In genere, una valvola non può controllare un processo da sola, quindi ha bisogno di un operatore che le posizioni per controllare una variabile di processo. È necessario un dispositivo speciale come un attuatore per azionare le valvole a distanza e automaticamente per spostarle. Un attuatore è un tipo di dispositivo utilizzato per far funzionare o spostare qualcosa. Attuatori sono disponibili in tre tipi che sono definiti dalla loro fonte di energia e utilizzati in settori come quello elettrico, idraulico e pneumatico. Quindi questo articolo discute una panoramica di attuatore pneumatico – lavoro e loro applicazioni.
Cos'è l'attuatore pneumatico?
Una definizione di attuatore pneumatico è; un tipo di attuatore che viene utilizzato per trasformare in movimento l'energia contenuta nell'aria compressa. Esistono diversi produttori che offrono diverse forme di attuatori pneumatici in cui alcuni attuatori convertono l'energia dell'aria compressa in movimento lineare e alcuni attuatori cambiano in movimento rotatorio. Questi attuatori hanno nomi diversi nel settore come cilindri pneumatici, attuatori pneumatici e cilindri pneumatici.
Come funziona un attuatore pneumatico?
Un attuatore pneumatico dipende principalmente da una qualche forma di gas pressurizzato come l'aria compressa che entra in una camera per aumentare la pressione. Una volta che questa aria accumula una pressione sufficiente rispetto alla pressione atmosferica esterna, si traduce nel movimento cinetico controllato di un dispositivo come un ingranaggio o un pistone. Quindi questo movimento risultante è diretto in un movimento circolare o in una linea retta. Questi attuatori sono uno dei dispositivi meccanici più utilizzati in un'ampia gamma di industrie attuali quando il gas compresso viene convertito in energia è estremamente controllato, ripetibile e affidabile.
Costruzione e funzionamento di attuatori pneumatici
L'attuatore pneumatico è costruito utilizzando diversi componenti come una molla, un compressore, un serbatoio, un diaframma e una valvola. Lo schema seguente rappresenta la costruzione di un attuatore pneumatico. Per azionare questo sistema, l'energia del fluido viene modificata in meccanica. In questo sistema, l'aria fresca viene compressa attraverso il compressore e quest'aria viene semplicemente immagazzinata all'interno del serbatoio di stoccaggio.
Qui, una valvola di controllo del flusso viene utilizzata per controllare la direzione dell'aria e la sua velocità del flusso. L'unità a molla in questo attuatore gestisce il flusso d'aria da un luogo all'altro e fornisce anche una corsa di ritorno verso il pistone.
All'inizio, la valvola di controllo rimarrà aperta e il diaframma verrà sollevato attraverso l'azione della molla che necessita di alimentazione d'aria. Quindi l'aria viene aspirata dall'atmosfera, filtrata da un filtro e immessa nel compressore. Ora, il compressore comprimerà l'aria e aumenterà il livello di pressione.
Qui dobbiamo notare che, quando il livello di pressione dell'aria viene aumentato, viene aumentata anche la temperatura dell'aria. Pertanto, i refrigeratori d'aria vengono utilizzati per mantenere la temperatura a un intervallo modesto. Successivamente, l'aria pressurizzata viene semplicemente immagazzinata all'interno di un serbatoio di stoccaggio in modo che il livello di pressione possa essere mantenuto. Inoltre, questa aria pressurizzata all'interno del sistema applica energia al diaframma dell'attuatore pneumatico. Una volta che la forza supera la forza della molla a causa dell'aria pressurizzata, mantiene il diaframma in alto per far sì che il diaframma si muova verso il basso per chiudere la valvola di controllo.
Quando la pressione di alimentazione dell'aria viene aumentata, il diaframma si muove continuamente verso il basso e questo chiude completamente la valvola di controllo in un punto particolare. Allo stesso modo, una volta che la pressione di alimentazione dell'aria è diminuita, la forza applicata sul diaframma dalla molla vince la forza a causa della forza fornita. Ciò può causare un movimento verso l'alto del diaframma per aprire la valvola di controllo.
Qui, si nota anche qui che la posizione della valvola di controllo dipende principalmente dalla pressione dell'aria. Di conseguenza, l'apertura e la chiusura della valvola di controllo è correlata al movimento del diaframma con la pressione dell'aria.
Sappiamo che dopo un controller, gli attuatori sono lì per fornire un segnale di controllo per l'esecuzione dell'azione preferita. Quindi la pressione dell'aria verrà modificata in base al segnale di controllo ottenuto e questo cambierà simultaneamente la posizione della valvola di controllo. In questo modo, questo attuatore funziona in base al segnale di controllo ricevuto e guida il processo.
Tipi di attuatori pneumatici
Esistono diversi tipi di attuatori pneumatici come pistoni, palette rotanti e molle o diaframmi.
Attuatore pneumatico a pistone
Questo tipo di attuatore pneumatico utilizza un pistone all'interno di un cilindro. Il movimento del pistone può essere causato semplicemente applicando meno o più potenza su una faccia del pistone.
L'attuatore pneumatico a pistone a semplice effetto utilizza una molla su una faccia e cambia la forza sull'altra faccia, mentre un attuatore pneumatico a pistone a doppio effetto ha una pressione dell'aria che viene applicata su entrambe le facce del pistone. Il movimento lineare del pistone può essere utilizzato direttamente per l'attuazione del movimento lineare, altrimenti può essere trasformato in movimento rotatorio con pignone e cremagliera o relativa disposizione meccanica. Questi attuatori sono semplicemente riconosciuti con un diametro del cilindro e la lunghezza della corsa. Un attuatore pneumatico con un cilindro grande è in grado di esercitare una forza maggiore.
Attuatore pneumatico rotativo a palette
L'attuatore pneumatico a palette rotativa funziona semplicemente come un attuatore pneumatico a pistone con due camere pressurizzate. L'alloggiamento di questo attuatore ha la forma di un cuneo a torta piuttosto che una forma cilindrica. Una paletta che include un albero di uscita divide semplicemente le due camere pressurizzate. La modifica del grado di differenza attraverso la paletta sposta l'albero di uscita di conseguenza durante i suoi 90 gradi di movimento.
Attuatore pneumatico a molla/membrana
Questo tipo di attuatore pneumatico necessita di aria compressa per spingere un diaframma contro una piastra a cui si oppone una molla. Una volta che la pressione è diminuita, la molla tirerà indietro il diaframma. Quindi, modificando la forza, la posizione può essere raggiunta. Questo tipo di attuatore può aprirsi/chiudersi in modo anomalo una volta che la forza dell'aria viene persa dalla molla che riporta l'attuatore in posizione di interruzione.
Vantaggi e svantaggi
Il vantaggi dell'attuatore pneumatico s includono quanto segue.
- Gli attuatori pneumatici forniscono una forza elevata e velocità di movimento elevate una volta utilizzati nelle applicazioni basate sul controllo del movimento lineare.
- Questi attuatori hanno una lunga durata.
- Hanno un'elevata affidabilità.
- Questi sono i dispositivi preferiti in cui l'igiene è essenziale nelle applicazioni.
- Conveniente.
- Questi sono molto facili da mantenere e installare
- Questi sono estremamente durevoli e possono ridurre i costi necessari per mantenere le loro prestazioni.
- Questi attuatori hanno un'ampia gamma di temperature che vanno da 0 a 200 °C.
- Questi sono esplosivi e ignifughi.
- Gli attuatori pneumatici hanno un peso inferiore.
Il svantaggi degli attuatori pneumatici include il seguente.
- La potenza o/p di questo attuatore è inferiore a quella dell'attuatore idraulico.
- Le parti interne della macchina non sono lubrificate a causa dell'utilizzo dell'aria come il fluido.
- La precisione dell'output è piuttosto inferiore all'interno di operazioni a bassa velocità.
- Questi attuatori funzionano in modo molto efficiente quando vengono utilizzati per applicazioni particolari.
- Questi non vengono eseguiti bene a una velocità inferiore.
- L'aria compressa ha bisogno di una buona preparazione
- L'aria può essere inquinata da lubrificazione o olio che ne riducono la manutenzione.
Applicazioni
Il applicazioni di attuatori pneumatici include il seguente.
- Gli attuatori pneumatici sono applicabili in un'ampia gamma di applicazioni come diverse aree industriali e alcune delle aree di applicazione di questi attuatori sono;
- Compressori d'aria.
- Aviazione.
- Applicazione ferroviaria.
- Macchine per l'imballaggio e la produzione.
- Motori automobilistici combustibili.
- Questi attuatori sono comunemente usati nei pistoni e nelle camere di accensione dei veicoli a benzina. Quindi utilizzano l'accensione dell'aria e la benzina per generare l'energia pressurizzata che alla fine muove il pistone e cambia energia nell'albero motore dell'auto. Ma questi attuatori dipendono principalmente dal gas pressurizzato senza accensione per generare la forza meccanica preferita.
- Questi tipi di attuatori sono necessari per macchinari per l'imballaggio e la produzione, compressori d'aria, tubi postali e anche dispositivi di trasporto come applicazioni aeronautiche e ferroviarie.
Come viene utilizzata la pneumatica nella robotica?
Generalmente, la pneumatica utilizza gas pressurizzato per controllare i sistemi fisici. Questi sono ampiamente utilizzati sui robot con aria compressa per produrre movimento meccanico.
Che cos'è un braccio robotico pneumatico?
Il braccio robotico pneumatico funziona come una mano umana e comprende due braccia in particolare; la parte superiore del braccio e l'avambraccio. Il braccio superiore è permanente con supporto incernierato alla base girevole e attivato con un cilindro pneumatico mentre l'avambraccio è fissato al braccio superiore tramite supporto incernierato. Pertanto il braccio robotico funziona come una mano umana utilizzando un cilindro pneumatico.
Così, questo è una panoramica di un attuatore pneumatico – lavorare con le applicazioni. Questi attuatori sono sorgenti di controllo del movimento efficienti, altamente affidabili e sicure che utilizzano gas o aria pressurizzata per convertire l'energia in movimento lineare o rotatorio. Questi sono particolarmente adatti per l'apertura e la chiusura frequenti delle valvole e sono utilizzati anche in altre applicazioni industriali laddove l'utilizzo dell'elettricità possa causare un'accensione o un pericolo di incendio. Ecco una domanda per te, quali sono gli esempi di attuatori?
