چکیده: پنیوماتیک یکی از انواع انرژی هایی است که از آن درصنایع استفاده وافر می شود و می توان گفت امروزه کمترکارخانجات یا مراکز صنعتی را می توان دید که از پنیوماتیک استفاده نکند و در قرن حاضر یکی از انواع انرژی های اثبات شده ای است که بشر با اتکا به آن راه صنعت را می پیماید. پنیوما در زبان یونانی یعنی تنفس باد و پنیوماتیک علمی است تقویم در علاقه حرکات و وقایع هوا صحبت می کند امروزه پنیوماتیک در بین صنعتگران به عنوان انرژی بسیار تمیز و کم خطر و ارزان مشهور است و از أن استفاده وافر می کنند

متن:
خواص اصلی انرژی پنیوماتیک به شرح زیر است:
عامل اصلی کارکرد سیستم پنیوماتیک هواست و هوا در همه جای روی زمین به وفور وجود دارد.
هوای فشرده را می توان از طریق لوله کشی به نقاط مختلف کارخانه یا مراکز صنعتی جهت کارکرد سیستم های پنیوماتیک هدایت کرد.
هوای فشرده را می توان در مخازن مخصوص انباشته و آن را انتقال داد یعنی همیشه احتیاج به کمپرسور نیست و می توان از سیستم پنیوماتیک در مکان هایی که امکان نصب کمپرسور وجود ندارد نیز استفاده نمود.
افزایش و کاهش دما اثرات مخرب و سوئی بر روی سیستم پنیوماتیک ندارد و نوسانات حرارتی از عملکرد سیستم جلوگیر ی نمی کند.
هوای فشرده خطر انفجار و آتش سوزی ندارد به این دلیل تاسیسات حفاظتی نیاز نیست.
قطعات پنیوماتیک و اتصالات آن نسبتا ارزان و از نظر ساختمانی قطعاتی ساده هستند لذا تعمیرات آنها راحت تر از سیستم های مشابه نظیر هیدرولیک می باشد.
هوای فشرده نسبت به روغن هیدرولیک مورد مصرف در هیدرولیک تمیز تر است و به دلیل این تمیزی از سیستم پنیوماتیک در صنایع دارویی و نظایر آن استفاده می شود.
سرعت حرکت سیلندر های عمل کننده با هوای فشرده در حدود 1 الی 2 متر در ثانیه است و در موارد خاصی به 3 متردر ثانیه می رسد که این سرعت در صنایع قابل قبول است و بسیاری ازعملیات صنعتی را می تواند عهده دار شود.
عوامل سرعت و نیرو در سیستم پنیوماتیک قابل کنترل و تنظیم است.
عناصر پنیوماتیک در مقابل بار اضافه مقاوم بوده و به آنها صدمه وارد نمی شود مگر اینکه افزایش بار سبب توقف آنها گردد.
تعمیرات و نگه داری سیستمای پنیوماتیک بسیار کم خطر است زیرا در انرژی های قابل مقایسه نظیر برق خطر جانی و آتش سوزی و در هیدرولیک انفجار و جانی وجود دارد اما در پنیوماتیک خطر جانی به صورت جدی وجود ندارد وآتش سوزی اصلا وجود ندارد و بدین دلیل در صنایع جنگ افزارسازی از سیستم تمام پنیوماتیک استفاده می شود.
معایب سیستم پنیوماتیک به شرح زیر است:
چون سیال اصلی مورد استفاده در سیستم پنیوماتیک هوای فشرده و جهت تهیه هوای فشرده باید با کمپرسور آن را فشرده کرد همراه هوای فشرده شده مقداری رطوبت وناخالصی هوا ومواد آئروسل وارد سیستم شده و سبب برخی خرابی در قطعات می شود لذا باید جهت تهیه هوای فشرده فیلتراسیون مناسب استفاده نمود.
هزینه استفاده از هوای فشرده تا حد معینی اقتصادی می باشد و این میزان تا وقتی است که فشار هوا برابر 7 بار و نیروی حاصله با توجه به طول کورس و سرعت حداکثر بین 20000 تا 30000 نیوتن می باشد.
به طور خلاصه می توان گفت که جهت قدرت های فوق العاده زیاد مقرون به صرفه تر است از نیروی هیدرولیک استفاده شود.
هوای مصرف شده در سیستم پنیوماتیک در هنگام تخلیه از سیستم دارای صدای زیادی است که این مسئله نیاز به کاربرد صدا خفه کن را الزامی می کند.
به علت تراکم پذیری هوا به خصوص در سیلندر های پنیوماتیکی که زیر بار قرار دارند امکان ایجاد سرعت ثابت و یکنواخت وجود ندارد که این مسئله از معایب پنیوماتیک به شمار می رود اما قابل ذکر است که اخیرا یک نوع سیلندر که بجای شفت سیلندر از نوار لاستیکی استفاده می کند ساخته شده است که این عیب را بر طرف می کنند.
به طور کلی در مقایسه مزایا و معایب پنیوماتیک می توان گفت با توجه به مزایای بسیار نسبت به معایب کمتر می توان از پنیوماتیک بعنوان یک انرژی شایسته در صنایع استفاده کرد به خصوص با توجه به مزیت تمیزی سیستم تعمیر و نگه داری راحت تر، نداشتن خطر جانی جهت پرسنل عملیاتی و تعمیراتی در سیستم که در سیستم های دیگر نظیر الکتریک و هیدرولیک وجود ندارد ضمنا این سیستم بی همتاست و گاهی فقط از این سیستم در جهت عملیات تولیدی باید استفاده شود نظیر: صنایع غذایی، دارویی، جنگ افزار که حتما عملیات تولیدی توسط سیستم پنیوماتیک انجام می پذیرد.
امروزه در بسیاری از فرآیندهای صنعتی، انتقال قدرت آن هم به صورت کم هزینه و بادقت زیاد مورد نظر است در همین راستا بکارگیری سیال تحت فشار در انتقال و کنترلقدرت در تمام شاخه های صنعت رو به گسترش است. استفاده از قدرت سیال به دو شاخه مهمهیدرولیک و نیوماتیک (که جدیدتر است) تقسیم میشود. از نیوماتیک در مواردی کهنیروهای نسبتا پایین (حدود یک تن) و سرعت های حرکتی بالا مورد نیاز باشد (مانندسیستمهایی که در قسمتهای محرک رباتها بکار می روند) استفاده میکنند در صورتیکهکاربردهای سیستمهای هیدرولیک عمدتا در مواردی است که قدرتهای بالا و سرعت های کنترلشده دقیق مورد نظر باشد (مانند جک های هیدرولیک، ترمز و فرمان هیدرولیک و ...).
حال این سوال پیش میاید که مزایای یک سیستم هیدرولیک یا نیوماتیک نسبت به سایرسیستمهای مکانیکی یا الکتریکی چیست در جواب می توان به موارد زیر اشاره کرد:؟ 1طراحی ساده
2قابلیت افزایش نیرو
3سادگی و دقت کنترل
4انعطافپذیری
5راندمان بالا
6اطمینان
در سیستم های هیدرولیک و نیوماتیکنسبت به سایر سیستمهای مکانیکی قطعات محرک کمتری وجود دارد و میتوان در هر نقطه بهحرکتهای خطی یا دورانی با قدرت بالا و کنترل مناسب دست یافت، چون انتقال قدرت توسطجریان سیال پر فشار در خطوط انتقال (لوله ها و شیلنگ ها) صورت میگیرد ولی درسیستمهای مکانیکی دیگر برای انتقال قدرت از اجزایی مانند بادامک، چرخ دنده، گاردان، اهرم، کلاچ و ... استفاده میکنند.
در این سیستمها میتوان با اعمالنیروی کم به نیروی بالا و دقیق دست یافت همچنین میتوان نیرو های بزرگ خروجی را بااعمال نیروی کمی (مانند بازو بسته کردن شیرها و) ... کنترل نمود.
استفاده ازشیلنگ های انعطاف پذیر، سیستم های هیدرولیک و نیوماتیک را به سیستمهای انعطافپذیری تبدیل میکند که در آنها از محدودیتهای مکانی که برای نصب سیستمهای دیگر بهچشم می خورد خبری نیست. سیستم های هیدرولیک و نیوماتیک به خاطر اصطکاک کم و هزینهپایین از راندمان بالایی برخوردار هستند همچنین با استفاده از شیرهای اطمینان وسوئیچهای فشاری و حرارتی میتوان سیستمی مقاوم در برابر بارهای ناگهانی، حرارت یافشار بیش از حد ساخت که نشان از اطمینان بالای این سیستمها دارد.
اکنون که بهمزایای سیستم های هیدرولیک و نیوماتیک پی بردیم به توضیح ساده ای در مورد طرز کاراین سیستمها خواهیم پرداخت.
برای انتقال قدرت به یک سیال تحت فشار (تراکم پذیریا تراکم ناپذیر) احتیاج داریم که توسط پمپ های هیدرولیک میتوان نیروی مکانیکی راتبدیل به قدرت سیال تحت فشار نمود. مرحله بعد انتقال نیرو به نقطه دلخواه است کهاین وظیفه را لوله ها، شیلنگ ها و بست ها به عهده میگیرند
بعد از کنترل فشارو تعیین جهت جریان توسط شیرها سیال تحت فشار به سمت عملگرها (سیلندرها یا موتور هایهیدرولیک) هدایت میشوند تا قدرت سیال به نیروی مکانیکی مورد نیاز (به صورت خطی یادورانی) تبدیل شود.
اساس کار تمام سیستم های هیدرولیکی و نیوماتیکی بر قانونپاسکال استوار است.

● قانون پاسکال:
1)فشار سرتاسر سیال در حال سکون یکساناست. (با صرف نظر از وزن سیال)
2)در هر لحظه فشار استاتیکی در تمام جهات یکساناست.
3)فشار سیال در تماس با سطوح بصورت عمودی وارد میگردد.
کار سیستمهاینیوماتیک مشابه سیستم های هیدرولیک است فقط در آن به جای سیال تراکم ناپذیر مانندروغن از سیال تراکم پذیر مانند هوا استفاده می کنند. در سیستمهای نیوماتیک برایدست یافتن به یک سیال پرفشار، هوا را توسط یک کمپرسور فشرده کرده تا به فشاردلخواه برسد سپس آنرا در یک مخزن ذخیره می کنند، البته دمای هوا پس از فشرده شدنبشدت بالا میرود که می تواند به قطعات سیستم آسیب برساند لذا هوای فشرده قبل ازهدایت به خطوط انتقال قدرت باید خنک شود. به دلیل وجود بخار آب در هوای فشرده وپدیده میعان در فرایند خنک سازی باید از یک واحد بهینه سازی برای خشک کردن هوای پرفشار استفاده کرد.
اکنون بعد از آشنایی مختصر با طرز کار سیستمهای هیدرولیکی ونیوماتیکی به معرفی اجزای یک سیستم هیدرولیکی و نیوماتیکی می پردازیم.
● اجزایتشکیل دهنده سیستم های هیدرولیکی:
1)مخزن: جهت نگهداری سیال
2)پمپ: جهتبه جریان انداختن سیال در سیستم تقویم توسط الکترو موتور یا 3)موتور های احتراقداخلی به کار انداخته می شوند.
4)شیرها: برای کنترل فشار، جریان و جهت حرکتسیال 5عملگرها: جهت تبدیل انرژی سیال تحت فشار به نیروی مکانیکی مولدکار (سیلندرهای هیدرولیک برای ایجاد حرکت خطی و موتور های هیدرولیک برای ایجاد حرکتدورانی).
● اجزای تشکیل دهنده سیستم های نیوماتیکی:
1) کمپرسور
2)خنککننده و خشک کننده هوای تحت فشار
3)مخزن ذخیره هوای تحت فشار
4)شیرهایکنترل
5)عملگرهاپ
● یک مقایسه کلی بین سیستمهای هیدرولیک و نیوماتیک:
1)در سیستمهای نیوماتیک از سیال تراکم پذیر مثل هوا و در سیستمهای هیدرولیک ازسیال تراکم ناپذیر مثل روغن استفاده می کنند.
2)در سیستمهای هیدرولیک روغنعلاوه بر انتقال قدرت وظیفه روغن کاری قطعات داخلی سیستم را نیز بر عهده دارد ولیدر نیوماتیک علاوه بر روغن کاری قطعات، باید رطوبت موجود در هوا را نیز از بین بردولی در هر دو سیستم سیال باید عاری از هر گونه گرد و غبار و نا خالصی باشد.
3)فشار در سیستمهای هیدرولیکی بمراتب بیشتر از فشار در سیستمهای نیوماتیکی می باشد، حتی در مواقع خاص به 1000 مگا پاسکال هم میرسد، در نتیجه قطعات سیستمهای هیدرولیکیباید از مقاومت بیشتری برخوردار باشند.
4)در سرعت های پایین دقت محرک هاینیوماتیکی بسیار نامطلوب است در صورتی که دقت محرک های هیدرولیکی در هر سرعتی رضایتبخش است.
5)در سیستمهای نیوماتیکی با سیال هوا نیاز به لوله های بازگشتی ومخزن نگهداری هوا نمی باشد.
6)سیستمهای نیوماتیک از بازده کمتری نسبت بهسیستمهای هیدرولیکی برخوردارند.


هیدرولیک:


هيدروليک به معناي جريان حرکات مايعات مي باشد. در قرون گذشته مقصود از هيدروليک فقط آب بوده و البته بعدها عنوان هيدروليک مفهوم بيشتري بخود گرفت و معني ومفهوم آن بررسي در مورد بهره برداري بيشتري از آب و حرکت دادن چرخ هاي آبي و مهندسي آب بوده است.
مفهوم هيدروليک در اين قرن ديگر مختص به آب نبوده بلکه دامنه وسيعتري بخود گرفته و شامل قواعد و کاربرد مايعات ديگري، بخصوص "روغن معدني" ميباشد، زيرا که آب بعلت خاصيت زنگ زدگي، در صنايع نمي تواند بعنوان انرژي انتقال دهنده مورداستفاده قرار گيرد و بعلت آنکه روغن خاصيت زنگ زدگي دارد، امروزه در صنايع از آن بخصوص براي انتقال انرژي در سيستم کنترل استفاده بسيار ميگردد. بطور خلاصه ميتوان گفت: فني که انتقال و تبديل نيرو را توسط مايعات انجام دهد "هيدروليک" ناميده ميشود. از آنجائيکه هيدروليک آبي داراي خاصيت زنگ زدگي است لذا در صنايع از هيدروليک روغني هم بخاطر روغن کاري قطعات در حين کار و هم بخاطر انتقال انرژي در سيستم هاي کنترل استفاده ميشود. وقتيکه در صنعت از هيدروليک نام برده ميشود، مقصود همان "هيدروليک روغني" مي باشد. بطور دقيق ميتوان گفت که: حوزه کاربرد هيدروليک روغني استفاده از انرژي ديناميکي و استاتيکي آن بوده و در مهندسي کنترل براي انتقال زيگنال ها و توليد نيرو مي باشد. وسائل هيدروليکي که نحوه استفاده هيدروليک را در صنعت ميسر ميسازد خود داراي تاريخچه بسيار قديمي ميباشد. يکي از قديمي ترين اين وسائل، پمپ هاي هيدروليکي بوده، که براي اولين بار کتزي بيوس يوناني در حدود اواسط قرن سوم قبل از مسيح، پمپي از نوع پيستون اهرمي که داراي دو سيلندر بود اختراع و ساخته است. تا اوائل قرن هشتم ديگر در اين زمينه وسيله جديدي پديد نيامد و در اوائل اين قرن انواع چرخ هاي آبي اختراع و رواج بسيار پيدا نمود. قرن شانزده را ميتوان توسعه پمپهاي آبي دانست و در اين قرن بود که انواع پمپ با ساختمانهاي مختلفي پديدار گرديدند و اصول ساختماني اين پمپ ها، امروزه بخصوص از نوع چرخ دنده ئي، هنوز هم مورد توجه و اهميت بسياري را دارا مي باشد. در اواخر قرن شانزدهم اصول ساختمان پرس هيدروليکي طراحي گرديده و حدودا بعد از يک قرن اولين پرس هيدروليکي که جنبه عملي داشت، شروع بکار نمود. قرن نوزدهم زمان کاربرد پرسهاي هيدروليک آبي بود و اوائل قرن بيستم را ميتوان شروع و زمان توسعه هيدروليکي روغني در صنايع و تاسيسات صنعتي دانست. * سال 1905 پيدايش گيربکس هيدرواستاتيکي تا فشار 40 بار * * * * سال 1910 پيدايش ماشين هاي پيستون شعاعي * * * * سال 1922 پيدايش ماشين هاي شعاعي با دور سريع * * * * سال 1924 پيدايش ماشين هاي پيستون محوري با محور مايل * * * * سال 1940 پيدايش و توليد انواع مختلف وسائل و ابزار هيدروليکي براي فشارهائي بيش از 350 بار، که بعضي از آن وسايل در حال حاضر بطور سري توليد ميگردد. توسعه وسيع و کاربرد هيدروليک روغني پس از جنگ جهاني دوم پديد آمد، ودر اثر همين توسعه، بسياري از قطعات و لوازم هيدروليک روغني در حال حاضر بصورت استاندارد شده توليد ميگردند. ◄ خواص هيدروليک روغني و کاربرد آن در صنايع: استفاده از هيدروليک روغني به طراحان ماشين امکانات جديدي را داده، که ميتوانند به نحو ساده تري ايده و طرح خود را عملي سازند، بخصوص قطعات استاندارد شده هيدروليک . روغني کمک بسيار جامعي در حل مسائل طراحان مينمايد . امروزه طراح ماشين ميتواند با کمک هيدروليک روغني مسايل پيچيده کنترل مکانيکي را بنحو تاریخ و زمان تري و در زمان کوتاه تري حل نموده و در نتيجه طرح را با مخازن کمتري عرضه نمايد ◄ خواص مثبت هيدروليک روغني: توليد و انتقال نيروهاي قوي توسط قطعات کوچک هيدروليکي، که داراي وزن کمتري بوده و نسبت وزني آنها نسبت به دستگاههاي الکتريکي 1 به 10 ميباشد. * نصب ساده قطعات بعلت استاندارد بودن آنها * تبديل ساده حرکت دوراني به حرکت خطي اسيلاتوري (رفت و برگشتي) * قابليت تنظيم و کنترل قطعات هيدروليکي * امکان سريع معکوس کردن جهت حرکت * استارت حرکت قطعات کار کننده هيدروليکي، در موقعيکه زير بار قرار گرفته باشند. * قابليت تنظيم غير پله ئي نيرو، فشار، گشتاور، سرعت قطعات کار کننده * ازدياد عمر کاري قطعات هيدروليکي در اثر موجوديت روغن در اين قطعات * * * * مراقبت ساده دستگاهها و تاسيسات هيدروليکي توسط مانومتر * امکان اتوماتيک کردن حرکات ◄ خواص منفي هيدروليک روغني: در مقابل اين خواص مثبت، البته خواص منفي نيز در هيدروليک موجود است که طراحان بايستي با آنها نيز آشنا گردند، البته لازم بتذکر است که بزرگترين خاصيت منفي هيدروليک، افت فشار ميباشد، که در حين انتقال مايع فشرده پديد مي ايد. * خطر در موقع کار با فشارهاي قوي، لذا توجه بيشتري بايستي به محکم وجفت شدن مهره ماسورهها با لوله ها و دهانه تغذيه و مسير کار قطعات کار کننده نمود * * * * راندمان کمتر مولدهاي نيروي هيدروليکي نسبت به مولدهاي نيروي مکانيکي، بعلت نشت فشار روغن و همچنين افت فشار در اثر اصطکاک مايعات در لوله و قطعات * * * * بعلت قابليت تراکمي روغن و همچنين نشت آن، امکان سينکرون کردن جريان حرکات بطور دقيق ميسر نمي باشد. * * * * گراني قطعات در اثر بالا بودن مخارج توليد. * کاربرد هيدروليک امروزه در اغلب صنايع بخصوص صنايع ذيل متداول ميباشد: * ماشين ابزار * پرس سازي * * * * تاسيسات صنايع سنگين * ماشين هاي راه و ساختمان و معادن * هواپيما سازي * * * * کشتي سازي * * * * تبديل انرژي در تاسيسات هيدروليکي انرژي مکانيکي اغلب توسط موتورهاي احتراقي و يا الکترو موتورها توليد ميگردد، در هيدرو پمپها تبديل به انرژي هيدروليکي گشته و اين انرژي از طريق وسائل هيدروليکي به قطعات کار کننده هيدروليکي منتقل ميگردد، واز اين قطعات کارکننده ميتوان مجددا انرژي مکانيکي را بدست آورد.



آشنایی با پنوماتیک پنيوماتيك يكي از انواع انرژي هايي است كه در حال حاضر از أن استفاده وافر در انواع صنایع مي شود و مي توان گفت امروزه كمتركارخانجات يا مراكز صنعتي را مي توان ديد كه از پنيوماتيك استفاده نكند و در قرن حاضر يكي از انواع انرژي خوش اثبات شده اي است كه بشر با اتكا به آن راه صنعت را مي پيمايد. پنيوما در زبان يوناني يعني تنفس باد و پنيوماتيك علمي است كه در مورد حركات و وقايع هوا صحبت مي كند امروزه پنيوماتيك در بين صنعتگران به عنوان انرژي بسيار تميز و كم خطر و ارزان مشهور است و از آن استفاده وافر مي كنند. خواص اصلي انرژي پنيوماتيك به شرح زير است: * . عامل اصلي كاركرد سيستم پنيوماتيك هواست و هوا در همه جاي روي زمين به وفور وجود دارد * * * * هواي فشرده را مي توان از طريق لوله كشي به نقاط مختلف كارخانه يا مراكز صنعتي جهت كاركرد سيستم هاي پنيوماتيك هدايت كرد. * * * * هواي فشرده را مي توان در مخازن مخصوص انباشته و آن را انتقال داد يعني هميشه احتياج به كمپرسور نيست و مي توان از سيستم پنيوماتيك در مكان هايي كه امكان نصب كمپرسور وجود ندارد نيز استفاده نمود. * افزايش و كاهش دما اثرات مخرب و سوئي بر روي سيستم پنيوماتيك ندارد و نوسانات حرارتي از عملكرد سيستم جلوگير ي نمي كند. * هواي فشرده خطر انفجار و آتش سوزي ندارد به اين دليل تاسيسات حفاظتي نياز نيست. * قطعات پنيوماتيك و اتصالات آن نسبتا ارزان و از نظر ساختماني قطعاتي ساده هستند لذا تعميرات آنها راحت تر از سيستم هاي مشابه نظير هيدروليك مي باشد. * * * * هواي فشرده نسبت به روغن هيدروليك مورد مصرف در هيدروليك تميز تر است و به دليل اين تميزي از سيستم پنيوماتيك در صنايع دارويي و نظاير آن استفاده مي شود. * سرعت حركت سيلندر هاي عمل كننده با هواي فشرده در حدود 1 الي 2 متر در ثانيه است و در موارد خاصي به 3 متردر ثانيه مي رسد كه اين سرعت در صنايع قابل قبول است و بسياري ازعمليات صنعتي را مي تواند عهده دار شود. * عوامل سرعت و نيرو در سيستم پنيوماتيك قابل كنترل و تنظيم است. * * * * عناصر پنيوماتيك در مقابل بار اضافه مقاوم بوده و به آنها صدمه وارد نمي شود مگر اينكه افزايش بار سبب توقف آنها گردد. * تعميرات و نگه داري سيستماي پنيوماتيك بسيار كم خطر است زيرا در انرژي هاي قابل مقايسه نظير برق خطر جاني و آتش سوزي و در هيدروليك انفجار و جاني وجود دارد اما در پنيوماتيك خطر جاني به صورت جدي وجود ندارد وآتش سوزي اصلا وجود ندارد و بدين دليل در صنايع جنگ افزارسازي از سيستم تمام پنيوماتيك استفاده مي شود. ◄ معايب سيستم پنيوماتيك به شرح زير است: * چون سيال اصلي مورد استفاده در سيستم پنيوماتيك هواي فشرده و جهت تهيه هواي فشرده بايد با كمپرسور آن را فشرده كرد همراه هواي فشرده شده مقداري رطوبت وناخالصي هوا ومواد آئروسل وارد سيستم شده و سبب برخي خرابي در قطعات مي شود لذا بايد جهت تهيه هواي فشرده ***** اسيون مناسب استفاده نمود. * هزينه استفاده از هواي فشرده تا حد معيني اقتصادي مي باشد و اين ميزان تا وقتي است كه فشار هوا برابر 7 بار و نيروي حاصله با توجه به طول كورس و سرعت حداكثر بين 20000 تا 30000 نيوتن مي باشد. * * * * به طور خلاصه مي توان گفت كه جهت قدرت هاي فوق العاده زياد مقرون به صرفه تر است از نيروي هيدروليك استفاده شود. * هواي مصرف شده در سيستم پنيوماتيك در هنگام تخليه از سيستم داراي صداي زيادي است كه اين مسئله نياز به كاربرد صدا خفه كن را الزامي مي كند. * به علت تراكم پذيري هوا به خصوص در سيلندر هاي پنيوماتيكي كه زير بار قرار دارند امكان ايجاد سرعت ثابت و يكنواخت وجود ندارد كه اين مسئله از معايب پنيوماتيك به شمار مي رود اما قابل ذكر است كه اخيرا يك نوع سيلندر كه بجاي شفت سيلندر از نوار لاستيكي استفاده مي كند ساخته شده است كه اين عيب را بر طرف مي كنند. به طور كلي در مقايسه مزايا و معايب پنيوماتيك مي توان گفت با توجه به مزاياي بسيار نسبت به معايب كمتر مي توان از پنيوماتيك بعنوان يك انرژي شايسته در صنايع استفاده كرد به خصوص با توجه به مزيت تميزي سيستم تعمير و نگه داري راحت تر، نداشتن خطر جاني جهت پرسنل عملياتي و تعميراتي در سيستم كه در سيستم هاي ديگر نظير الكتريك و هيدروليك وجود ندارد ضمنا اين سيستم بي همتاست و گاهي فقط از اين سيستم در جهت عمليات توليدي بايد استفاده شود نظير: صنايع غذايي، دارويي، جنگ افزار كه حتما عمليات توليدي توسط سيستم پنيوماتيك انجام مي پذيرد.



جک هیدرولیکی جک هيدروليک وسيلهاي است تقویم در أن نيرويي بر روغن موجود در يک استوانه کوچک وارد ميشود. اين نيرو سبب ميشود که روغن غير قابل تراکم به استوانه بزرگ منتقل شود. روغن به پيستون استوانه بزرگ فشار ميآورد و باعث بلند شدن بار روي استوانه ( مثلا ماشين) ميشود. مکانيزم کار ماشينهاي جرثقيل، و غيره نيز چنين ميباشد که در عين سادگي، کار مفيد زيادي با بازده بالا انجام ميدهد. در ساختمان جک هيدروليک از اين واقعيت استفاده ميشود که روغن تقريبا تراکم ناپذير است و نيروي وارد بر خود را منتقل ميکند. فشار وارد بر پيستون کوچک عينا به پيستون بزرگ منتقل ميشود و آنرا به طرف بالا ميراند. ◄ مزيت مکانيکي جک هيدروليک: . فشارهاي وارد بر استوانهها که همان نيروي وارد بر واحد سطح يعني P = F / A است، باهم برابرند بنابراين : PE = PL به عبارت ديگر ميتوان نوشت: آهن / ئه = طبقه / آل تقویم در أن F همان نيروهاي مقاوم و محرک، A همان سطح مقطع دو پيستون ميباشد. در حالت سادهتر مزيت مکانيکي قسمت هيدروليکي جک بصورت زير در ميايد: AA = ML / ئه دسته جک نيز يک اهرم نوع دوم است و مزيت مکانيکي مخصوص به خود را دارد. دسته اهرم نيروي محرک را افزايش ميدهد. بر جک هيدروليک نيروي مفيد دسته وارد ميشود و جک اين نيرو را افزايش ميدهد. از اينرو مزيت مکانيکي کل دستگاه برابر مزيت مکانيکي اين دو قسمت ميباشد. ◄ ايا جک هيدروليک مقدار کار را افزايش ميدهد؟ دستگاهي وجود ندارد که بتواند مقدار کار را افزايش دهد. هر مقدار روغن که از استوانه کوچک خارج شود، همان مقدار وارد استوانه بزرگ ميشود. در هر دو استوانه اين حجم روغن برابر است با حاصلضرب سطح مقطع استوانه در فاصلهاي که پيستون جابجا ميشود. چون اين حجمها باهم برابرند، بنابراين: AeΔSe = AlΔSl اگر ماشين را بدون اصطکاک در نظر بگيريم داريم: MA = آل / ئه = ΔSe / ΔSl و چون MA = طبقه / آهن بنابراين: FlΔSl = FeΔSe . که نشان ميدهد در حالت ايدهآل کار خروجي يا مفيد با کار ورودي يا داده شده برابر است . در قرقره، اهرم و جک هيدروليک، وقتي اصطکاک وجود ندارد، کار خروجي با کار ورودي برابر است اين گفته در مورد ساير ماشينها نيز برقرار است. در چنين شرايطي مزيت مکانيکي ايدهآل (يعني بدون اصطکاک) هر ماشيني را ميتوان با بررسي هندسه ماشين بدست آورد. با ملاحظه معادله MA = ΔSe / ΔSl حتي در پيچيدهترين ماشين، ميتوان مزيت مکانيکي ايدهآل را فقط با دانستن اينکه وقتي نيروي محرک را در مسافت معيني حرکت ميدهيم، نيروي مقاوم چقدر جابجا ميشود، پيدا کرد. ◄ کاربردهاي جک هيدروليک: در بلند کردن ماشينآلات سنگين، ماشينهاي کمپرسور، جرثقيلها، پالايشگاهها، حفاريهاي زير زميني، برج سازي و معماري، کليه وسايل نقليه و غيره از خود اين وسيله بسيار ساده و مفيد يا مکانيزم کارش استفاده ميشود.



سيستم تعليق هيدروليکي يا هیدرولیک تعلیق چيست؟ کاربرد سيستم هاي هيدروليک در طراحي خودروها با جايگزيني ترمز هيدروليکي بجاي ترمزهاي مکانيکي نوع کابلي و يا اهرمي آغاز شد. در اين سيستم و با توجه به قابليت هاي انعطاف پذيري مايعات و با ايجاد فشار روي مايع امکان انتقال نيروي ترمز به تمام چرخها بوجود آمد. بعدها از سيستم هيدروليک و به روش مشابهي با ترمزهاي هيدروليکي در مکانيزم کلاچ خودروها استفاده شد. در ادامه روند توسعه تکنولوژي در ساخت خودروها، کاربرد هيدروليک وسعت بيشتري يافت و در سيستم هاي ديگر خودرو مانند جذب کننده ضربات (کمک فنر)، فرمانهاي هيدروليکي و گيربکس اتوماتيک بکار گرفته و متداول شد. ايده بکارگيري سيستم هيدروليک در مکانيزم تعليق خودروها اولين بار در سال 1952 در شرکت خودرو سازي سيتروئن مطرح شد. طراحان شرکت سيتروئن در طراحي و ساخت سيتروئن مدل DS19 از تمام مکانيزم هاي هيدروليکي که تا آن زمان ابداع شده بود استفاده کردند. آنها در طرح اين خودرو بجاي استفاده از سيستم هاي هيدروليکي متعدد و مستقل براي هر کدام از مکانيزم ها، اقدام به طراحي يک سيستم هيدروليکي مرکزي نمودند. به اين ترتيب از نصب پمپ، مخزن و روغن و مکانيزم هاي جداگانه خودداري کرده و يک مجموعه مشترک و اصلي جايگزين تجهيزات فوق گرديد. اين سيستم هيدروليک مرکزي و مشترک چندين زير مجموعه که هر کدام عمل مستقلي در خودرو انجام مي دادند را تغذيه مي کرد. اين طرح باعث آسانتر شدن طراحي و يکپارچگي بيشتر خودرو گرديد. ميزان قابل توجه توان هيدروليکي که توسط موتور براي سيستم هيدروليک اين خودرو در نظر گرفته شده بود به طراحان آزادي عمل و ابتکار بيشتري مي داد. در اينجا بود که ايده بکارگيري سيستم هيدروليک در مکانيزم تعليق نه فقط بعنوان ضربه گير ( کمک فنر) بلکه بعنوان يک سيستم تعليق کاملا هيدروليکي شکل گرفت. طراحان سيتروئن به اين فکر افتادند که مي توانند بجاي استفاده از روشهاي متداول در سيستم تعليق، يعني استفاده از انواع فنرها و يا ميله هاي پيچشي که تا آن زمان بکار مي رفت، سيستم هيدروليکي جديدي را جايگزين کنند که ضمن تحمل بار خودرو عمل ضربه گيري را نيز انجام دهد. اين يک طرح آزمايشي بود که در سال 1955 روي خودروي سيتروئن مدل DS19 نصب گرديد. اين روش بطور باورنکردني باعث نرمي خودرو و بي تکان شدن رانندگي شده بود و ويژگي را بوجود آورده بود که به هيچ وجه با روشهاي متداول سيستم تعليق قابل تصور نبود. جالب ترين ويژگي در اين خودرو امکان تغيير و تنظيم ارتفاع بود. براي اين کار با تنظيم حجم روغن ارسالي به جک هاي هيدروليکي که جايگزين فنر شده بودند امکان بالا و پايين بردن اتاق خودرو نسبت به سطح جاده بوجود آمده بود. از ويژگيهاي ديگر اين خودرو تراز اتوماتيک سطح ماشين هنگام قرار گرفتن در سطوح ناهموار بود و اين عمل با توجه به موقعيت بازوهاي سيستم تعليق نسبت به بدنه و تغيير اتوماتيک حجم روغن در جک هاي خودرو انجام مي گرديد. طراحان DS19 به مرور زمان تغييرات زيادي در سيستم هيدروليک نمونه اوليه ايجاد کردند ولي آنچه که اهميت داشت بکارگيري روش کاملا جديدي از کاربرد هيدروليک در خودرو بود که قبلا هرگز انجام نشده بود. اصول کار سيستم تعليق هيدروليکي که در بعضي مواقع بنام هيدروپنوماتيک نيز از آن نام برده مي شود بر اصل تراکم پذيري گازها و غيرقابل تراکم بودن مايعات بنا نهاده شده است. هر کدام از جک هاي بکار برده شده در سيستم تعليق که جايگزين فنرهاي معمولي شده اند شامل يک سيلندر و پيستون ساده و يک مخزن يا انباره که تحت فشار گاز نيتروژن است و در بالاي جک نصب مي شود هستند. روغن هيدروليک مي تواند بين جک و انباره حرکت رفت و برگشت داشته باشد. وزن بدنه خودرو که روي چرخها وارد مي شود باعث بالا آمدن پيستون در سيلندر شده و در نتيجه خروج روغن از جک و ورود آن را به انباره در پي خواهد داشت. با اضافه شدن روغن به انباره تراکم گاز نيتروژن حبس شده در داخل انباره افزايش مي يابد تا با وزن خودرو به تعادل برسد. به اين ترتيب گاز نيتروژن داخل انباره با متراکم شدن بيشتر مانند يک فنر عمل مي کند. با قرار دادن يک اورفيس (مجراي تنگ) بين پيستون و انباره سرعت نوسان پيستون کاهش داده مي شود و ضربات ناشي از سطوح ناهموار جذب مي گردد، عملي که در خودروهاي معمولي توسط کمک فنر انجام مي شود . در مدلهاي جديد خودروهاي شرکت سيتروئن که با نام زانتيا به بازار معرفي شده اند. نمونه هاي بسيار پيشرفته و جديدي از سيستم هاي هيدروليکي نصب شده اند در اين خودرو قابليت هاي متعددي ايجاد گرديده است. کنترل الکترونيکي زانتيا که به آن هيدرواکتيو مي گويند به سيستم اجازه مي دهد که مکانيزم تعليق آن براي جذب ضربات متناسب با وضعيت ناهمواري جاده تغيير کند در اکسل هاي بکار گرفته شده در اين خودروها بجز انباره هاي بالاي جکها يک انباره در مرکز اکسل نصب شده است و با وصل شدن و يا قطع شدن ارتباط اين انباره به مدار تعليق هيدروليکي ماشين ميزان نرمي و يا سفتي حرکتهاي بدنه تغيير مي کند براي اين منظور با قرار دادن تعدادي سنسور شرايط مختلف رانندگي مانند سرعت ماشين، سرعت و ميزان فرمانگيري، نوسانات مربوط به جاده، شتابگيري و يا توقف را دريافت و به کامپيوتر دستگاه ارسال مي کنند و بعد از پردازش داده هاي ورودي سيگنال ارسالي از کامپيوتر به شير برقي تعبيه شده در مدار هيدروليک ارسال مي شود و از طريق اين شير رگلاتورهاي کنترل نرمي (تنظیم کننده خشکی) مقدار دهانه اورفيس بين جکهاي دو طرف اکسل و انباره مرکزي را تغيير مي دهند، در نتيجه مقدار و سرعت تبادل روغن بين جکها و انباره تغيير کرده و به اين ترتيب شدت نوسانات جک ها متناسب با شرايط جاده تنظيم مي گردد. با اين روش ترکيب بي نظيري از سواري راحت و کنترل بالاي جاده اي ايجاد مي گردد با اضافه شدن امکانات جديد الکترونيکي سطح تراز دستگاه با توجه به سرعت فرمانگيري و پيچ هاي تند، شتاب گيري و ترمزهاي ناگهاني حفظ مي گردد و در سخت ترين شرايط رانندگي راحتي سرنشينان و امکان کنترل خودرو را به حداکثر مي رساند و تمام اين قابليت ها با توجه به بکارگيري سيستم تعليق هيدروليکي خودرو امکان پذير شده است. امروزه از سيستم هاي تعليق هيدروليکي در بسياري از ماشين آلات سنگين و خودروهاي نظامي استفاده مي شود. جايي که بکارگيري سيستمهاي مرسوم فنري مشکلات فراواني به همراه دارد و کيفيت و کارايي لازم را نيز نخواهد داشت بگونه اي که تصور عدم استفاده از سيستم تعليق هيدروليکي در ماشين آلاتي نظير کاميونهاي معدن و بسياري از جرثقيل هاي غول پيکر و تريلرهاي بزرگ با تعداد چرخهاي فراوان تا حدودي غيرممکن بنظر مي رسد.













مقدمه ای برسیستمهای هیدرولیکی وپنوماتیکی امروزه در بسیاری از فرآیندهای صنعتی، انتقال قدرت آن هم به صورت کم هزینه و بادقت زیاد مورد نظر است در همین راستا بکارگیری سیال تحت فشار در انتقال و کنترلقدرت در تمام شاخه های صنعت رو به گسترش است. استفاده از قدرت سیال به دو شاخه مهمهیدرولیک و نیوماتیک (که جدیدتر است) تقسیم میشود. از نیوماتیک در مواردی کهنیروهای نسبتا پایین (حدود یک تن) و سرعت های حرکتی بالا مورد نیاز باشد (مانندسیستمهایی که در قسمتهای محرک رباتها بکار می روند) استفاده میکنند در صورتیکهکاربردهای سیستمهای هیدرولیک عمدتا در مواردی است که قدرتهای بالا و سرعت های کنترلشده دقیق مورد نظر باشد (مانند جک های هیدرولیک، ترمز و فرمان هیدرولیک و ...). حال این سوال پیش میاید که مزایای یک سیستم هیدرولیک یا نیوماتیک نسبت به سایرسیستمهای مکانیکی یا الکتریکی چیست در جواب می توان به موارد زیر اشاره کرد: 1) طراحی ساده 2) قابلیت افزایش نیرو 3) سادگی و دقت کنترل 4) انعطافپذیری 5) راندمان بالا 6) اطمینان در سیستم های هیدرولیک و نیوماتیکنسبت به سایر سیستمهای مکانیکی قطعات محرک کمتری وجود دارد و میتوان در هر نقطه بهحرکتهای خطی یا دورانی با قدرت بالا و کنترل مناسب دست یافت، چون انتقال قدرت توسطجریان سیال پر فشار در خطوط انتقال (لوله ها و شیلنگ ها) صورت میگیرد ولی درسیستمهای مکانیکی دیگر برای انتقال قدرت از اجزایی مانند بادامک، چرخ دنده، گاردان، اهرم، کلاچ و ... استفاده میکنند. در این سیستمها میتوان با اعمالنیروی کم به نیروی بالا و دقیق دست یافت همچنین میتوان نیرو های بزرگ خروجی را بااعمال نیروی کمی (مانند بازو بسته کردن شیرها و ...) کنترل نمود. استفاده ازشیلنگ های انعطاف پذیر، سیستم های هیدرولیک و نیوماتیک را به سیستمهای انعطافپذیری تبدیل میکند که در آنها از محدودیتهای مکانی که برای نصب سیستمهای دیگر بهچشم می خورد خبری نیست. سیستم های هیدرولیک و نیوماتیک به خاطر اصطکاک کم و هزینهپایین از راندمان بالایی برخوردار هستند همچنین با استفاده از شیرهای اطمینان وسوئیچهای فشاری و حرارتی میتوان سیستمی مقاوم در برابر بارهای ناگهانی، حرارت یافشار بیش از حد ساخت که نشان از اطمینان بالای این سیستمها دارد. اکنون که بهمزایای سیستم های هیدرولیک و نیوماتیک پی بردیم به توضیح ساده ای در مورد طرز کاراین سیستمها خواهیم پرداخت. برای انتقال قدرت به یک سیال تحت فشار (تراکم پذیریا تراکم ناپذیر) احتیاج داریم که توسط پمپ های هیدرولیک میتوان نیروی مکانیکی راتبدیل به قدرت سیال تحت فشار نمود. مرحله بعد انتقال نیرو به نقطه دلخواه است کهاین وظیفه را لوله ها، شیلنگ ها و بست ها به عهده میگیرند. بعد از کنترل فشارو تعیین جهت جریان توسط شیرها سیال تحت فشار به سمت عملگرها (سیلندرها یا موتور هایهیدرولیک) هدایت میشوند تا قدرت سیال به نیروی مکانیکی مورد نیاز (به صورت خطی یادورانی) تبدیل شود. اساس کار تمام سیستم های هیدرولیکی و نیوماتیکی بر قانونپاسکال استوار است. ● قانون پاسکال: 1) فشار سرتاسر سیال در حال سکون یکساناست (با صرف نظر از وزن سیال) 2) در هر لحظه فشار استاتیکی در تمام جهات یکساناست 3) فشار سیال در تماس با سطوح بصورت عمودی وارد میگردد. کار سیستمهاینیوماتیک مشابه سیستم های هیدرولیک است فقط در آن به جای سیال تراکم ناپذیر مانندروغن از سیال تراکم پذیر مانند هوا استفاده می کنند. در سیستمهای نیوماتیک برایدست یافتن به یک سیال پرفشار، هوا را توسط یک کمپرسور فشرده کرده تا به فشاردلخواه برسد سپس آنرا در یک مخزن ذخیره می کنند، البته دمای هوا پس از فشرده شدنبشدت بالا میرود که می تواند به قطعات سیستم آسیب برساند لذا هوای فشرده قبل ازهدایت به خطوط انتقال قدرت باید خنک شود. به دلیل وجود بخار آب در هوای فشرده وپدیده میعان در فرایند خنک سازی باید از یک واحد بهینه سازی برای خشک کردن هوای پرفشار استفاده کرد. اکنون بعد از آشنایی مختصر با طرز کار سیستمهای هیدرولیکی ونیوماتیکی به معرفی اجزای یک سیستم هیدرولیکی و نیوماتیکی می پردازیم. ● اجزایتشکیل دهنده سیستم های هیدرولیکی: 1) مخزن: جهت نگهداری سیال 2) پمپ: جهت به جریان انداختن سیال در سیستم که توسط الکترو موتور 3) موتور های احتراقداخلی به کار انداخته می شوند. 4) شیرها: برای کنترل فشار، جریان و جهت حرکتسیال 5) عملگرها: جهت تبدیل انرژی سیال تحت فشار به نیروی مکانیکی مولدکار (سیلندرهای هیدرولیک برای ایجاد حرکت خطی و موتور های هیدرولیک برای ایجاد حرکتدورانی). ● اجزای تشکیل دهنده سیستم های نیوماتیکی: 1) کمپرسور 2) خنککننده و خشک کننده هوای تحت فشار 3) مخزن ذخیره هوای تحت فشار 4) شیرهایکنترل 5) عملگرها ● یک مقایسه کلی بین سیستمهای هیدرولیک و نیوماتیک: 1) در سیستمهای نیوماتیک از سیال تراکم پذیر مثل هوا و در سیستمهای هیدرولیک ازسیال تراکم ناپذیر مثل روغن استفاده می کنند. 2) در سیستمهای هیدرولیک روغنعلاوه بر انتقال قدرت وظیفه روغن کاری قطعات داخلی سیستم را نیز بر عهده دارد ولیدر نیوماتیک علاوه بر روغن کاری قطعات، باید رطوبت موجود در هوا را نیز از بین بردولی در هر دو سیستم سیال باید عاری از هر گونه گرد و غبار و نا خالصی باشد 3) فشار در سیستمهای هیدرولیکی بمراتب بیشتر از فشار در سیستمهای نیوماتیکی می باشد، حتی در مواقع خاص به 1000 مگا پاسکال هم میرسد، در نتیجه قطعات سیستمهای هیدرولیکیباید از مقاومت بیشتری برخوردار باشند. 4) در سرعت های پایین دقت محرک هاینیوماتیکی بسیار نامطلوب است در صورتی که دقت محرک های هیدرولیکی در هر سرعتی رضایتبخش است. 5) در سیستمهای نیوماتیکی با سیال هوا نیاز به لوله های بازگشتی ومخزن نگهداری هوا نمی باشد. 6) سیستمهای نیوماتیک از بازده کمتری نسبت بهسیستمهای هیدرولیکی برخوردارند.



موارد کاربرد هیدرولیک وپنوماتیک کاربرد هیدرولیک و پنوماتیک سیستم هیدرولیک در موارد زیر کاربرد دارد 1.در صنعت کشاورزی: ​​تقویم کشاورزدر ضمن راندن تراکتور می تواند از توان سیال استفاده کند و همچنین در دستگاه های نظیر خرمن کوب وکمباین وکلوخ شکن و میوه چین و ماشین حفاری و بیل مکانیکی 2.در خودرو سازی: تر مز هیدرولیک و فرمان هیدرولیک و تنظیم پنوماتیکی صندلی و همچنین در مراحل ساخت بدنه و شکل دادن به ورق خودرو تقویم از پرسهای با تنهای مختلف استفاده می شود 3.در صنا یع هوای خلبان با کمک این سیستم ارابه های فرود و شهپرها و سکانهای عمودی وبالا برها و با لچه ها را مهار می کند و بدنه هوا پیما هم با پرسهای کششی ساخته می شود و جالب است تقویم برای تست اینکه بدانند بدنه هواپیما سوراخ نشده باشد فشار باد را بین جداره های بدنه قرار میدهند در صورتی افت فشار داشتیم می فهمیم تقویم جای از بدنه سوراخ است تست هواپیما عبارتند از 1.تست باد چرخها تقویم 300 بار فشار است2.تست کلیه سیستم هیدرولیک هواپیما 3.تست بدنه هواپیما 4. دستگاه میول که برای تست هیدرولیک هواپیمای F14 4.صنایع دفاعی: در هدایت تانک نفر بر و هدایت موشک و در ناوها هدایت ناو و ... 5.صنایع غذای: کنسرو سازی و ظروف یکبار مصرف و ... 6. صتایع چوب: برش الوار و پردا خت سطوح مبلها 7. جا به جای مواد (لیفتراک و جرثقیل و.) 8.ماشین تراشکاری و CNC و نظیر این دستگاه ها 9.صنایع دریای: بالا کشیدن تور از آب و کشیدن کشتی به ساحل و ...... . 10 معدن : در ماشینهای معدن 11. در صنایع بسته بندی: پر کن شیشه ها ی نوشابه و ماشین چسب زنی و لفاف پیچی 12. کا غذ سازی: در این صنعت خمیر کاغذ باید از غلتک ها بگذرد و مهمترین هیدرولیک و پنو ماتیک تنظیم غلطک ها است 13. صنعت نفت: پالا یشگاه ها 14. صنایع پلاستیک 15. صنعت چاپ: 16. راه آهن: تر مز قطارودر بهای اتوماتیک جدید 17. لاستیک: 18. صنعت فولاد: فشار زیاد برای کشش آهن و یا فلز دیکر و تخلیه کوره ها تقویم در ذوب آهن و فولاد
مبارکه و .. شاهد آن هستید 19. نساجی


منبع:اینترنت
نویسنده:محمدمحمدعظیمی