سیلندر پنوماتیک

سیلندر پنوماتیک چیست؟

سیلندرهای پنوماتیک یا جک پنوماتیک همان طور که از نام آن ها مشخص است، دسته ای از عملگر های پنوماتیک می باشند و توسط هوای فشرده فعالیت می کنند. به طور کلی حرکت در سیلندر پنوماتیک به این گونه است که هوای فشرده از ورودی جک وارد و در پشت سیلندر جمع می شود. نهایتا با فشار خود باعث حرکت صفحه ای می شود که شفت جک به آن متصل می باشد و به این ترتیب جک حرکت می کند. این جک ها برای جابه جایی و انتقال خطی استفاده می شوند.

پارامتر های مهم جهت انتخاب جک پنوماتیک، مشخص کردن طول کورس و قطر پیستون جک می باشد. فاصله بین نقطه حرکت اولیه تا آخرین نقطه ای که میله پیستون یا شفت سیلندر طی می کند، طول کورس می باشد و با واحد میلی متر مشخص می شود. معمولا طول کورس برای جک های پنوماتیک متناسب با طراحی انجام شده از 1 تا 2000 میلی متر متغیر می باشد.

انواع سیلندرهای پنوماتیکی و کاربردش

جک ها و سیلندرهای پنوماتیک همان طور که گفته شد در دسته عملگر های خطی پنوماتیک می باشند و این جک های خطی به دو گروه تقسیم می شوند.

  1. سیلندر های یک طرفه یا یک کاره
  2. سیلندر های دو طرفه یا دو کاره

سیلندر های یک طرفه یا یک کاره

این سیلندر ها قادر به انجام کورس حرکتی خود از یک طرف می باشند. به این صورت که هوای فشرده از یک سمت وارد شده و با ورود خود، باعث حرکت پیستون می شود. هنگامی که فشار هوای ورودی به سیلندر قطع و هوای داخل سیلندر خارج شود، پیستون و میله پیستون به کمک فنر بازگرداننده به حالت اولیه خود برمی گردند.

سیلندر های یک طرفه به دلیل ساختمان و عملکرد ساده، ابعاد کوچک و طول کورس کوتاهی دارند. به همین دلیل در فضاهای کوچک استفاده می شوند. به عنوان مثال :

  1. انتقال محصول
  2. تقسیم کردن
  3. مهار کردن
  4. خروج محصول از خط تولید

مشخصات سیلندرهای یک طرفه پنوماتیک

مشخصات کلی سیلندر های یک طرفه پنوماتیک عبارتند از:

  • مصرف هوا فقط هنگامی که جک حرکت دارد.
  • توقف دقیق جک هنگامی که فشار هوا قطع باشد.
  • با توجه به محدودیت طول کورس فنر، مقدار خروجی سیلندر محدود است.
  • مقاومت فنر دلیلی برای کاهش ده درصدی نیروی جلو رفتن می باشد.

کاربرد سیلندر پنوماتیک یک طرفه

این سیلندر ها در صنعت، بیشتر قابلیت فشرده سازی یا پرس قطعات، ساخت گیره های پنوماتیکی و یا جدا کردن قطعات از قالب را دارند.

سیلندر های دوطرفه یا دو کاره

نام این سیلندر ها نحوه عملکرد آنها را مشخص می کنند، آن ها توانایی این که هم در رفت و هم در برگشت میله پیستون کار انجام دهند را دارند. علاوه بر این، تفاوت این سیلندر ها با سیلندر های یک کاره به این صورت است که برگشت پیستون به وسیله فنر بازگرداننده نیست و هوای فشرده حرکت بازگشت را انجام می دهد.

در برخی موارد شفت یا میله پیستون سیلندر دو طرفه خود نیز دو طرفه می باشد. این یعنی از هر دو طرف سیلندر، شفت یا میل پیستون بیرون آمده و در نتیجه قادر است که از هر دو طرف کار را انجام دهد.

در سیلندرهای دو طرفه ای که سطح مقطع دو طرف پیستون با هم برابر است، نیروی هر دو جهت هم حالت رفت و هم حالت برگشت جک با هم یکسان می باشد. در سیلندرهای دو طرفه ای که سطح مقطع دو طرف پیستون با هم برابر نباشند، نیروی کار رفت و برگشت نیز با هم برابر نخواهد بود چراکه نیرویی که توسط میله پیستون در جهت رفت انتقال داده می شود، از نیرویی که در جهت برگشت منتقل می شود، بزرگتر است. زیرا سطح مقطع موثر پیستون درجهت برگشت کوچکتر از سطح مقطع پیستون در جهت رفت می باشد.

عملکرد این سیلندر ها به این گونه است که هوای فشرده از طریق ورودی سیلندر دوطرفه وارد می شود و باعث حرکت پیستون و خروج می شود. هنگامی که جریان هوای فشرده به وسیله شیر عکس شود، هوای فشرده موجود در سیلندر تخلیه شده و به طور همزمان هوای فشرده از مجرای موجود در روی درپوش بالایی سیلندر وارد می شود و باعث بازگشت پیستون و شفت سیلندر به حالت اولیه خود می شود.

مشخصات سیلندر پنوماتیک دو طرفه

همان طور که گفته شد سیلندرهای دو طرفه دو مجرای ورودی و خروجی دارند و مشخصات کلی آن ها عبارتند از:

  • هر دو طرف رفت و برگشت دارای جک می باشد.
  • دارای ساختمان بسیار ساده ای هستند.
  • با ترکیب دو عدد از این جک ها، می توان شفت را در چند نقطه مشخص متوقف کرد.

کاربرد سیلندر پنوماتیک دو طرفه

به طور کلی کاربرد عمده جک دو طرفه در حرکات خطی می باشد که نیازمند نیروی کم یا متوسطی هستند و با توجه به کاربردی که در سیستم های پنوماتیک دارند، انواع مختلفی نیز دارند که عبارتند از:

  1. جک قلمی
  2. جک چهارمیل
  3. جک رادلس (بدون شفت)
  4. جک کامپکت (فشرده)
  5. جک کتابی

پرکاربردترین جک ها، جک های دارای شفت و از نوع چهارمیل یا قلمی می باشد. از جمله کاربرد های جک پنوماتیکی در صنعت می توان مواردی مانند جابه جایی قطعات، ترمز غلطک، پرسکاری، ترمز های صنعتی و باز و بسته کردن درب ها را نام برد.

انواع دیگر سیلندرهای پنوماتیک

پرکاربردترین و محبوب ترین سیلندرها، سیلندرهای تک عملکردی و دو عملکردی می باشند. اما انواع دیگری از آن ها نیز موجود است.

به عنوان مثال سیلندرهایی طراحی شده اند که به سیلندر دوار یا چرخشی معروف می باشند و زمانی کاربرد دارند که بخواهیم از نیروی وارده به وسیله هوا به پیستون برای ایجاد حرکت چرخشی استفاده کنیم.

نوع دیگری از این سیلندرها سیلندرهای هوای بدون راد یا سیلندر رادلس می باشند و از طریق اتصالات مکانیکی و مغناطیسی نیرو ایجاد می کنند.

سیلندر تاندم نوع دیگری از سیلندرهای پنوماتیک است که از دو سیلندر دوطرفه که در یک واحد به یکدیگر متصل شده اند، تشکیل شده است. در این نوع همزمان دو سیلندر با یکدیگر فعال شده و نیرویی تقریبا دو برابر تولید می کند. این سیلندر هنگامی کاربرد دارد که به نیروی بزرگی نیاز باشد، اما در اندازه قطر پیستون محدودیت وجود داشته باشد.

از انواع دیگر این سیلندر ها می توان سیلندر چند موضعی را نام برد. ساختار این سیلندرها به گونه ای است که دو یا چند سیلندر دو طرفه با طول کورس های متفاوت به یکدیگر متصل شده اند و با وارد شدن هوا به هر قسمت شروع به فعالیت می کند.

ترمز سیلندر پنوماتیک

هنگام کار کردن جک پنوماتیک بایستی سرعت پیستون پیش از پایان کورس کاهش پیدا کند، چراکه باید از ضرب خوردگی قطعات جلوگیری شود. هر وسیله یا ویژگی ای از جک که سبب جلوگیری از ضربه شود، ترمز جک نام می گیرد. این ترمز می تواند به صورت یک حلقه لاستیک در داخل و روی پیستون سیلندر پنوماتیک قرار گیرد و یا به شکل یک پلاستیک یا دمپر خارجی روی بدنه بیرونی و زیر صفحه حرکت کننده جک تعبیه شود.

ممکن است این ترمز سیلندر پنوماتیک به صورت یک سیستم نسبتا پیچیده و قابل تنظیم بر روی سیلندر پنوماتیک تعبیه شده باشد. به گونه ای که با کنترل حجم هوای تخلیه ای در لحظات پایانی کورس، جک ضربه پیستون را کنترل و از بروز آسیب و لرزه در کل سیستم جلوگیری کند.

در صورتی که ترمز سیلندر به درستی عمل نکند نه تنها خود جک پنوماتیک، بلکه ممکن است یک ماشین پنوماتیکی نیز به دلیل ضربه های وارد آمده دچار آسیب و صدمه شود.

بنابراین برای جلوگیری از صدمات وارده به سیلندر و ماشین پنوماتیکی بایستی جک پنوماتیک بزرگ و استاندارد در دو سمت سرپوش سیلندر به سیستم ضربه گیر مجهز شوند.

ساختمان سیلندر پنوماتیک

جک یا سیلندر پنوماتیک مهم ترین قسمت یک سیستم پنوماتیکی است. عملکرد سیلندر پنوماتیک به وسیله باد برای ایجاد حرکت های طولی و رفت و برگشت از قدرت هوای فشرده استفاده می کند. سیلندر پنوماتیک عملکردی مشابه جک هیدرولیک دارد اما به دلیل اینکه هوا به عنوان یک سیال در دسترس تر است ، کارکرد آن ساده می باشد و در مقایسه آن با روغن هیدرولیک آلایندگی کمتری نیز دارد و در صنایع مختلف بیشتر استفاده می شود. سیلندر پنوماتیک از بدنه ، پیستون ، پکینگ و اتصالات تشکیل شده است و با توجه به میزان باری که تحمل و منتقل می کند، کورس آن انتخاب می شود.

اجزای سیلندر پنوماتیک

جکهای قلمی پنوماتیک از چندین بخش اصلی تشکیل شده اند که شامل موارد زیر می باشد :

1 سیلندر مانند یک استوانه تو خالی می باشد که سطح داخل آن صیقلی شده است تا پیستون به راحتی در آن حرکت کند. معمولا جنس آن آلومینیوم، فولاد و استیل می باشد .
2 پیستون پیستون داخل سیلندری که از جنس آلومینیوم، فولاد و استیل قرار می گیرد.
3 میله یا شفت جک جنسی از کربن استیل، استیل و فولاد با روکش کروم دارد .
4 کفشک های سر و ته جک کفشک ها از جنس آلومینیوم، فولاد و یا استیل است که پورت های ورود و خروج سیال بر روی آن تعبیه گردیده است.
5 ترمز یا ضربه گیر روی کفشک های سر و ته جک قرار می گیرد و باعث جلوگیری از ضربه زدن جک می شود .
6 اورینگ و پکینگ اورینگ و پکینگ بر روی پیستون وظیفه آب بندی را بر عهده دارد.

قدرت سیلندر پنوماتیک

عوامل متعددی برای محاسبه قدرت جک پنوماتیک وجود دارند که از برآیند این عوامل قدرت سیلندر پنوماتیک تعیین می شود. این عوامل عبارتند از:

  1. فشار هوا
    فشار هوا توسط فرمول P=F/A محاسبه می‌ شود. با توجه به فرمول هرچه میزان نیروی بیشتری بر مساحت مترمربع کمتری اعمال گردد، فشار هوای درون سیلندر پنوماتیک افزایش پیدا می کند.
  2. قطر سیلندر
    هرچه قطر سیلندر بزرگ تر باشد، میزان ورودی‌ وخروجی نیز بیشتر است. در نتیجه قطر سیلندر با راندمان آن رابطه مستقیم دارد.
  3. اصطکاک قطعات سیلندر
    با کاهش اصطکاک میان اجزای درونی سیلندر راندمان کاری آن بیشتر می شود.
  4. درزگیر سیلندر
    وجود هرگونه نشتی هوا در سیلندر می‌تواند باعث کاهش راندمان و کاهش طول عمر سیلندر پنوماتیک باشد. به همین دلیل عدم درزگیری صحیح سیلندر، قدرت کارایی مناسب آن را کم می کند.

مزایای سیلندر پنوماتیک

  • کارآمد و قابل اعتماد

اجزای سیستم پنوماتیک بسیار بادوام و قابل اعتماد می باشند و نیاز به نگهداری کمتری نیز دارند. همچنین هوای فشرده به راحتی از طریق لوله‌ها منتقل‌ می شود.

  • سادگی

اجزای سیستم پنوماتیک تقریباً ساده هستند، که استفاده از آن‌ها برای سیستم‌های کنترل خودکاربا پیچیدگی کم، مناسب می‌ باشد.

  • ایمنی

سیلندرهای پنوماتیکی می‌توانند به راحتی در محیط‌های قابل اشتعال، بدون خطر آتش سوزی یا انفجار کار کنند.

  • مقرون ‌به ‌صرفه

سیلندرهای پنوماتیکی به نسبت ارزان می باشند و هزینه اولیه سیستم‌های پنوماتیک بسیار مقرون به صرفه است.

  • سیستم های پاک و بدون آلودگی

با توجه به اینکه سیستم های پنوماتیک با هوای فشرده کار می کنند، این سیستم ها نسبت به سیستم های هیدرولیک بسیار پاک و بدون آلودگی می باشند و به همین دلیل دارای محبوبیت زیادی در کارخانه هایی چون صنایع تولید دارو، صنایع غذایی و تمام صنایعی که حساسیت زیادی برای تمیز بودن دارند، می باشند.

نحوه نگهداری و استفاده سیلندر پنوماتیک

نحوه نگهداری و استفاده از سیلندر پنیوماتیک و تمام نکاتی که برای عدم بروز مشکل در روند عملکرد باید رعایت شود به شرح زیر می باشد :

  1. باتوجه به وزن بار روی سیلندر، بایستی قطر سیلندر انتخاب شود.
  2. اطمینان از پاک بودن ورودی ها، پیش از اتصال هوا به ورودی سیلندر چراکه هرگونه آلودگی موجب کاهش عمر جک می شود.
  3. حتما از واحد مراقبت، قبل از سیلندر ها استفاده شود.
  4. از اعمال نیروی جانبی به شفت و بدنه سیلندرخودداری شود.
  5. در صورت استفاده از سیلندر در دماهای پایین اقدامات لازم جهت جلوگیری از یخ زدگی قطرات آب یا غلیظ شدن را انجام شود.
  6. در صورت استفاده نکردن از سیلندر به مدت طولانی، ورودی های جک، جهت جلوگیری از ورود آلودگی با درپوش بسته شود.
  7. برای تنظیم سرعت، در ابتدا بایستی شیر کنترل سرعت تا نیمه باز شود ، سپس مرحله به مرحله رگلاتور هوا را تنظیم کرد تا به فشار کاری مناسب رسید سپس به وسیله شیر کنترل سرعت، سرعت حرکت سیلندر را تنظیم و در نهایت ضربه گیر های انتهای جک را تنظیم کرد.
  8. فیلتر مناسب برای جک های غیر حساس به طور معمول ۴۰ میکرون می باشد ولی هر چه سیلندر حساس تر و ریزتر باشد بایستی از فیلتر با مش بندی ریزتر استفاده کرد.

نحوه تنظیم کورس سیلندر پنوماتیک

باتوجه به هدف استفاده از سیلندر پنوماتیک، مقدار سرعت عملکرد سیلندر متفاوت می باشد. چراکه در بعضی از صنایع به سرعت‌های بالای سیلندر پنوماتیک نیاز است و در برخی دیگر به سیلندرهایی با سرعت کمتر نیاز می باشد.در نتیجه تنظیم کورس جک پنوماتیک رابطه نزدیکی با هدف کاربری آن دارد.

از شیر کنترل برای تنظیم کورس جک پنوماتیک استفاده می‌شود. درابتدا شیر کنترل را بازکرده و به وسیله آن مقدار هوای ورودی به رگلاتور را افزایش می‌دهیم تا به حد مورد نظر برسد. سپس نسبت به تنظیم سرعت پیستون سیلندر اقدام می‌کنیم.

بایستی دقت ‌کرد که ضربه ‌گیرها درموقعیت مناسبی قرارگیرند. به همین دلیل باید به گونه‌ای تنظیم ‌شود که پیستون در انتهای کورس خود با بدنه سیلندر برخوردی نداشته باشد. چرا که برخورد و ضربه‌ به سیلندر می‌تواند درمدت زمان کمی باعث خرابی سیلندر پنوماتیک شود.

نکات مهم هنگام خرید سیلندر پنوماتیک

هنگام انتخاب سیلندر پنوماتیک باید به نکات مهمی توجه کنیم تا از حداکثر توانایی سیلندر بهره مند شویم. در کارایی جک پنوماتیک قطر پیستون و طول کورس تاثیر بسیار زیادی دارند. جک ها با توجه به نوع کاربرد، دارای ویژگی های متفاوتی می باشند. این ویژگی های متفاوت، سبب معرفی جک ها با توانایی و قابلیت های گوناگونی می شود.

طول کورس در جک پنوماتیک، دامنه حرکتی جک است. طول کورس در حقیقت اولین نقطه شروع حرکت تا نقطه ای که شفت جک طی می کند، می باشد و با واحد میلی متر نشان داده می شود. در کل طول کورس در جک های پنوماتیک بین یک میلی متر تا 2000 میلی متر در نوسان می باشد.

سیلندرهای پنوماتیک دارای هزاران نوع و مدل می باشند که هر نوع از آن ها دارای مشخصات منحصر به فردی است که از آن برای محیط های کاری مختلف، استفاده می شود. بنابراین دانستن نیاز دقیق و درک از نحوه عملکرد سیلندر انتخابی شما بسیار مهم می باشد.

سه مورد مهمی که هنگام ارزیابی عملکرد سیلندرهای پنوماتیک بایستی به آن توجه و اندازه گیری شود عبارتند از:

  1. خروجی نیرو

نیروی خروجی توسط فشار هوا و اندازه سوراخ سیلندر پنوماتیک تعیین می گردد. به طور کلی هنگام بررسی نیروی خروجی بایستی نیروی تولید شده دو برابر بار باشد.

  1. سرعت

سرعت حرکت سیلندر، تقسیم جریان هوا بر حسب فوت مکعب استاندارد بر دقیقه بر سطح پیستون می باشد. برای بررسی ساده تر، مواردی مانند اندازه پورت، ورودی، اندازه لوله و جریان اگزوز از طریق دریچه های کنترل بررسی شود.

  1. مصرف هوا

مصرف سیلندر پنوماتیک دو عامل دارد: میزان هوای جابه جا شده توسط پیستون در حین کار و میزان هوای آلوده ای که از طریق دریچه ها، پورت ها، لوله ها و حفره ها عبور می کند. اگر سیلندر پنوماتیک انتخابی شما  هوا را  در بدترین حالت تامین کند و عملکرد مطلوبی داشته باشد تضمینی برای انتخاب شما می باشد.

سیلندر پنوماتیک در تهران

در صورتی که قصد خرید سیلندر پنوماتیک با بهترین قیمت و ضمانت اصالت کالا را دارید با مراجعه به سایت بهسام پنوماتیک، محصول مورد نظر خود را انتخاب و خریداری نمائید. همچنین برای اطلاعات بیشتر ، می توانید با کارشناسان فروش ما در شرکت بهسام تماس بگیرید.

تماس بگیرید