سیلندرهای پنوماتیک - بخش دوم

ضربه گیرهای پنوماتیک (کوشن)، تشخیص موقعیت سیلندر پنوماتیک، کنترل سرعت سیلندر پنوماتیک و استاندارد های بینالمللی سیلندر ها از موارد مهمی هستند که تشریح و توضیح آنها در این مقاله ...

سیلندرهای پنوماتیک - بخش دوم

سیلندرهای پنوماتیک – بخش دوم

در بخش اول این مقاله به مهمترین خصوصیات و ویژگی های یک سیلندر پنوماتیک نگاهی داشتیم:

  • طراحی
  • قطر و کورس
  • حرکت
  • تعداد وضعیت ها
  • علائم استاندارد ISO

 

در این مقاله هم موارد زیر را بررسی می کنیم:

  • ضربه گیر (کوشن)
  • تشخیص موقعیت سیلندر (به صورت مغناطیسی)
  • کنترل سرعت
  • استانداردهای بین المللی

ضربه گیر (کوشن)

هوای فشردی می تواند با سرعت بسیار زیادی وارد سسیلندر شود. اگر پیستون با سرع بالا به سرپوش یا کلاهک انتهایی سیلندر برخورد کند می تواند منجر به ایجاد آسیب شود.  برای جلوگیری از این اتفاق بیشتر سیلندر ها با ضربه گیرها مجهز شده اند که سرعت پیستون را کمی قبل از رسیدن به کلاهک کم می کند، در نتیجه شوک حاصل از ضربه نیز کاهش می یابد.

دو راه برای کاهش شوک ناشی از ضربه وجود دارد:

  • کمک فنرهای انعطاف پذیر
  • ضربه گیرهای قابل تنظیم

ضربه گیر (کمک فنرهای) انعطاف پذیر

ساده ترین راه جلوگیری از ضربه قرار دادن نوعی ماده نرم بین پیستون و کلاهک/سرپوش است. این ماده معمولا به شکل یک حلقه و از جنس پلی اورتان می باشد که جذب ضربه ی خوبی ارائه می دهد. این طرح غالباً برای سیلندر هایی با قطر نسبتاً كوچك مورد استفاده قرار می گیرد كه فشار آن زیاد نیست. از همین نوع برای سیلندر های کامپکت نیز استفاده می شود چرا که به خاطر اندازه کوچکشان اجازه استفاده از وسیله ی بزرگتری را نمی دهند. کمک فنرهای انعطاف پذیر در شکل زیر با پیکان های قرمز نشان داده شده اند.

ضربه گیر انعطاف پذیر

 

 

ضربه گیر قابل تنظیم (پنوماتیک)

ضربه گیر قابل تنظیم پنوماتیک در مواقعی که به واسطه ی اندازه بزرگتر و سرعت بیشتر با نیروی قوی تری مواجه هستیم استفاده می شوند. این روش کاهش اثر ضربه موثر است. در مدت 10 تا 50 میلی متر آخر از حرکت خود (بسته به اندازه سیلندر)، پیستون یک ضربه گیر بادی درون سیلندر می سازد. میزان ضربه گیری ( میزان کاهش سرعت) را می توان در هر دو انتهای سیلندر تنظیم کرد. مکانیزم آن یک شیر تنظیم جریان است.

بر اساس استاندارد ISO 15552 هر دو سیلندر میله کراواتی و پروفیلی این خصیصه را دارند. سیلندرهای بدون میله نیز اغلب چنین خصیصه ای را دارند. سیلندر های گرد (ISO 6432) با قطر بزرگ و سیلندر های ویژه نیز می توانند به همین صورت مجهز شوند. اجزای ضربه گیر در شکل زیر با رنگ قرمز نشان داده شده اند.

ضربه گیر قابل تنظیم

در شکل زیر میتوانید نحوه عملکرد ضربه گیر قابل تنظیم پنوماتیک را ببینید.

عملکرد ضربه گیر سیلندر

 

 

در مدت حرکت پیستونهوای فشرده از طریق پورت خروجی شماره 8 تخلیه می شود.

قبل از اینکه پیستون به کلاهک برسد، پیستون ترمز (4) – که خود بخشی از پیستون سیلندر است- از خروج هوای محفظه ی ترمز (7) از طریق پورت 8 جلوگیری می کند. هوای محبوس در آنجا فقط از طریق یک روزنه کوچکتر می تواند تخلیه شود. این روزنه را می توانیم با یک پیچ تنظیم، کنترل کنیم.

داخل محفظه ترمز (7) فشار افزایش می یابد و یک فنر بادی موقت ایجاد می کند. مقاومت این فنر تا تخلیه کامل هوا از طریق پیچ تنظیم (2) پا برجا می ماند.

توجه! پیچ تنظیم فقط میتواند درجه ی ضربه گیری/ سرعت پیستون سیلندر در 10 الی 50 میلیمتر انتهایی حرکتش را تنظیم کند.

نحوه تنظیم سرعت خود سیلندر در ادامه ی همین مقاله آورده شده است.

تشخیص موقعیت سیلندر (به صورت مغناطیسی)

در اتوماسیون صنعتی سنسور ها عناصر بسیار مهمی هستند. سنسور ها اطلاعاتی برای ما تولید کرده و تمام فرایند را کنترل می کنند.

برای تشخیص موقعیت پیستون، سنسورهایی که با یک میدان مغناطیسی ایجاد شده اند روی سیلندر پنوماتیک مونتاژ می شوند. پیستون سیلندر هم به یک آهنربا مجهز شده است که سنسور می تواند سیگنال آن را دریافت کند.

سنسور سیلندر

 

دونوع مختبف سنسور/سوئیچ وجود دارد:

  • رید سوئیچ (REED switch)
  • سوئیچ PNP القایی

رید سوئیچ (REED switch)

رید سوئیچ (REED switch) از دو رشته سیم نیکل-آهن فرومغناطیسی تشکیل شده است. آنها در یک لوله شیشه ای پر از یک گاز نجیب بسته بندی می شوند.

 

رید سوئیچ

 

سوئیچ PNP القایی

عمبکرد سوئیچ PNP القایی بر اساس اصول یک ترانزیستور اتصال دو قطبی می باشد. هنگامی که آهنربای تعبیه شده در پیستون به سوئیچ نزدیک می شود، یک سیگنال می فرستد. این سوئیچ می تواند به صورت نرمال باز یا نرمال بسته استفاده شود. یک LED هم وضعیت سوئیچ را نشان می دهد. سوئیچ های PNP به طور کلی 3 رشته سیم دارند. این سوئیچ ها در محدوده 5 تا 30 ولت DC کار می کنند.

مزایای سوئیچ PNP نسبت به رید سوئیچ (REED switch):

  • اجزای داخلی متحرک ندارد
  • فرکانس بالاتر
  • دوام بالاتر

کنترل سرعت سیلندر

برای کنترل سرعت یک سیلندر پنوماتیک (محرک) در تمام کورس آن می تون از تنظیم کننده های جریان یا سایلنسر های تنظیم جریان استفاده کرد.

کنترل سرعت سیلندر

 

برای حرکت مثبت یک سیلندر دوکاره هوای فشرده وارد محفظه مثبت می شود و همزمان هوای محفظه ی منفی تخلیه می شود. (کنترل شده با یک شیر 5/2)

برای کنترل سرعت، جریان هوای خروجی از محفظه سیلندر را تنظیم می کنیم. در نتیجه از تخلیه سریع امتناع می کنیم. تا زمانی که پیستون کاملا به یک طرف نرسیده هوا در هر دو محفظه وجود دارد. بنابر این حرکت بسیار نرم و روان خواهد بود.

توجه! برای تنظیم سرعت سیلندر و داشتن یک حرکت روان همیشه باید هوای خروجی را کنترل کنیم.

محصولات متنوعی برای تنظیم سرعت وجور دارند:

  • تنظیم کننده جریان یک جهته - تنظیم کننده جریان فرم بلوک
  • تنظیم کننده جریان یک جهته - عملکردی که در سیلندر مونتاژ می شود
  • تنظیم کننده جریان یک جهته - عملکردی که در شیر مونتاژ می شود
  • تنظیم کننده جریان خروجی - که باید در شیر سوار شود

رگلاتور جریان یک جهته = شیر کنترل جریان یک طرفه

برای اینکه هوای فشرده بتواند همزمانی که به آرامی تخلیه می شود، با نهایت سرعت وارد سیلندر شود، از یک شیر کنترل جریان یک طرفه استفاده می کنیم.

 

کنترل سرعت سیلندر 

طراحی های بسیار مختلفی از تنظیم کننده های جریان وجود دارد و اندازه ی آنها بسته به سازنده فرق دارد.

اتصالات به صورت مستقیم به سیلندر یا شیر پیچ می شوند. دو نوع مختلف داریم که هر کدام کاربرد خاص خودش را دارد.

  • رگلاتور جریان برای یک سیلندر، جریانی که از سیلندر خارج می شود را کنترل می کند.
  • رگلاتور جریان برای یک شیر، جریانی که از اتصالات به داخل شیر می رود را تنظیم می کند.

محصولاتی هستند که تنظیم آنها با یک پیچ و به صورتی دستی انجام می شود.

فیتینگ و اتصالات

نمونه مداراتی از سیلندرهایی با کنترل سرعت    

در تصویر زیر سه روش مختلف برای کنترل سرعت یک سیلندر دوکاره با منبع تامین هوای مشترک از یک FRL.

مدارات کنترل سرعت پنوماتیک

توضیحات مدار1 (سیلندر C1):

سیلندر دوکاره C1 با یک شیر برقی تک کاره 5/2 (S1) کنترل می شود. به محض تحریک شیرهوا از طریق F1.1 وارد محفظه مثبت سیلندر می شود. جریان هوا از طرف F1.1 محدود نمی شود. به صورت همزمان، هوا باید از محفظه منفی و از طریق F1.2 تخلیه شود. نهایتا هواز طریق شیر جهتی S1 (پورت 3) تخلیه می شود. به محض اینکه تحریک شیر S1 قطع شود، شیر به وضعیت نرمال خود بر می گردد. هنگامی که هوای محفظه مثبت از طریق F1.1 و شیر S1 تخلیه می شود (تخلیه از پورت 5 شیر انجام می شود)، هوای فشرده با تمام سرعت و از طریق F1.2 وارد محفظه منفی سیلندر C1 می شود. جریان خروجی محفظه مثبت در F1.1 محدود می شود. حرکت مثبت سیلندر را با F1.2 و حرکت منفی سیلندر را با F1.1 میتوان تنظیم و کنترل کرد. F1.1 و F1.2 را می توان به سیلندر یا شیر وصل کرد. البته بسته به موقعیت باید مورد مناسب را استفاده کرد.

توضیحات مدار 2 (سیلندر C2):

سیلندر دوکاره C2 توسط شیر برقی 5/2 کنترل می شود (S2). سرعت سیلندر در سایلنسر های کنترل جریان F2.1 و F2.2 که به شیر وصل شده اند کنترل می شود. برای حرکت مثبت، شیر S2 باید تحریک شود. هوا با تمام سرعت از پورت 1 به پورت 4 شیر و به داخل محفظه مثبت جریان می یابد. در همین زمان هوای محفظه ی منفی سیلندر هم باید تخلیه شود. هوا به سمت پورت 2 شیر S2 جریان می یابد که جریان آن قبل از خروج از شیر در پورت 3 توسط F2.2 محدود می شود. برای حرکت منفی، شیر به وضعیت استاندارد خودش سوئیچ می کند. هوای محفظه ی منفی سیلندر از طریق پورت 2 شیر S2 تامین می شود. تخلیه ی محفظه ی مثبت در پورت 5 شیر S2 توسط F2.1 محدود می شود.

توضیحات مدار 3 (سیلندر C3):

سیلندر دوکاره C3 توسط شیر برقی 5/2 کنترل می شود (S3).برای حرکت مثبت خیلی سریع بعد از تحریک شیر، محفظه ی منفی مستقیما از طریق شیر تخلیه سریع F3.2 تخلیه می شود و هوای خروجی از شیر کنترل جهت S3 عبور نمی کند. برای حرکت منفی شیر S3 باید به وضعیت نرمال خودش برگردد. هوای خروجی محفظه مثبت باید از تنظیم کننده جریان F3.1 عبور کند.

استانداردهای جهانی

رایج ترین سیلندرهای پنوماتیک در چهارچوب استانداردهایی قرار گرفته اند که هدف از این کار ایجاد بیشترین هماهنگی بین محصولات تولید کنندگان مختلف می باشد.

در ادامه برخی از رایج ترین استاندارد ها را می بینیم:

iso 15552

din iso 6432

iso 21287

 unitop

سیلندر با استاندارد ISO 15552

استاندارد ISO 15552 از سال 2004 معتبر می باشد. استاندارد قبلی که که این استاندارد جایگزین آن شده ISO 6431 بود که در سالهای 1992-2004 اجرا می شد.

این استاندارد ها قطر پیستون، ماکزیمم فشار،اندازه ها و ویژگی های خاص و همچنین لوازم جانبی استاندارد را تعریف می کند.

بنابراین تمام لوازم جانبی هم قابل تعویض با یکدیگر هستند.

 

منبع: www.hafner-pneumatik.com

نظرات کاربران

نظر خود را ثبت نمایید

CAPTCHA code