تفاوت هیدرولیک و پنوماتیک
تعریف سیستم های پنوماتیک
به فناوری هوای فشرده، پنوماتیک می‌گویند. سیستم پنوماتیک، سیستمی است که برای انجام کار از هوای فشرده استفاده می‌کند. این سیستم با جذب هوا و انتقال آن به مدار، انرژی لازم را تامین می‌کند. برای استفاده از سیستم پنوماتیک، اجزای مختلفی مورد نیاز است. کمپرسور هوا اولین چیزی است که به آن نیاز داریم. سیلندر هوا هم از اجزای مورد نیاز است. این سیلندر‌ها با حرکت خودشان تامین کننده نیروی لازم برای حرکت یک موتور هستند.
جزء مهم دیگری که در سیستم های پنوماتیکی وجود دارد، محرک می‌باشد. شیر برقی و جک پنوماتیک که جزء دیگری از سیستم های پنوماتیکی می‌باشد.
پنوماتیک: پنوماتیک در صنعت یعنی این که برای انتقال انرژی از هوای فشرده شده استفاده می‌شود؛ در این سیستم‌ها انرژی پنوماتیکی به انرژی مکانیکی تبدیل می‌شود. به منظور اتوماتیک کردن بسیاری از سیستم‌ها و یا تحت کنترل قرار دادن ابزار دقیق در صنایع مختلفی همچون صنایع چوب، صنایع دارویی، صنایع غذایی، صنایع گاز و پتروشیمی و… از پنوماتیک استفاده می‌کنند.
مزایا و معایب پنوماتیک
از مزایای سیستم های پنوماتیک می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- حساسیت پایین نسبت به تغییر دما
- داشتن عملکردی سریع
- قابل اشتعال نبودن این سیستم و ایمنی بالای آن به علت عدم ایجاد جرقه
- پاک بودن آن و آلوده نکردن محیط
- قیمت پایین اتصالات و قطعات آن
از جمله معایب سیستم پنوماتیک، عبارتند از:
برای سرعت و فشار‌های بسیار دقیق، کنترل مناسب را ندارد.
- نیاز به آماده‌سازی قبل از استفاده
ایجاد نویز در هنگام رها سازی هوای فشرده، که با نصب کردن صدا خفه کن تا حدی کاهش پیدا می‌کند.
تعریف سیستم های هیدرولیک
هیدرولیک یعنی این که کار را توسط مایع تحت فشار و یا حرکت به انجام رساند. طراحی کردن سیستم‌های هیدرولیکی که بر پایه انتقال قدرت هستند با استفاده از یک سیالیایک مایع تحت فشار صورت می‌گیرد. توسط هیدرولیک می‌توان که بدون استفاده از وسایل سنگین به جابه‌جایی نیرو در مقیاس‌های بزرگ پرداخت
بررسی نحوه کار سیستم های هیدرولیکی
یکی از شاخه‌های مکانیک سیالات، سیستم هیدرولیک می‌باشد. وظیفه سیستم هیدرولیک، تبدیل کردن نیروی اولیه کم به نیروی خروجی شدید است. هیدرولیک علمی است که بر پایه فشار مایعات پایه گذاری شده است.
هیدرولیک از مایعات تحت فشار و اجزای مکانیکی، برای تولید، کنترل و انتقال قدرت استفاده می‌کند. در سیستم های هیدرولیک، روغن به عنوان جزء اصلی، کارایی دارد. اصول اساسی که در مایعات هیدرولیک وجود دارند، عبارتند از:
- مایعات در هیدرولیک تراکم ناپذیرند. همچنین این مایعات زمانی که تحت فشار قرار بگیرند، در تمام جهات، فشار را منتقل می‌کنند.
- مایعات در هیدرولیک شکل مخصوصی برای خود ندارند و روغن در هر مجرایی با هر اندازه و شکلی جریان پیدا می‌کند.
- اصل دیگری که در مورد مایعات در هیدرولیک می‌توان به آن اشاره کرد این است که، دارای قابلیت افزایش نیرو هستند و نیروی انجام دهنده کار را بسیار افزایش می‌دهد.
از اجزای سیستم هیدرولیک، پمپ، سیلندر، شیریک طرفه، مخزن، شیر کنترل، شیر فشار شکن می‌باشد. جریان روغن توسط پمپ به وجود می‌آید.
می‌توان گفت که پمپ، نیروی مکانیکی را به توان هیدرولیکی تبدیل می‌کند. سیلندر نیزیک نوع عملگر هیدرولیکی می‌باشد و از جریان روغن برای انجام کار و تبدیل توان هیدرولیکی به نیروی مکانیکی استفاده می‌کند. از شیر‌هاییک طرفه نیز برای نگه داشتن روغن در سیلندر، در بین کورس و جلوگیری از بازگشت روغن به مخزن در زمان کورس استفاده می‌شود.
از مخزن نیز برای نگهداری روغن استفاده می‌شود. زمانی که پمپ احتیاج به روغن بیشتری داشته باشد، روغن از طریق مخزن به پمپ وارد می‌شود و روغن بازگشتی به درون مخزن هیدرولیک منتقل می‌شود. شیر‌های کنترل نیز برای مشخص کردن مسیر روغن است. شیر فشار شکن نیز در برابر فشار های قوی از سیستم حفاظت می‌کند.
کاربرد سیستم های هیدرولیک
از انواع کاربرد سیستم های هیدرولیک می‌توان به کاربرد آن در صنعت کشاورزی، خودرو‌سازی، صنعت نفت، صنعت چاپ، صنعت فولاد، راه آهن، نساجی، صنایع چوب و … اشاره کرد.
مزایا و معایب سیستم های هیدرولیکی
از مزایای سیستم های هیدرولیکی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
عمر طولانی
تولید انرژی با توان بالا
- قدرت و استحکام بالای آنها
- نصب آسان قطعات آن به علت استاندارد بودن
- دارا بودن قابلیت تبدیل کردن حرکت چرخشی به حرکت خطی و بالعکس
- دارا بودن این قابلیت که جهت حرکت را به سرعت بر‌می‌گرداند
معایب سیستم های هیدرولیکی نیز عبارتند از:
ایجاد آلودگی برای محیط
- امکان آتش‌سوزی به دلیل نشت روغن
- حساس بودن به گرد و غبار و آلاینده‌ها
بررسی تفاوت سیستم های هیدرولیک و پنوماتیک
سیستم های هیدرولیک و پنوماتیک در کنار شباهت های بسیاری که با هم دارند، تفاوت هایی نیز دارند:
تفاوت کلیدی بین سیستم های هیدرولیکی و سیستم های پنوماتیک این است که در سیستم هیدرولیک مایع / روغن برای انتقال قدرت استفاده می شود، در حالیکه در سیستم پنوماتیک گاز فشرده شده برای انتقال قدرت استفاده می شود.
در اینجا می خواهیم ۶ مورد از تفاوت های این دو سیستم را برای شما بیان کنیم:
1- تفاوت در عنصر عامل یا ماده اصلی عمل کننده
روغن هیدرولیک به عنوان عنصر عمل کننده در سیستم های هیدرولیک می باشد. این روغن تراکم ناپذیر می‌باشد. در انواع مختلف موجود می‌باشد که برای کاربرد های گوناگون از آن استفاده می‌شود. اما در سیستم های پنوماتیک، عنصر عمل‌کننده، هوای فشرده می‌باشد که این هوای فشرده به صورت یک نوع گاز می‌باشد که تراکم پذیر است.
2- تفاوت سیستم های هیدرولیک و پنوماتیک در فشار کاری
یکی از مهم ترین پارامتر ها در سیستم های هیدرولیک و پنوماتیک، فشار کاری سیستم می‌باشد. در این سیستم ها، فشار کاری اصولا با واحد bar اندازه گیری سنجش می‌شود. فشار کاری در سیستم های پنوماتیک در رنج پایین‌تری نسبت به سیستم های هیدرولیک می‌باشد.
سیستم های هیدرولیک فشار کاری بالاتری دارند. اصولا فشار کاری تا حد ۱۶bar برای سیستم های پنوماتیک مناسب‌تر است. اما در سیستم های هیدرولیک این فشار از ۵۰bar تا ۳۰۰bar متغیر می‌باشد. البته در شرایط خاص از فشار کاری ۴۰۰bar تا ۷۰۰bar و یا بیشتر نیز استفاده می‌شود
3- تفاوت سیستم های هیدرولیک و پنوماتیک در مدار باز یا بسته
مدار‌ها در سیستم هیدرولیک به شکل سیکلیا مدار بسته عمل خواهند کرد. به این نحو که یک مخزن در این سیستم ها وجود دارد که مقدار مشخصی روغن هیدرولیک در آن نگهداری می‌شود. این روغن توسط پمپ های هیدرولیک از داخل مخزن به درون سیستم پمپ می‌شود، بعد از پایان کار دوباره از راه مسیر های برگشت به مخزن باز‌می‌گردد، و به شکل یک مدار بسته عمل می‌کند.
در مقابل آن سیستم های پنوماتیک به نوع دیگری عمل می‌کنند. در این سیستم ها، از طریق کمپرسور هایی که وجود دارند، با مکش هوای محیط، آن را متراکم و فشرده کرده و به درون سیستم هدایت می‌کنند. بعد از پایان کار، بار دیگر این هوا به سیستم باز نمی‌گردد و در محیط تخلیه می‌شود. در نتیجه سیستم های پنوماتیک، سیکل باز یا مدار باز هستند. به همین علت در سیستم های پنوماتیک، مخازنی که مقدار مشخصی هوا را نگه داری می‌کنند وجود ندارد
4- دست یافتن به موقعیت دقیق عملگر‌ها
سیلندر ها و موتور های هیدرولیکی و پنوماتیکی، به عنوان عملگر های نهایی در سیستم های هیدرولیکی و پنوماتیکی شناخته می‌شوند. با کمک توان پنوماتیکی و هیدرولیکی، این عملگر‌ها در سیستم کاری را انجام می‌دهند.
برای مثال در یک دستگاه بالابر هیدرولیک، سیلندر هیدرولیک، عملگر سیستم می باشد که آن را حرکت می‌دهد. یک دستگاه پرس ظرف را در نظر بگیرید که با سیستم پنوماتیک عمل خواهد کرد، که در آن سیلندر های پنوماتیکی همان عملگر سیستم هستند و برای انجام عملیات پرس و شکل دادن به ظروف، قالب سنبه را پایین و بالا می‌برند.
در بالابر همانطور که گفتیم سیستم حرکت دهنده آن هیدرولیک است. به دلیل این که روغن هیدرولیک تراکم ناپذیر می‌باشد، در موقعیت های مختلف، حرکت سیلندر را با دقت زیادی می‌توان تعیین کرد. به طور مثال اگر ارتفاع کورس بالابر هیدرولیک ۵ متر باشد، در ارتفاع‌‌های مختلفی همچون ۲ و ۳ متری نیز قادر خواهید بود یک نقطه توقف برای آن تعیین کنید.
اما سیلندر های پنوماتیک، قادر به این کار نخواهند بود. حرکت در سیلندر های پنوماتیک به علت تراکم پذیر بودن هوا، بریده بریده بوده و با نوسان همراه است. در توقف نیز اندکی تاخیر خواهد داشت. به همین علت اگر در بالابر، از سیلندر پنوماتیک به جای سیلندر هیدرولیک استفاده کنیم، نقطه دقیق توقف را نمی توانیم تعیین کنیم، حتی ممکن است از نقطه تعیین شده توسط ما عبور کند. علت این تفاوت در روغن هیدرولیک و هوای فشرده است
5- تفاوت در میزان آلودگی محیط
به این علت که در سیستم های هیدرولیک از روغن استفاده می‌شود، احتمال آلودگی در محیط بسیار بالاست. در صورتی که در سیستم های پنوماتیک به این علت که عامل اصلی در آنها هوا می باشد، احتمال بروز آلودگی در محیط وجود ندارد. در صنایع بهداشتی و دارویی و همچنین صنایع غذایی که رکن اساسی در آنها بهداشت می‌باشد، اصولا از سیستم های پنوماتیک استفاده می‌شود
6- بررسی سیستم‌های هیدرولیک و پنوماتیک از لحاظ ایمنی
نکته دیگری که در مورد تفاوت سیستم های هیدرولیک و پنوماتیک، می توان به آن اشاره کرد ایمنی است. در نقاط حساس مانند صنایع پتروشیمی و محیط های نظامی به این علت که نباید خطر انفجار در آنجا وجود داشته باشد، سیستم پنوماتیک انتخاب مناسب تری خواهد بود، به این علت که می توان با استفاده از قطعاتی، در مجموعه، برق را حذف کرد و از شیر های بادی مخصوصی استفاده کرد که دریافت فرمان در آنها از طریق باد می باشد.
نتیجه‌گیری تفاوت هیدرولیک و پنوماتیک
سیستم های هیدرولیک و پنوماتیک ازجمله مهم ترین و پرکاربرد ترین سیستم ها در صنعت هستند و در تمام صنایع کاربرد دارند. سیستم های هیدرولیک و پنوماتیک در ماهیت کلی مشابه یکدیگر هستند اما در عمل تفاوت هایی دارند که باعث ایجاد وجه تمایز بین این دو سیستم در صنعت می شود. قبل از اقدام به استفاده از هر کدام از این سیستم ها در صنعت حتماً مزایا و معایب هر کدام را بشناسید.
بدون دیدگاه