء. ثم يتم سحب الهواء من الغلاف الجوي ويتم ترشيحه بواسطة مرشح ويتم إعطاؤه للضاغط. الآن ، يقوم الضاغط بضغط الهواء ويزيد من مستوى الضغط.



هنا يجب أن نلاحظ أنه عند زيادة مستوى ضغط الهواء ، تزداد درجة حرارة الهواء أيضًا. وبالتالي ، يتم استخدام مبردات الهواء للحفاظ على درجة الحرارة في نطاق متواضع. بعد ذلك ، يتم تخزين الهواء المضغوط ببساطة داخل خزان تخزين بحيث يمكن الحفاظ على مستوى الضغط. بالإضافة إلى ذلك ، يطبق هذا الهواء المضغوط داخل النظام الطاقة على الحجاب الحاجز للمشغل الهوائي. بمجرد أن تتغلب القوة على قوة الزنبرك بسبب الهواء المضغوط ، فإنها تحافظ على الحجاب الحاجز في الأعلى لتسبب تحرك الحجاب الحاجز لأسفل لإغلاق صمام التحكم.

  PCBWay

عند زيادة ضغط إمداد الهواء ، يتحرك الحجاب الحاجز باستمرار في الاتجاه السفلي وهذا يغلق صمام التحكم تمامًا عند نقطة معينة. وبالمثل ، بمجرد انخفاض ضغط إمداد الهواء ، فإن القوة المطبقة على الحجاب الحاجز بواسطة الزنبرك تتغلب على القوة بسبب القوة الموردة. يمكن أن يتسبب ذلك في حركة في الاتجاه العلوي للحجاب الحاجز لفتح صمام التحكم.

هنا ، يُلاحظ أيضًا أن موضع صمام التحكم يعتمد بشكل أساسي على ضغط الهواء. نتيجة لذلك ، يرتبط فتح وإغلاق صمام التحكم بحركة الحجاب الحاجز مع ضغط الهواء.

نعلم أنه بعد وحدة التحكم ، توجد مشغلات لتوفير إشارة تحكم للإجراء المفضل. لذلك سيتم تغيير ضغط الهواء بناءً على إشارة التحكم التي تم الحصول عليها وهذا يغير موضع صمام التحكم في وقت واحد. بهذه الطريقة ، يعمل هذا المشغل وفقًا لإشارة التحكم المستقبلة ويدفع العملية.

أنواع المحركات الهوائية

هناك أنواع مختلفة من المشغلات التي تعمل بالهواء المضغوط مثل المكابس والدوارات والينابيع والأغشية.

مشغل هوائي مكبس

يستخدم هذا النوع من المشغلات الهوائية مكبسًا داخل أسطوانة. يمكن أن تحدث حركة المكبس ببساطة عن طريق تطبيق طاقة أقل أو أكثر على وجه واحد من المكبس.

  مشغل هوائي مكبس
مشغل هوائي مكبس

يستخدم المشغل الهوائي بنمط المكبس أحادي الفعل زنبركًا على وجه واحد ويغير القوة إلى الوجه الآخر في حين أن المحرك الهوائي بنمط المكبس مزدوج المفعول به ضغط هواء يتم تطبيقه على وجهي المكبس. يمكن استخدام الحركة الخطية للمكبس مباشرة لتشغيل الحركة الخطية وإلا يمكن تغييرها إلى حركة دورانية بترس ورف أو ترتيب ميكانيكي ذي صلة. يتم التعرف على هذه المشغلات ببساطة بقطر الأسطوانة وطول الشوط. المشغل الهوائي بأسطوانة كبيرة قادر على بذل المزيد من القوة.

المحرك الهوائي ذو الريشة الدوارة

يعمل المحرك الهوائي من نوع الريشة الدوارة ببساطة مثل مشغل هوائي مكبس مع غرفتين مضغوطتين. تم تشكيل غلاف هذا المشغل مثل إسفين دائري بدلاً من شكل أسطوانة. يقوم المجذاف الذي يشتمل على عمود الإخراج بتقسيم الغرفتين المضغوطة ببساطة. يؤدي تغيير درجة الاختلاف عبر المجداف إلى تحريك عمود الإخراج وفقًا لذلك خلال 90 درجة من الحركة.

  نوع الريشة الدوارة
نوع الريشة الدوارة

المحرك الهوائي الربيعي / الغشائي

يحتاج هذا النوع من المشغل الهوائي إلى هواء مضغوط لدفع الحجاب الحاجز ضد صفيحة يعارضها زنبرك. بمجرد أن ينخفض ​​الضغط ، فإن الزنبرك سوف يسحب الحجاب الحاجز. لذلك عن طريق تغيير القوة ، يمكن الوصول إلى الموقف. يمكن لهذا النوع من المشغلات أن يفتح / ينغلق بعد فشل بمجرد فقدان القوة الجوية بواسطة الزنبرك الذي يعيد المشغل إلى موضع الكسر.

  نوع الربيع أو الحجاب الحاجز
نوع الربيع أو الحجاب الحاجز

المميزات والعيوب

ال مزايا المحرك الهوائي ق تشمل ما يلي.

  • توفر المحركات الهوائية قوة عالية وسرعات حركة سريعة بمجرد استخدامها في التطبيقات القائمة على التحكم في الحركة الخطية.
  • هذه المحركات لديها متانة عالية.
  • لديهم موثوقية عالية.
  • هذه هي الأجهزة المفضلة حيث تعتبر النظافة ضرورية في التطبيقات.
  • فعاله من حيث التكلفه.
  • هذه سهلة الصيانة والتركيب
  • هذه متينة للغاية ويمكن أن تقلل من التكاليف المطلوبة للحفاظ على أدائها.
  • هذه المحركات لها نطاق واسع من درجات الحرارة التي تتراوح من 0 - 200 درجة مئوية.
  • هذه مقاومة للانفجار والحريق.
  • المشغلات الهوائية لها وزن أقل.

ال مساوئ المحركات الهوائية تشمل ما يلي.

  • قوة o / p لهذا المشغل أصغر من المشغل الهيدروليكي.
  • لا يتم تشحيم أجزاء الماكينة الداخلية بسبب استخدام الهواء مثل السوائل.
  • دقة الإخراج أقل إلى حد ما في العمليات القائمة على السرعة المنخفضة.
  • تعمل هذه المحركات بكفاءة عالية عند استخدامها لتطبيقات معينة.
  • لا يتم تنفيذ هذه بشكل جيد بسرعة أقل.
  • يحتاج الهواء المضغوط إلى إعداد جيد
  • يمكن أن يتلوث الهواء بالتزييت أو الزيت مما يقلل من صيانته.

التطبيقات

ال تطبيقات المحركات الهوائية تشمل ما يلي.

  • المشغلات الهوائية قابلة للتطبيق في مجموعة واسعة من التطبيقات مثل المجالات الصناعية المختلفة وبعض مجالات التطبيق لهذه المحركات ؛
  • ضاغطات للهواء.
  • طيران.
  • تطبيق السكك الحديدية.
  • آلات التعبئة والتغليف والإنتاج.
  • محركات السيارات القابلة للاشتعال.
  • تستخدم هذه المحركات بشكل شائع في المكابس وغرف الإشعال للمركبات التي تعمل بالبنزين. لذا فهم يستخدمون اشتعال الهواء والبنزين لتوليد الطاقة المضغوطة التي تحرك المكبس في نهاية المطاف وتغير الطاقة إلى العمود المرفقي للسيارة. لكن هذه المحركات تعتمد في الغالب على الغاز المضغوط من خلال عدم الاشتعال لتوليد القوة الميكانيكية المفضلة.
  • هذه الأنواع من المشغلات ضرورية لآلات التعبئة والتغليف والإنتاج وضواغط الهواء وأنابيب البريد وأيضًا أجهزة النقل مثل تطبيقات الطائرات والسكك الحديدية.

كيف يتم استخدام بضغط الهواء في الروبوتات؟

بشكل عام ، تستخدم بضغط الهواء غازًا مضغوطًا للتحكم في الأنظمة الفيزيائية. تستخدم على نطاق واسع في الروبوتات ذات الهواء المضغوط لإنتاج حركة ميكانيكية.

ما هي الذراع الروبوتية الهوائية؟

تعمل الذراع الروبوتية مثل يد الإنسان وتضم ذراعين هما ؛ العضد والساعد. الجزء العلوي من الذراع دائم مع دعم مفصلي للقاعدة القابلة للدوران ويتم تنشيطه بأسطوانة تعمل بالهواء المضغوط بينما يتم تثبيت الساعد على الجزء العلوي من الذراع عن طريق الدعم المفصلي. لذلك فإن الذراع الآلية تعمل مثل يد الإنسان باستخدام أسطوانة تعمل بالهواء المضغوط.

وهكذا ، هذا هو لمحة عامة عن مشغل هوائي - العمل مع التطبيقات. هذه المشغلات هي مصادر فعالة وموثوقة وآمنة للتحكم في الحركة تستخدم الغاز أو الهواء المضغوط لتحويل الطاقة إلى حركة خطية أو دورانية. هذه مناسبة بشكل خاص لفتح وإغلاق الصمام بشكل متكرر وتستخدم أيضًا في التطبيقات الصناعية الأخرى حيث قد يتسبب استخدام الكهرباء في حدوث اشتعال أو خطر نشوب حريق. إليك سؤال لك ، ما هي أمثلة المشغلات؟