Pneumatyka

„Pneumatyczne” przekierowuje tutaj. Aby zapoznać się z najwyższą klasą ludzi w gnostycyzmie, zobacz Pneumatyka (gnostycyzm) .
Tego typu lokomotywy pneumatyczne (na sprężone powietrze) bezogniowe były często używane do ciągnięcia pociągów w kopalniach, gdzie silniki parowe stwarzały ryzyko eksplozji. Ten jest zachowanym numerem HK Porter, Inc. 3290 z 1923 r.

Pneumatyka (z greckiego πνεῦμα pneuma „wiatr, oddech”) to dziedzina inżynierii wykorzystująca gaz lub sprężone powietrze .

Układy pneumatyczne stosowane w przemyśle są powszechnie zasilane sprężonym powietrzem lub sprężonymi gazami obojętnymi . Centralnie umieszczona i zasilana elektrycznie sprężarka napędza cylindry , silniki pneumatyczne , siłowniki pneumatyczne i inne urządzenia pneumatyczne . Układ pneumatyczny sterowany za pomocą ręcznych lub automatycznych zaworów elektromagnetycznych jest wybierany, gdy zapewnia tańszą, bardziej elastyczną lub bezpieczniejszą alternatywę dla silników elektrycznych i siłowników hydraulicznych .

Pneumatyka ma również zastosowanie w stomatologii , budownictwie , górnictwie i innych dziedzinach.

Gazy stosowane w układach pneumatycznych

Pneumatyczny zawór motylkowy

powietrze atmosferyczne może zapewnić zrównoważone zasilanie . Z powietrza zwykle usuwa się wilgoć, a do sprężarki dodaje się niewielką ilość oleju, aby zapobiec korozji i nasmarować elementy mechaniczne.

Użytkownicy urządzeń pneumatycznych z instalacją fabryczną nie muszą się martwić trującymi wyciekami, ponieważ gazem jest zwykle tylko powietrze. Każdy sprężony gaz inny niż powietrze stwarza ryzyko uduszenia — łącznie z azotem, który stanowi 78% powietrza. Sprężony tlen (około 21% powietrza) nie udusiłby się, ale nie jest stosowany w urządzeniach zasilanych pneumatycznie, ponieważ stwarza zagrożenie pożarowe, jest droższy i nie zapewnia przewagi wydajnościowej nad powietrzem. Mniejsze lub samodzielne systemy mogą wykorzystywać inne sprężone gazy, które stwarzają ryzyko uduszenia, takie jak azot — często określany jako OFN (azot beztlenowy), gdy jest dostarczany w butlach.

Przenośne narzędzia pneumatyczne i małe pojazdy, takie jak maszyny Robot Wars i inne zastosowania hobbystyczne, są często zasilane sprężonym dwutlenkiem węgla , ponieważ pojemniki przeznaczone do jego przechowywania, takie jak kanistry ze strumieniem sody i gaśnice, są łatwo dostępne, a zmiana fazy między cieczą a gazem umożliwia uzyskanie większej objętości sprężonego gazu z lżejszego pojemnika niż wymaga tego sprężone powietrze. Dwutlenek węgla jest substancją duszącą i może powodować ryzyko zamarznięcia, jeśli jest nieprawidłowo odprowadzany.

Historia

Początków pneumatyki można doszukiwać się już w I wieku n.e., kiedy to starożytny grecki matematyk Hero z Aleksandrii pisał o swoich wynalazkach napędzanych parą lub wiatrem.

Niemiecki fizyk Otto von Guericke (1602–1686) rozwinął tę ideę. Wynalazł pompę próżniową, urządzenie, które może wyciągnąć powietrze lub gaz z podłączonego naczynia. Zademonstrował pompę próżniową oddzielającą pary miedzianych półkul za pomocą ciśnienia powietrza. Na przestrzeni lat pneumatyka uległa znaczącym zmianom. Firma przeniosła się z małych urządzeń przenośnych do dużych maszyn składających się z wielu części spełniających różne funkcje.

Porównanie z hydrauliką

Zarówno pneumatyka, jak i hydraulika to zastosowania mocy płynów . W pneumatyce wykorzystuje się łatwo ściśliwy gaz, taki jak powietrze lub odpowiedni czysty gaz, podczas gdy w hydraulice stosuje się stosunkowo nieściśliwe media ciekłe, takie jak olej. Większość przemysłowych zastosowań pneumatycznych wykorzystuje ciśnienie od około 80 do 100 funtów na cal kwadratowy (550 do 690 kPa ). W zastosowaniach hydraulicznych zwykle stosuje się ciśnienie od 1000 do 5000 psi (6,9 do 34,5 MPa), ale w zastosowaniach specjalistycznych może przekraczać 10 000 psi (69 MPa). [ potrzebne źródło ]

Zalety pneumatyki

  • Prostota konstrukcji i sterowania — Maszyny można łatwo zaprojektować przy użyciu standardowych cylindrów i innych komponentów, a ich obsługa odbywa się poprzez proste sterowanie włączaniem i wyłączaniem.
  • Niezawodność — układy pneumatyczne mają zazwyczaj długą żywotność i wymagają niewielkiej konserwacji. Ponieważ gaz jest ściśliwy, sprzęt jest mniej narażony na uszkodzenia spowodowane wstrząsami. Gaz pochłania nadmierną siłę, podczas gdy płyn w hydraulice bezpośrednio przenosi siłę. Sprężony gaz można przechowywać, dzięki czemu maszyny będą nadal działać przez pewien czas w przypadku utraty zasilania elektrycznego.
  • Bezpieczeństwo — ryzyko pożaru jest bardzo niskie w porównaniu z olejem hydraulicznym. Nowe maszyny są zwykle odporne na przeciążenia do pewnego limitu.

Zalety hydrauliki

  • Płyn nie pochłania żadnej dostarczonej energii.
  • Jest w stanie przenosić znacznie większe obciążenia i zapewniać znacznie mniejsze siły ze względu na nieściśliwość.
  • Hydrauliczny płyn roboczy jest praktycznie ściśliwy, co prowadzi do minimalnego działania sprężyny . Gdy płynu hydraulicznego zostanie zatrzymany, najmniejszy ruch ładunku powoduje zmniejszenie nacisku na ładunek; nie ma potrzeby „upuszczania” sprężonego powietrza, aby zwolnić ciśnienie działające na ładunek.
  • Wysoka responsywność w porównaniu do pneumatyki.
  • Dostarczaj więcej mocy niż pneumatyka.
  • Może także spełniać wiele celów jednocześnie: smarowanie, chłodzenie i przenoszenie mocy.

Logika pneumatyczna

Dalsze informacje: Obwód pneumatyczny

Pneumatyczne systemy logiczne (czasami nazywane sterowaniem logiką powietrza ) są czasami używane do sterowania procesami przemysłowymi i składają się z podstawowych jednostek logicznych, takich jak:

  • I jednostki
  • Lub jednostki
  • Jednostki przekaźnikowe lub wzmacniające
  • Jednostki zatrzaskowe
  • Jednostki czasowe
  • płynów bez ruchomych części poza samym powietrzem

Logika pneumatyczna jest niezawodną i funkcjonalną metodą sterowania procesami przemysłowymi. W ostatnich latach systemy te zostały w dużej mierze zastąpione w nowych instalacjach elektronicznymi systemami sterowania ze względu na mniejsze rozmiary, niższy koszt, większą precyzję i potężniejsze funkcje sterowania cyfrowego. Urządzenia pneumatyczne są nadal używane tam, gdzie dominują koszty modernizacji lub czynniki bezpieczeństwa.

Przykłady układów i podzespołów pneumatycznych

Zobacz też

Notatki

  •   Brian S. Elliott, Instrukcja obsługi sprężonego powietrza , McGraw Hill Book Company, 2006, ISBN 0-07-147526-5 .
  •   Heeresh Mistry, Podstawy inżynierii pneumatycznej , e-publikacja Create Space, 2013, ISBN 1-49-372758-3 .

Linki zewnętrzne

Źródło: „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Pneumatics&oldid=1143251113 ”