ส่วนประกอบของระบบนิวแมติกคือชิ้นส่วนกลไกและชิ้นส่วนควบคุม คอมเพรสเซอร์ หน่วยเตรียมอากาศ วาล์ว แอคทูเอเตอร์ ท่อ และข้อต่อ ซึ่งทำงานร่วมกันเพื่อสร้าง ปรับสภาพ กำหนดทิศทาง และใช้อากาศอัดเป็นแหล่งพลังงานกล วงจรนิวแมติกที่ทำงานทั้งหมดจะขึ้นอยู่กับกลุ่มฮาร์ดแวร์ที่เชื่อมโยงกันห้ากลุ่ม ได้แก่ การสร้างอากาศ การเตรียมอากาศ ส่วนประกอบควบคุมนิวแมติก การสั่งงาน และการเชื่อมต่อท่อประปา การทำความเข้าใจว่ากลุ่มเหล่านี้โต้ตอบกันอย่างไรเป็นวิธีที่เร็วที่สุดในการวินิจฉัยกระบอกสูบที่เชื่องช้า ลดการใช้อากาศ หรือระบุระบบใหม่อย่างถูกต้องในครั้งแรก
คู่มือนี้จะแจกแจงรายละเอียดกลุ่มส่วนประกอบแต่ละกลุ่มในทางปฏิบัติ อธิบายว่าส่วนประกอบควบคุมนิวแมติก เช่น วาล์วกำหนดทิศทาง ตัวควบคุมการไหล และอุปกรณ์ควบคุมแรงดันควบคุมพฤติกรรมของวงจรอย่างไร และปิดท้ายด้วยคำถามที่พบบ่อยโดยละเอียดสำหรับวิศวกร ช่างเทคนิคการบำรุงรักษา และทีมจัดซื้อที่ทำงานกับอุปกรณ์อัดอากาศ
ห้ากลุ่มหน้าที่ของระบบนิวแมติก
แทนที่จะจดจำรายการชิ้นส่วนยาวๆ การคิดว่าระบบนิวแมติกส์เป็นห้าขั้นตอนที่อากาศไหลผ่าน จากรุ่นสู่งานที่เป็นประโยชน์จะช่วยได้ แต่ละขั้นตอนมีงานที่แตกต่างกัน และจุดอ่อนในขั้นตอนใดขั้นตอนหนึ่งจะจำกัดประสิทธิภาพของทั้งระบบ
| เวที | ฟังก์ชั่นหลัก | ส่วนประกอบทั่วไป |
|---|---|---|
| การสร้างอากาศ | แปลงพลังงานไฟฟ้าหรือพลังงานกลเป็นอากาศอัด | คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ สกรูโรตารี หรือสโครล ตัวรับอากาศ |
| การเตรียมอากาศ | ขจัดสิ่งปนเปื้อน ความชื้น และตั้งค่าแรงดันในการทำงาน | ตัวกรอง ตัวควบคุม สารหล่อลื่น (หน่วย FRL) เครื่องอบแห้ง |
| การควบคุมด้วยลม | กำหนดทิศทาง มิเตอร์ และกำหนดเวลาการไหลของอากาศ | วาล์วควบคุมทิศทาง ตัวควบคุมการไหล สวิตช์ความดัน |
| การกระตุ้น | แปลงความดันอากาศเป็นการเคลื่อนที่เชิงเส้นหรือแบบหมุน | กระบอกสูบ, แอคชูเอเตอร์แบบหมุน, มอเตอร์ลม, มือจับ |
| การกระจายสินค้า | ถ่ายเทอากาศระหว่างส่วนประกอบต่างๆ โดยมีการสูญเสียน้อยที่สุด | ท่อแข็ง ท่ออ่อน ข้อต่อแบบกดเข้าและเกลียว |
ระบบจะมีประสิทธิภาพได้ก็ต่อเมื่ออยู่ในช่วงที่อ่อนแอที่สุดเท่านั้น ท่อขนาดเล็กระหว่างตัวรับและกระบอกสูบแบบหมุนเร็วสามารถเร่งการไหลได้รุนแรงพอๆ กับคอมเพรสเซอร์ขนาดเล็ก แม้ว่าตัวคอมเพรสเซอร์จะไม่เคยผิดพลาดก็ตาม
การสร้างอากาศ: คอมเพรสเซอร์และเครื่องรับ
คอมเพรสเซอร์เป็นจุดเริ่มต้นของทุกวงจรนิวแมติก คอมเพรสเซอร์สามประเภทครองการใช้งานในอุตสาหกรรม โดยแต่ละประเภทเหมาะกับรอบการทำงานและความต้องการการไหลที่แตกต่างกัน
คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ (ลูกสูบ)
คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบใช้การจัดเรียงลูกสูบและกระบอกสูบเพื่ออัดอากาศในจังหวะที่ไม่ต่อเนื่อง ยังคงพบเห็นได้ทั่วไปในโรงงานและการผลิตเบาเนื่องจากมีต้นทุนล่วงหน้าที่ต่ำกว่าและการบำรุงรักษาที่เรียบง่าย แต่สร้างความร้อนและการเต้นเป็นจังหวะมากกว่าการออกแบบแบบหมุน ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมถังรับสัญญาณปลายน้ำจึงมีความสำคัญต่อการส่งมอบให้ราบรื่น
คอมเพรสเซอร์แบบสกรูโรตารี
คอมเพรสเซอร์แบบสกรูโรตารีใช้โรเตอร์แบบเกลียวที่เชื่อมต่อกันสองตัวเพื่ออัดอากาศอย่างต่อเนื่องแทนที่จะอัดเป็นจังหวะ การออกแบบการไหลอย่างต่อเนื่องนี้ทำให้ชุดสกรูโรตารีเป็นตัวเลือกมาตรฐานสำหรับสายการผลิตที่ทำงานนานกว่าสองสามชั่วโมงต่อกะ เนื่องจากสามารถรองรับรอบการทำงานสูงโดยมีการสั่นสะเทือนน้อยกว่าและมีแรงดันเอาต์พุตที่นุ่มนวลกว่าคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบที่มีความจุใกล้เคียงกัน
คอมเพรสเซอร์แบบสโครลไร้น้ำมัน
คอมเพรสเซอร์แบบสโครลจะอัดอากาศระหว่างชิ้นส่วนที่มีรูปทรงเกลียวสองชิ้น ชิ้นหนึ่งอยู่กับที่และอีกชิ้นหนึ่งกำลังโคจร เนื่องจากสามารถทำงานได้โดยไม่ต้องใช้น้ำมันหล่อลื่นในห้องอัด จึงเป็นที่นิยมในการแปรรูปอาหาร การประกอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และการผลิตอุปกรณ์ทางการแพทย์ ซึ่งการถ่ายเทน้ำมันเข้าสู่กระแสลมเป็นสิ่งที่ยอมรับไม่ได้
บทบาทของผู้รับทางอากาศ
ถังรับอากาศจะจัดเก็บอากาศอัดที่ปลายน้ำของคอมเพรสเซอร์และมีจุดประสงค์ในทางปฏิบัติสามประการ: ทำให้แรงดันเป็นจังหวะราบรื่นขึ้น ทำหน้าที่เป็นตัวกั้นสำหรับความต้องการที่เพิ่มขึ้นอย่างกะทันหัน และช่วยให้ความชื้นที่ควบแน่นระบายออกก่อนที่อากาศจะเคลื่อนเข้าสู่ระบบเพิ่มเติม ตามกฎการกำหนดขนาดทั่วไป ผู้ออกแบบระบบจำนวนมากกำหนดเป้าหมายประมาณหนึ่งแกลลอนของปริมาตรตัวรับต่อลูกบาศก์ฟุตต่อนาที (CFM) ของเอาท์พุตของคอมเพรสเซอร์ สำหรับการใช้งานทั่วไปที่มีความเสถียร แม้ว่าระบบที่มีความต้องการสูงหรือโหลดไม่ต่อเนื่องมักจะต้องการมากกว่านั้น
การเตรียมอากาศ: ตัวกรอง ตัวควบคุม และเครื่องหล่อลื่น
อากาศอัดดิบที่ส่งตรงจากคอมเพรสเซอร์จะบรรทุกความชื้น ไอน้ำมัน และอนุภาค ซึ่งจะทำให้วาล์วดาวน์สตรีมและแอคทูเอเตอร์เสียหายหากปล่อยทิ้งไว้โดยไม่ได้รับการรักษา หน่วย FRL ตัวกรอง ตัวควบคุม ตัวหล่อลื่น แก้ไขปัญหานี้ในสามขั้นตอน โดยปกติจะประกอบเข้าด้วยกันเป็นชุดประกอบขนาดกะทัดรัดใกล้กับจุดใช้งาน
- ตัวกรอง กำจัดฝุ่นละออง หยดน้ำ และน้ำมันที่รวมตัวกันออกจากกระแสลม ซึ่งโดยทั่วไปจะมีความละเอียดลงไปถึง 5 ไมครอนสำหรับการใช้งานทั่วไป และละเอียดกว่าสำหรับการใช้งานที่มีความแม่นยำ
- หน่วยงานกำกับดูแล ลดและรักษาแรงดันในสายให้อยู่ในระดับที่ต้องการโดยอุปกรณ์ปลายน้ำ ปกป้องส่วนประกอบที่มีแรงดันต่ำกว่าสายจ่ายหลัก
- สารหล่อลื่น ทำให้เกิดละอองน้ำมันละเอียดเข้าไปในกระแสลม เพื่อลดแรงเสียดทานและการสึกหรอในส่วนประกอบต่างๆ เช่น กระบอกสูบและเครื่องมือลมที่ต้องมีการหล่อลื่นอย่างต่อเนื่อง โปรดทราบว่าอากาศที่หล่อลื่นเข้ากันไม่ได้กับอุปกรณ์ปลายน้ำที่มีพิกัด FRL ไร้น้ำมัน
เครื่องทำลมแห้งแบบแช่เย็นและแบบดูดความชื้นมักถูกเติมหลังคอมเพรสเซอร์และก่อนยูนิต FRL ในการใช้งานที่การควบคุมความชื้นเป็นสิ่งสำคัญ เช่น การทาสี อากาศในเครื่องมือวัด หรือการทำงานในสภาพแวดล้อมเย็น ซึ่งการควบแน่นอาจแข็งตัวภายในวาล์ว
ส่วนประกอบควบคุมด้วยลม : ทิศทางและกำหนดเวลาการไหลของอากาศอย่างไร
ส่วนประกอบควบคุมด้วยระบบนิวแมติกคืออุปกรณ์ที่กำหนดว่าอากาศอัดจะไปที่ใด ไหลเร็วแค่ไหน และจะเปิดหรือปิดเมื่อใด พวกมันตั้งอยู่ระหว่างขั้นตอนการเตรียมอากาศและแอคชูเอเตอร์ และโดยทั่วไปพวกมันจะเป็นส่วนที่เน้นด้านวิศวกรรมมากที่สุดในการออกแบบวงจร
วาล์วควบคุมทิศทาง
วาล์วควบคุมทิศทางจะจ่ายอากาศไปยังพอร์ตหนึ่งหรืออีกพอร์ตหนึ่ง เพื่อกำหนดทิศทางการเคลื่อนที่ในกระบอกสูบหรือแอคชูเอเตอร์ จำแนกตามจำนวนพอร์ตและตำแหน่งสวิตช์ โดยทั่วไปเขียนเป็น 3/2, 4/2 หรือ 5/3 ซึ่งหมายถึงจำนวนพอร์ตตามด้วยจำนวนตำแหน่ง ตัวอย่างเช่น วาล์ว 5/2 มีห้าพอร์ตและตำแหน่งสวิตช์สองตำแหน่ง และเป็นตัวเลือกมาตรฐานสำหรับการควบคุมกระบอกสูบแบบสองทาง
วาล์วควบคุมการไหล
วาล์วควบคุมการไหลจะวัดอัตราการไหลของอากาศเข้าหรือออกจากแอคทูเอเตอร์ ซึ่งจะควบคุมความเร็วในการกระตุ้น การควบคุมการไหลทางอุตสาหกรรมส่วนใหญ่เป็นตัวจำกัดทางเดียวรวมกับเช็ควาล์ว ช่วยให้ไหลฟรีในทิศทางเดียว และไหลแบบจำกัดและปรับได้ในอีกทางหนึ่ง การกำหนดค่าที่เรียกว่าการควบคุมมิเตอร์ออก โดยทั่วไปนิยมใช้สำหรับกระบอกสูบเพราะทนทานต่อการไหลเกินที่เกิดจากโหลด
ส่วนประกอบควบคุมความดัน
สวิตช์ความดัน วาล์วระบาย และวาล์วซีเควนซ์ช่วยปกป้องระบบและประสานลำดับแอคชูเอเตอร์หลายตัว สวิตช์แรงดันจะส่งสัญญาณระบบควบคุมเมื่อแรงดันในท่อเกินเกณฑ์ที่ตั้งไว้ ในขณะที่วาล์วระบายจะระบายอากาศโดยอัตโนมัติหากแรงดันเกินขีดจำกัดที่ปลอดภัย ช่วยปกป้องซีลและตัวเรือนดาวน์สตรีมจากความเสียหายจากแรงดันเกิน
วิธีการกระตุ้นวาล์ว
| การกระตุ้น type | มันทำงานอย่างไร | กรณีการใช้งานทั่วไป |
|---|---|---|
| คันโยกแบบแมนนวล / มือ | ผู้ปฏิบัติงานเลื่อนสปูลวาล์วทางกายภาพ | การแทนที่ด้วยตนเอง การทดสอบ แอปพลิเคชันรอบต่ำ |
| โซลินอยด์ | ขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าจะเลื่อนสปูลตามสัญญาณไฟฟ้า | สายการผลิตอัตโนมัติที่ควบคุมโดย PLC |
| นักบินแอร์ | สัญญาณอากาศขนาดเล็กจะเลื่อนแกนวาล์วหลัก | ระบบที่ไม่มีไฟฟ้าในพื้นที่ วาล์วหลักไหลสูง |
| เครื่องกล / ลูกกลิ้ง | การสัมผัสทางกายภาพกับชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวจะทำให้วาล์วสะดุด | การจัดลำดับรูปแบบลิมิตสวิตช์บนเครื่องจักร |
วาล์วกระตุ้นด้วยโซลินอยด์มีอิทธิพลเหนืออุปกรณ์อัตโนมัติสมัยใหม่ เนื่องจากวาล์วดังกล่าวรวมเข้ากับตัวควบคุมลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้โดยตรง ช่วยให้กำหนดเวลาได้อย่างแม่นยำและทำซ้ำได้ ซึ่งเป็นเรื่องยากที่จะทำได้ด้วยการกระตุ้นด้วยตนเองหรือด้วยกลไกเพียงอย่างเดียว
แอคชูเอเตอร์: เปลี่ยนแรงดันอากาศให้เป็นการเคลื่อนไหว
กระบอกลม
กระบอกสูบเป็นตัวกระตุ้นแบบนิวแมติกที่ใช้กันมากที่สุด โดยจะเปลี่ยนแรงดันอากาศให้เป็นแรงเชิงเส้นและการเคลื่อนที่ กระบอกสูบแบบออกทางเดียวใช้แรงดันอากาศเพื่อเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวและสปริงจะกลับ ในขณะที่กระบอกสูบแบบสองทางจะใช้แรงดันอากาศสำหรับทั้งจังหวะยืดและหด ส่งแรงไปทั้งสองทิศทางและให้การควบคุมความเร็วและตำแหน่งได้ละเอียดยิ่งขึ้น
ตัวกระตุ้นโรตารี
แอคชูเอเตอร์แบบโรตารีแปลงการเคลื่อนที่ของลูกสูบเชิงเส้นหรือการเคลื่อนที่ของใบพัดเป็นเอาท์พุตแบบหมุน โดยทั่วไปจะผ่านกลไกแร็คแอนด์พิเนียนหรือใบพัด และพบได้ทั่วไปในการใช้งาน เช่น การหมุนวาล์ว การพลิกชิ้นส่วน และแขนจับยึดที่ต้องมีจังหวะการหมุนที่ได้รับการควบคุม ซึ่งมักจะเป็น 90 หรือ 180 องศา
มอเตอร์ลมและมือจับ
มอเตอร์ลมให้เอาท์พุตแบบหมุนอย่างต่อเนื่องสำหรับเครื่องมือและเครื่องผสม ซึ่งมีคุณค่าจากความสามารถในการหยุดทำงานอย่างปลอดภัยภายใต้ภาระที่โหลดโดยไม่เกิดความร้อนสูงเกินไป ไม่เหมือนมอเตอร์ไฟฟ้า มือจับแบบนิวแมติกแบบขนานหรือเชิงมุม ใช้ขากรรไกรที่ขับเคลื่อนด้วยกระบอกสูบเพื่อหยิบและวางชิ้นส่วนในการประกอบแบบอัตโนมัติ และบ่อยครั้งจะระบุด้วยแรงยึดจับและจังหวะของขากรรไกร แทนที่จะระบุด้วยระดับแรงดันเพียงอย่างเดียว
จำหน่าย: ท่อ ท่อ และฟิตติ้ง
แม้แต่คอมเพรสเซอร์ หน่วย FRL และชุดวาล์วที่ระบุอย่างถูกต้องก็ยังทำงานได้ต่ำกว่าปกติ หากเครือข่ายการกระจายมีขนาดเล็กเกินไปหรือมีอากาศรั่ว ขนาดของเส้น การเลือกใช้วัสดุ และคุณภาพที่เหมาะสมส่งผลโดยตรงต่อแรงดันตกคร่อมและต้นทุนพลังงาน
- ท่อโพลียูรีเทนและไนลอน เป็นตัวเลือกมาตรฐานสำหรับการใช้งาน ณ จุดใช้งานที่ยืดหยุ่น เนื่องจากมีน้ำหนักเบา ต้านทานการหักงอ และความเข้ากันได้กับข้อต่อแบบกดเพื่อเชื่อมต่อ
- ท่ออลูมิเนียมหรือสแตนเลส เป็นที่ต้องการสำหรับส่วนหัวการกระจายหลักแบบถาวร ซึ่งมีการรั่วไหลในระยะยาวต่ำกว่าเหล็กเกลียวและกำหนดค่าใหม่ได้ง่ายกว่าท่อเชื่อม
- อุปกรณ์กดเพื่อเชื่อมต่อ ช่วยให้ประกอบและถอดชิ้นส่วนได้อย่างรวดเร็วโดยไม่ต้องใช้เครื่องมือ ในขณะที่ข้อต่อแบบเกลียวให้การเชื่อมต่อที่ถาวรและทนทานต่อการสั่นสะเทือนสำหรับการติดตั้งแบบอยู่กับที่
ท่อที่มีขนาดไม่เล็กเป็นสาเหตุหนึ่งที่พบบ่อยและมักถูกมองข้ามที่ทำให้ประสิทธิภาพของกระบอกสูบไม่ดี กระบอกสูบที่ดูเหมือนว่าจะมีกำลังน้อยเกินไปมักจะขาดการไหลเนื่องจากเส้นผ่านศูนย์กลางท่อที่เล็กเกินไปสำหรับขนาดรูและความเร็วช่วงชัก แทนที่จะเกิดจากความผิดปกติใดๆ ในกระบอกสูบ
การกำหนดขนาดระบบนิวเมติก: แนวทางปฏิบัติ
การกำหนดขนาดที่ถูกต้องจะช่วยป้องกันการสูญเสียพลังงานจากคอมเพรสเซอร์ขนาดใหญ่เกินไป และประสิทธิภาพที่ต่ำกว่าปกติจากคอมเพรสเซอร์ขนาดเล็กเกินไป จุดเริ่มต้นคือความต้องการอากาศทั้งหมดเสมอ ไม่ใช่แค่การไหลสูงสุด
การคำนวณปริมาณการใช้อากาศของกระบอกสูบ
ปริมาณการใช้อากาศสำหรับกระบอกสูบแบบสองทางจะขึ้นอยู่กับพื้นที่ของกระบอกสูบ ความยาวช่วงชัก แรงดันใช้งาน และอัตรารอบ สำหรับการประมาณการทำงาน กระบอกสูบจะใช้ปริมาตรที่กวาดโดยประมาณคูณด้วยอัตราส่วนกำลังอัดที่ความดันใช้งาน สำหรับทุกรอบการทำงาน การคูณตัวเลขต่อรอบด้วยรอบต่อนาทีจะทำให้ความต้องการการไหลโดยเฉลี่ยที่คอมเพรสเซอร์และเครือข่ายการจ่ายต้องรองรับอย่างต่อเนื่อง ไม่ใช่แค่ชั่วขณะหนึ่ง
การบัญชีสำหรับการรั่วไหล
การรั่วไหลเป็นหนึ่งในต้นทุนที่ซ่อนอยู่ที่ใหญ่ที่สุดในระบบอากาศอัด การสำรวจอุตสาหกรรมในโรงงานอุตสาหกรรมพบซ้ำแล้วซ้ำเล่าว่าการรั่วไหลโดยทั่วไปมีส่วนสำคัญ ซึ่งมักอ้างถึงในช่วงยี่สิบถึงสามสิบเปอร์เซ็นต์ของอากาศอัดทั้งหมดที่เกิดขึ้นในระบบที่ไม่ผ่านโปรแกรมการตรวจจับการรั่วไหล ทำให้การสำรวจการรั่วไหลด้วยคลื่นอัลตราโซนิกเป็นประจำเป็นหนึ่งในกิจกรรมการบำรุงรักษาที่ให้ผลตอบแทนสูงสุดสำหรับอุปกรณ์เกี่ยวกับลม (ที่มา: คำแนะนำเกี่ยวกับระบบอากาศอัดของกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกา)
การลดแรงกดดันด้านงบประมาณ
ระบบที่ได้รับการออกแบบมาอย่างดีจะจัดสรรงบประมาณการลดแรงดันที่ยอมรับได้ในแต่ละขั้นตอน การกรอง การควบคุม การทำงานของท่อ และขอบวาล์ว แทนที่จะปล่อยให้ส่วนประกอบใดๆ ใช้ส่วนแบ่งที่ไม่สมส่วน ตามหลักการทั่วไป การรักษาแรงดันที่ลดลงทั้งหมดจากตัวรับไปยังจุดใช้งานให้ต่ำกว่าแรงดันจ่ายประมาณ 10 เปอร์เซ็นต์จะรักษาแรงของแอคชูเอเตอร์และความเร็วรอบไว้
ในกรณีที่ใช้ส่วนประกอบเกี่ยวกับลม
ระบบนิวแมติกยังคงเป็นวิธีการส่งกำลังที่ต้องการไม่ว่าจะมีความสะอาด ความเรียบง่าย และความทนทานต่อการหยุดนิ่งเป็นครั้งคราวมากกว่าความหนาแน่นของกำลังดิบของระบบไฮดรอลิก
| อุตสาหกรรม | ส่วนประกอบทั่วไป used | เหตุใดจึงเลือกนิวแมติกส์ |
|---|---|---|
| ประกอบรถยนต์ | โซลินอยด์ valves, rotary actuators, grippers | รอบเวลาที่รวดเร็ว แรงจับยึดที่ทำซ้ำได้ |
| บรรจุภัณฑ์อาหารและเครื่องดื่ม | คอมเพรสเซอร์ไร้น้ำมัน ฟิตติ้งสแตนเลส | ควบคุมการปนเปื้อน ความทนทานต่อการชะล้าง |
| การจัดการวัสดุ | เครื่องกำเนิดสุญญากาศ, อุปกรณ์จับยึดแบบนิวแมติก | เครื่องมือน้ำหนักเบา การจัดการชิ้นส่วนอย่างอ่อนโยน |
| งานไม้และการหนีบ | กระบอกสูบแบบออกทางเดียว, วาล์วแบบเหยียบเท้า | แรงจับยึดเชิงเส้นที่เรียบง่ายและต้นทุนต่ำ |
| เครื่องมือวัดกระบวนการ | หน่วยงานกำกับดูแล, precision pressure controllers | อากาศสัญญาณควบคุมที่เสถียรและมีเสียงรบกวนต่ำ |
นิวเมติกกับไฮดรอลิกกับไฟฟ้ากระตุ้น
การเลือกระหว่างการสั่งงานด้วยลม ไฮดรอลิก และไฟฟ้าขึ้นอยู่กับความต้องการแรง ความแม่นยำ สภาพแวดล้อม และความทนทานต่อต้นทุน ไม่มีสิ่งใดดีไปกว่านี้ในระดับสากล แต่ละอันเหมาะกับซองปฏิบัติการที่แตกต่างกัน
| ปัจจัย | นิวเมติก | ไฮดรอลิก | ไฟฟ้า |
|---|---|---|---|
| ความหนาแน่นของแรง | ปานกลาง | สูงมาก | สูงพร้อมเกียร์ |
| ความเร็ว | รวดเร็ว | ปานกลาง | ตัวแปร, โปรแกรมได้ |
| ความสะอาด | สะอาด ระบายอากาศสู่บรรยากาศ | ความเสี่ยงจากการรั่วไหลของน้ำมัน | สะอาด |
| การวางตำแหน่งที่แม่นยำ | จำกัดโดยไม่ต้องเพิ่มเซ็นเซอร์ | ใช้งานได้ดีกับเซอร์โววาล์ว | ยอดเยี่ยม |
| ต้นทุนโดยทั่วไปต่อแกน | ต่ำ | สูง | ปานกลาง to high |
ระบบนิวแมติกยังคงเป็นค่าเริ่มต้นในทางปฏิบัติสำหรับการเคลื่อนไหวด้วยความเร็วสูง แรงปานกลาง และซ้ำๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อน้ำหนักเกินเป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากแอคชูเอเตอร์แบบนิวแมติกจะหยุดทำงานภายใต้ภาระที่มากเกินไป แทนที่จะสร้างความเสียหายให้กับระบบขับเคลื่อน
จุดบำรุงรักษาและความล้มเหลวทั่วไป
ความล้มเหลวของระบบนิวแมติกส่วนใหญ่จะย้อนกลับไปที่สาเหตุหลักชุดเล็กๆ ที่เกิดขึ้นซ้ำๆ และการใส่ใจต่อจุดเหล่านี้เป็นประจำจะป้องกันการหยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผนส่วนใหญ่
| อาการ | สาเหตุน่าจะ | แนะนำให้ตรวจ |
|---|---|---|
| กระบอกสูบหมุนช้าๆ | ท่อขนาดเล็ก ตัวกรองอุดตัน จุดควบคุมต่ำ | ตรวจสอบแรงดันท่อที่พอร์ตกระบอกสูบภายใต้ภาระ |
| วาล์วล้มเหลวในการเปลี่ยน | ซีลสึกหรอ อากาศปนเปื้อน คอยล์โซลินอยด์ทำงานผิดปกติ | ตรวจสอบความต้านทานของคอยล์และแกนม้วนเพื่อหาเศษต่างๆ |
| ปริมาณการใช้อากาศส่วนเกิน | ข้อต่อรั่ว, ซีลกระบอกสูบสึกหรอ | การสำรวจการรั่วไหลด้วยคลื่นอัลตราโซนิกในช่วงเวลาที่ไม่ได้ใช้งาน |
| น้ำในท่ออากาศ | เครื่องอบผ้ามีขนาดเล็กหรือขาดหายไป ท่อระบายน้ำตัวรับถูกละเลย | ตรวจสอบฟังก์ชันการระบายน้ำอัตโนมัติและจุดน้ำค้างของเครื่องเป่า |
| ความเร็วของแอคชูเอเตอร์ผิดปกติ | วาล์วควบคุมการไหลดริฟท์ แรงดันจ่ายไม่สอดคล้องกัน | ปรับการควบคุมการไหลออกของมิเตอร์อีกครั้ง และตรวจสอบความเสถียรของตัวควบคุม |
การแนะนำแบบเรียบง่ายทุกสัปดาห์ ฟังเสียงฟู่ที่ข้อต่อ การตรวจสอบฟังก์ชันท่อระบายน้ำของตัวรับ และยืนยันแรงดันส่วนต่างของตัวกรอง จะตรวจจับข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นส่วนใหญ่ก่อนที่จะทำให้การผลิตหยุดลง
แนวโน้มปัจจุบันในการออกแบบชิ้นส่วนนิวแมติก
ฮาร์ดแวร์นิวแมติกเป็นเทคโนโลยีที่เติบโตเต็มที่ แต่การออกแบบส่วนประกอบยังคงมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องเพื่อตอบสนองต่อแรงกดดันด้านต้นทุนพลังงานและการผลักดันไปสู่อุปกรณ์การผลิตที่เชื่อมต่อกันในวงกว้าง
- ท่อร่วมวาล์วตรวจสอบด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ ตอนนี้รายงานจำนวนรอบ เวลาตอบสนอง และสภาพคอยล์กลับไปยังระบบควบคุม ทำให้สามารถคาดการณ์ได้ แทนที่จะต้องบำรุงรักษาตามปฏิทิน
- วัสดุซีลกระบอกแรงเสียดทานต่ำ ลดแรงดันการแตกหัก ลดการใช้อากาศที่โหลดเบาโดยไม่ต้องเปลี่ยนขนาดรู
- เครื่องปรับความดันตามสัดส่วนแบบดิจิตอล แทนที่ตัวควบคุมสปริงโหลดเชิงกลในการใช้งานที่ต้องการการตั้งค่าแรงดันที่ตั้งโปรแกรมได้และทำซ้ำได้ซึ่งควบคุมโดยตรงจาก PLC
- ข้อต่อฟิตติ้งแบบกดเพื่อเชื่อมต่อที่มีการไหลสูงขนาดกะทัดรัด ยังคงลดขนาดรอยเท้าท่อร่วมในขณะที่ยังคงรักษาค่าสัมประสิทธิ์การไหลให้ใกล้เคียงกับข้อต่อเกลียวที่ใหญ่กว่า
ประเด็นทั่วไปในการพัฒนาเหล่านี้คือการมองเห็นข้อมูล: ส่วนประกอบควบคุมด้วยลมซึ่งครั้งหนึ่งเคยทำงานแบบเงียบๆ จะถูกติดตั้งอุปกรณ์มากขึ้น เพื่อให้สามารถติดตามพฤติกรรมการไหล ความดัน และวงจรไปพร้อมกับส่วนที่เหลือของสายการผลิตที่เชื่อมต่อกัน
คำถามที่พบบ่อย
ส่วนประกอบหลักของระบบนิวแมติกส์ในวงจรทั่วไปมีอะไรบ้าง?
วงจรทั่วไปประกอบด้วยคอมเพรสเซอร์สำหรับการสร้างอากาศ หน่วย FRL สำหรับการเตรียมอากาศ วาล์วควบคุมทิศทางและการไหลสำหรับการควบคุมนิวแมติก กระบอกสูบหรือตัวกระตุ้นแบบหมุนสำหรับการเคลื่อนที่ และท่อหรือท่อสำหรับการกระจายระหว่างสิ่งเหล่านั้น
อะไรคือความแตกต่างระหว่างวาล์วควบคุมทิศทางและวาล์วควบคุมการไหล?
วาล์วควบคุมทิศทางจะกำหนดว่าอากาศในพอร์ตใดไหลผ่าน โดยควบคุมทิศทางการเคลื่อนที่ของแอคชูเอเตอร์ ในขณะที่วาล์วควบคุมการไหลจะจำกัดอัตราการไหลของอากาศนั้น เพื่อควบคุมความเร็วของการเคลื่อนที่ วงจรส่วนใหญ่ใช้ทั้งสองอย่างร่วมกัน
เหตุใดกระบอกลมจึงเคลื่อนที่ช้ากว่าที่คาดไว้
การเคลื่อนที่ของกระบอกสูบช้าส่วนใหญ่มักเกิดจากท่อที่มีขนาดเล็กกว่า องค์ประกอบตัวกรองที่อุดตัน ชุดควบคุมที่ตั้งไว้ต่ำเกินไป หรือวาล์วควบคุมการไหลที่ลอยปิดเมื่อเวลาผ่านไป แทนที่จะเป็นข้อบกพร่องในกระบอกสูบเอง
การรั่วไหลของอากาศมีค่าใช้จ่ายเท่าไร?
การรั่วไหลเล็กๆ น้อยๆ อาจดูเป็นเรื่องเล็กน้อย แต่เนื่องจากคอมเพรสเซอร์ทำงานอย่างต่อเนื่องเพื่อรักษาแรงดันในท่อ การรั่วไหลจึงเพิ่มมากขึ้น การสำรวจรอยรั่วด้วยคลื่นอัลตราโซนิกในโรงงานอุตสาหกรรมมักจะเปิดเผยอัตราการรั่วไหลซึ่งคิดเป็นสัดส่วนที่สำคัญของการสร้างอากาศอัดทั้งหมด ทำให้การซ่อมแซมรอยรั่วเป็นหนึ่งในกิจกรรมการบำรุงรักษาที่คืนทุนเร็วที่สุดในโรงงาน
สารหล่อลื่นมีหน้าที่อะไร และจำเป็นเสมอไปหรือไม่?
เครื่องหล่อลื่นจะเพิ่มละอองน้ำมันละเอียดให้กับกระแสลม เพื่อลดแรงเสียดทานภายในส่วนประกอบที่ออกแบบมาเพื่อใช้งานหล่อลื่น ไม่จำเป็นเสมอไป กระบอกสูบและวาล์วสมัยใหม่จำนวนมากใช้ซีลแบบหล่อลื่นล่วงหน้าและมีแรงเสียดทานต่ำซึ่งออกแบบมาให้ทำงานบนอากาศแห้งปราศจากน้ำมัน และควรหลีกเลี่ยงการผสมส่วนประกอบทั้งแบบหล่อลื่นและไม่ได้หล่อลื่นในวงจรเดียวกัน
ฉันจะเลือกระหว่างกระบอกสูบแบบออกทางเดียวและแบบสองทางได้อย่างไร
กระบอกสูบแบบออกทางเดียวเหมาะกับงานจับยึดหรือดันแบบง่ายๆ ซึ่งการคืนสปริงเป็นที่ยอมรับได้และต้องใช้แรงในทิศทางเดียวเท่านั้น กระบอกสูบแบบแสดงสองทางเป็นตัวเลือกที่ดีกว่าเมื่อต้องใช้แรงและความเร็วที่ควบคุมในทั้งสองทิศทาง ซึ่งครอบคลุมการใช้งานทางอุตสาหกรรมแบบอัตโนมัติส่วนใหญ่
อะไรทำให้ความชื้นปรากฏในท่อลม?
การอัดอากาศจะทำให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้นและลดความสามารถในการกักเก็บไอน้ำในขณะที่อากาศเย็นลงบริเวณท้ายน้ำ ทำให้เกิดการควบแน่น หากไม่มีการอบแห้งที่เพียงพอและการระบายอัตโนมัติบนตัวรับที่ทำงานอย่างเหมาะสม ความชื้นนี้จะเดินทางผ่านระบบและอาจทำให้วาล์วเสียหายและทำให้เกิดการกัดกร่อนได้
สามารถรวมการสั่งงานด้วยลมและไฟฟ้าในเครื่องเดียวกันได้หรือไม่?
ใช่ และนี่เป็นเรื่องปกติในระบบอัตโนมัติยุคใหม่ การออกแบบไฮบริดทั่วไปใช้แกนไฟฟ้าสำหรับงานกำหนดตำแหน่งที่แม่นยำ และใช้กระบอกสูบนิวแมติกสำหรับงานจับยึดหรือดีดออกที่รวดเร็วและซ้ำๆ โดยใช้ประโยชน์จากจุดแข็งของแต่ละเทคโนโลยีแทนที่จะพึ่งพาเทคโนโลยีเพียงอย่างเดียว


