سیستم های پنوماتیک در چه صنایعی کاربرد دارند؟
مقدمه:
سیستم هیدرولیک و پنوماتیک، امروزه از نیازهای اصلی صنعت کشور هستند. چراکه، این سیستم‌ها، به صنایع مختلف سرعت بیشتر و عملکر بهتر را می افزایند. از جمله دستگاه‌هایی که بر اساس سیستم هیدرولیک و یا پنوماتیک کار می‌کنند، می‌توان از جک هیدرولیک، پمپ هیدرولیک، پمپ دنده ای، پمپ پیستونی، همچنین جک پنوماتیک، پمپ پنوماتیک و … به عنوان اتصالات پنوماتیک نام برد.
در گذشته استفاده از سیستم‌های مکانیکی رواج داشت که امروزه سیستم‌های هیدرولیک و پنوماتیک جایگزین آن شده اند. به‌طور کلی اصلی ترین وظیفه‌ی این سیستم‌ها تبدیل انرژی به حرکت برای مصارف مختلف است. به‌عنوان کاربردها و قابلیت‌های فرعی نیز می‌توان از کنترل فشار نام برد. این کنترل فشار توسط شیلنگ پنوماتیک و شیرهای برقی هم در نوع هیدرولیک و هم در نوع پنوماتیک انجام می‌شود که جایگاه مهمی را در صنعت به خود اختصاص داده است.
پنوماتیک چیست؟
پنیوما یک کلمه‌ی یونانی است که در لغت به معنای تنفس و باد است. حال پنوماتیک را می‌توان علمی معرفی کرد که در رابطه با وقایع هوایی و حرکات اطلاعاتی را به ما می‌دهد. پنوماتیک یک انرژی ارزان، با ریسک کم و تمیز محسوب می‌شود. پنوماتیک نوعی از انرژی می‌باشد که همانطور که گفته شد، امروزه جایگزین سیستم‌های مکانیکی شده و کاربرد زیادی در صنعت دارد. به‌طوری که می‌توان گفت امروزه تعداد تولیدی‌ها و کارخانه‌هایی که از پنوماتیک استفاده نمی‌کنند، بسیار کم است. چراکه این انرژی امتحان‌های خود را پس داده و توانایی و قابلیت‌های آن به انسان و صاحبین صنایع اثبات شده است. در نتیجه استفاده از آن با اعتماد کامل و خیال جمع همراه است.
مزایای سیستم پنوماتیک:
۱. عاملی که برای عملکرد این سیستم ضروری است و باید وجود داشته باشد، هوا می‌باشد. پس به راحتی در هرجایی این سیستم کاربردی است.
۲.پنوماتیک به‌دلیا استفاده از گاز و هوا بسیار خالص و پاک است. پس برای صنایعی که نیاز به پاکیزگی زیاد دارد از این سیستم استفاده می کنند. مثلا صنایع غذایی و یا صنایع دارویی.
۳. این سیستم در مقابل تغییرات دما حساسیت خاصی از خود نشان نمی‌دهد.
۴. شیر برقی پنوماتیک توانایی این را دارد که سرعت وارد شدن نیرو، فشار و همینطور تغییر جهت را انجام دهد که این مورد بسیار کاربردی و حائز اهمیت است.
۵.سیستم پنوماتیک غیرقابل اشتعال می‌باشد. بنابراین از امنیت خوبی برخوردار است که استفاده از این سیستم را برای هر مصرفی میسر می‌سازد.
۶. سرعت این سیستم بسیار بالا می‌باشد حتی در مقایسه با سیستم هیدرولیک.
۷.قطعات و اتصالاتی که در سیستم پنوماتیک به‌کار می‌رود تا حد زیادی ارزان و قابل دسترس می‌باشند.
معایب سیستم پنوماتیک:
۱. ظرفیت خاصی دارد و از مقداری بیشتر فشاری تولید نمی‌کند و اگر شما نیاز به فشار بیشتر داشته باشید باید از سیستم هیدرولیک و یا ترکیبی از هردوی این‌ها استفاده کنید تا فشار مورد نیاز خود را تامین کنید.
۲. هوا برای انجام کار باید آماده سازی شود که شامل یکسری موارد تخصصی شده می‌باشد.
۳.کشش اتمسفر که این مورد می‌تواند موجب این شود که دقت لازم در کار اعمال نشود و تا حدی خطا وجود داشته باشد.
هیدرولیک چیست؟
هیدرولیک نیز نشات گرفته از کلمه ای یونانی با عنوان هیدرو است. همانطور که پیداست این کلمه به معنی آب، جریان و بطور کلی حرکات سیال است. در گذشته‌های دور این کلمه تنها تحت عنوان آب به‌کار می‌رفته است اما رفته رفته و با توجه به کاربردها این کلمه اهمیت بیشتری پیدا کرد. هم اکنون این کلمه، برای پایه‌های مایع بویژه روغن به کار برده می‌شود. چرا که در صنعت و برای انتقال انرژی، آب نمی‌تواند گزینه‌ی خوبی باشد. دلیل این قضیه خاصیت خورندگی آب می‌باشد که می‌تواند تا حد زیادی به ابزارهای صنعتی آسیب رسانده و موجب زنگ زدگی بشود. بنابراین بجای آب در صنعت از روغن و در سیستم‌های هیدرولیک استفاده می‌شود.
مزایای سیستم هیدرولیک
۱. قدرت بسیار بالا و همچنین استحکام و ماندگاری
۲. اجزا و قطعات سیستم‌های هیدرولیک بسیار آسان نصب و یا تعمیر می‌شوند.
۳. این سیستم توانایی این را دارد که حرکت چرخشی را به آسانی به حرکت خطی تبدیل کند و در موارد برعکس نیز همین کارکرد را دارد.
۴. اگر نیاز داشته باشید این سیستم جهت حرکت را به سرعت تغییر می‌دهد. حتی در حین اجرای کار و زیر بار
۵.انرژی بسیار زیادی تولید می‌شود.
۶. از آنجایی که قطعات هیدرولیک مدام روغن کاری می‌شود عمر و دوام بیشتری نیز دارند.
۷.سرعت این سیستم بسیار بالا بوده و در سرعت های بالا توان سیستم به همان اندازه خوب و قدرتمند خواهد ماند.
معایب سیستم هیدرولیک:
۱. این سیستم می‌تواند تا حدی آلودگی محیطی ایجاد کند.
۲. احتما آتش سوزی در این سیستم وجود دارد. چراکه کارکرد این سیستم بر پایه روغن بوده و در صورت نشت روغن آتش سوزی اتفاق می افتد.
۳. اگر در اینس یستم کوچکترین بی دقتی و رعایت نکردن استانداردها اتفاق بیفتد می‌تواند تا حد زیادی خطرفرین باشد.
۴. اشخاصی که با این سیستم سر و کار دارند در صورتی که روغن بر روی آنها بریزد احتمال آسیب جدی برایشان وجود دارد.
۵. دما در کارکرد سیستم‌های هیدرولیک از جایگاه تاثیر گذاری برخوردار است و می‌تواند تا حد زیادی مشکل ایجاد کند.
۶. این سیستم به آلاینده‌های موجو در هوا، گرد و غبار و… بسیار حساس بوده و واکنش نشان می‌دهد.
نفاوت سیستم هیدرولیک و پنوماتیک
به‌طور کلی اگر بخواهیم تفاوت این دو سیستم را برای شما بازگو کنیم، باید به موارد زیر بپردازیم:
عنصر عامل
عنصری که موجب عملکرد در سیستم‌های هیدرولیک می‌شود، همانطور که پیش‌تر اشاره کردیم، روغن هیدرولیک است. این روغن یک مایع تراکم ناپذیر بوده و می‌توان برای آن در صنعت انواع متفاوتی قائل شد. که با توجه به کاربری مود نظر هرکس و هر صنعت باید از مدل متفاوتی از آن استفاده کرد. در مقابل در رابطه با سیستم‌های پنوماتیک باید بگوییم که عنصر عامل هوای فشرده می‌باشد، هوای فشرده همانطور که پیداست، یک نوع گاز است.
در نتیجه‌ی این موضوع که گاز دارای تراکم بوده و مایع کاربردی در سیستم‌های هیدرولیک تراکم ناپذیر است اولین تفاوت این دو سیستم پدیدار می‌شود. همچنبن خوب است بدانید که در بسیاری از سیستم‌های پنوماتیک، به جای آن‌ک هوای فشرده عامل عملکرد باشد از گازهای دیگری استفاده می‌کنند.
مدار باز یا مدار بسته
در سیستم‌های هیدرولیک، شما شاهد دو نوع مدار خواهید بود: مدار باز و مدار بسته. همچنین در این سیستم، می‌توان گفت که یک تانک و یا نوعی مخزن داریم که وظیفه و کاربرد آن این است که مقدار معینی روغن هیدرولیکرا در خود نگه می‌دارد.
روغنی که در درون مخزن نگهداری می‌شود در حین انجام کار، به وسیله‌ی پمپ‌های هیدرولیکی که در این سیستم وجود دارند، از مخزن مکش شده و در درون سیستم به جریان می‌افتد.در آخر پس از اتمام کار به‌طور کامل، روغن از مسیر سیستم به مخزن باز می‌گردد. زمانی که سیستم به این صورت کار می‌کند، ما می‌توانیم بگوییم که با یک سیستم بسته روبرو هستیم.
اما در رابطه با سیستم پنوماتیک، قضیه کاملا متفاوت است. به این صورت که کمپرسورهایی در این سیستم وظیفه‌ی این را برعهده داشته که هوای محیط را به درون سیستم می‌کشند و سپس، پس از آن‌که هوا را کاملا فشرده و متراکم کردند، آن‌را به درون سیستم هدایت می‌کنند.این هوای فشرده شده در هنگامی که کار و عملکرد سیستم پایام می‌یابد، از مجراهایی با عنوان مجرای خروجی، به محیط تخلیه می‌شوند. یعنی دیگر این هوا به درون سیستم برنمی‌گردد و وارد سیستم نمی‌شوند. از این رو است که در صنعت از واژه‌ی سیستم مدار باز و یا سیکل باز، برای سیستم پنوماتیک استفاده می‌کنیم.
محدوده فشار کاری
از موارد بسیار مهمی که در سیستم‌های هیدرولیک و پنوماتیک قابل بررسی می‌باشد و می‌تواند از دیگر نقاط تفاوت این دو باشد، می‌توان از پارامتر فشار کاری سیستم نام برد.
سیستم‌های پنوماتیک در صنایع و کاربری‌هایی استفاده می‌شوند که، شما نیاز یه فشار کاری کمتری دارید. مثلاً می‌توان گفته که یک سیستم پنوماتیک برای فشار کاری عددی در حدود ۱۶ بار مناسب است و عملکرد مناسبی را از خود نشان می‌دهد. در رابطه با فشار کاری در سیستم‌های هیدرولیک، باید بگوییم که این عدد تا حد بسیار زیادی، بالاتر ازعدد مربوط به فشار کاری سیستم‌های پنوماتیک است. فشار کاری در سیستم‌های هیدرولیک را می‌توان بین ۵۰ تا ۳۰۰ بار تخمین زد.
موقعیت دقیق عملگرها
عملگرهای اصلی که در سیستم‌های هیدرولیک و پنوماتیک شاهد حضور آنها هستید، جک‌های هیدرولیکی و یا پنوماتیکی، و موتورهای هیدرولیکی و یا پنوماتیکی هستند. با توجه به توانی که سیستم هیدرولیک و یاپنوماتیک مدنظر ما از آن برخوردار هستند، این عملگرها که توسط متخصصین در سیستم قرار می‌گیرند، متفاوت هستند و متفاوت عمل می‌کنند. برای مثال، در یک بالابر هیدرولیکی، عامل عملکرد و مهم‌ترین بخش سیستم را می‌توان جک هیدرولیک دانست که دردستگاه بالابر به صورت متصل به کابین قرار می‌گیرد. همین جک است که موجب به حرکت در آمدن کابین و جابجایی آن می‌شود.
یا اگر بخواهیم مثالی برای سیستم پنوماتیک بیاوریم، دستگاه پرس گزینه‌ی خوبی است. این دستگاه که اساس کار آن مربوط به سیستم پنوماتیک است، عملگرهای اصلی خود را دارد. جک‌های پنوماتیکی این عملگرها هستند که وظیفه‌ی آنها به حرکت درآوردن قالب و شکل‌دهی است. که عمل پرس کردن دقیقا با این دو مورد انجام می‌شود.
استفاده در صنایع بهداشتی و نداشتن آلودگی
همانطور که پیش‌تر در رابطه با سیستم‌های پنوماتیک گفتیم،عنصر عامل این سیستم‌ها، هوای فشرده است که در محیط اطرف ما موجود است، بنابراین می‌توان گفت که عملکرد این دستگاه ها هیچ‌گونه آلودگی برای محیط به همراه ندارد.
دلیل این‌که در صنایعی که نیاز به پاکیزگی و رعایت بهداشت از هرچیزی واجب تر است، از سیستم‌های پنوماتیک بیشتر استفاده می‌شود نیز همین موضوع است. ازجمله این صنایع که پاکیزگی در آنها جایگاه ویژه‌ای داشته و در نتیجه از سیستم‌های پنوماتیک استفاده می‌شود، می‌توان از صنایع غذایی وصنایع بهداشتی نام برد.
در این دسته از صنایع، در صورتی که از سیستم هیدرولیک استفاده شود، احتمال آن وجود دارد که در این صنایع، آلودگی محیط به صورت شدید و جدی در پایان کار بروز پیدا کند. چراکه در سیستم‌های هیدرولیک می‌توان این احتمال را داد که روغنی که در مخزن وجود دارد، از لوله و اتصالات مربوط به سیستم، نشت کند و موجب آلودگی شود. به همین دلیل در صنایعی که برای تولید کننده پاکیزگی و بهداشت در درجه اول قرار دارد، استفاده از سیستم‌های هیدرولیک منسوخ شده است.
کلام آخر:
سیستم‌های هیدرولیک و پنوماتیک را می‌توان به درستی ازجمله سیستم‌هایی دانست که در صنعت تا حد زیادی مهم و پرکاربرد هستند. به‌طوری که می‌توان گفت که این سیستم‌ها در تمام صنایع کاربردی هستند. سیستم‌های هیدرولیک و پنوماتیک تفاوت‌هایی دارند که به آنها اشاره کردیم و درواقع همین تفاوت‌ها هرکدام از این سیستم‌ها را برای انجام کاری اختصاصی می‌کنند.
ولی در ماهیت کلی می‌توان گفت که این دو سیستم مشابه یکدیگر هستند. قبل از این‌که شما به‌عنوان صاحبین صنایع اقدام به خرید و استفاده از هر کدام از این سیستم‌ها در صنعت خود کنید، خوب است که مطالب این مقاله را به خوبی مطالعه کرده و اینگونه به نتیجه‌ی مناسب‌تری دست پیدا کنید.