نکات کلیدی برای انتخاب عملگرهای پنوماتیکی در کاربردهای صنعتی

تصور کنید: شما با دقت یک عملگر پنوماتیکی را انتخاب کرده‌اید، اما متوجه می‌شوید که یا نیروی زیادی اعمال می‌کند - که باعث شکستن ساقه شیر می‌شود - یا نیروی کمی اعمال می‌کند و شیر را کند یا در میانه راه گیر می‌کند. این سناریوی ناامیدکننده نشان می‌دهد که چرا انتخاب صحیح عملگر برای عملکرد شیر بسیار مهم است.

در اصل، عملکرد اصلی یک عملگر پنوماتیکی، به حرکت درآوردن شیرها است. برای عملکرد روان، عملگر باید بر مقاومت‌های مختلف غلبه کند، که باعث می‌شود گشتاور - نیروی چرخشی - مهم‌ترین عامل در انتخاب باشد.

• گشتاور شکست: نیروی اولیه مورد نیاز برای حرکت یک شیر ثابت از موقعیت بسته خود، مشابه تلاشی است که برای هل دادن یک ماشین ثابت لازم است.
• گشتاور در حال اجرا: نیروی پیوسته‌ای که برای حفظ حرکت شیر در هنگام باز یا بسته شدن مورد نیاز است، مشابه حفظ سرعت یک ماشین.
• گشتاور نشیمنگاه: نیروی نهایی مورد نیاز برای بستن کامل شیر و فشرده‌سازی سطوح آب‌بندی، قابل مقایسه با اعمال ترمز برای متوقف کردن یک وسیله نقلیه.
• حداکثر گشتاور مجاز ساقه (MAST): حداکثر نیرویی که ساقه شیر می‌تواند بدون آسیب تحمل کند، که به عنوان حد بار شیر عمل می‌کند.

انواع مختلف شیر، ویژگی‌های گشتاور متمایزی را نشان می‌دهند. به عنوان مثال، شیرهای پروانه‌ای با نشیمنگاه فلزی، گشتاور شکست و نشیمنگاه بالایی را طلب می‌کنند، اما در طول حرکت میانی به کمتری نیاز دارند. در مقابل، شیرهای توپی با نشیمنگاه فلزی، نیازهای گشتاور بالایی را در طول عملکرد خود حفظ می‌کنند.

برای اطمینان از عملکرد قابل اعتماد، مهندسان معمولاً گشتاور مورد نیاز شیر را در یک ضریب ایمنی (اغلب 25٪) ضرب می‌کنند. این حاشیه، متغیرهای غیرمنتظره را در نظر می‌گیرد، مشابه حاشیه‌های ایمنی مهندسی در طراحی خودرو.

شیرهای مدولاسیون به تنظیم دقیق و پیوسته جریان نیاز دارند و عملگرهایی با ویژگی‌های عملکردی برتر را طلب می‌کنند. شیرهای روشن/خاموش که برای عملیات ساده باز/بسته استفاده می‌شوند، الزامات کمتری را ارائه می‌دهند.

داده‌های گشتاور دقیق از تولیدکنندگان شیر، اساس انتخاب صحیح عملگر را تشکیل می‌دهد. اکثر تولیدکنندگان مقادیر حداقل گشتاور باز شدن را تحت شرایط خاص، معمولاً برای سرویس آب، ارائه می‌دهند. با این حال، این مقادیر با رسانه‌های مختلف تغییر می‌کنند و نیاز به ضرایب ایمنی مناسب برای کاربردهای مختلف دارند.

• رک و پینیون: گشتاور ثابتی را در طول کورس ارائه می‌دهد.
• یوک اسکاتچ: در طول میانه کورس، گشتاور کاهش یافته‌ای را نشان می‌دهد.
• بازگشت فنری: گشتاور با پیشرفت کورس به دلیل فشرده‌سازی فنر کاهش می‌یابد.

درک منحنی گشتاور هر نوع - موجود از تولیدکنندگان - برای مطابقت صحیح با الزامات شیر ضروری است.

فشار واقعی در شیر اغلب با خروجی کمپرسور به دلیل تلفات سیستم متفاوت است. اندازه‌گیری دقیق فشار در نقطه نصب برای اندازه‌گیری صحیح عملگر بسیار مهم است، درست مانند در نظر گرفتن مقاومت لوله در سیستم‌های هیدرولیک.

• تک کاره (بازگشت فنری): از نیروی فنر برای حرکت برگشتی استفاده می‌کند، که در پیکربندی‌های "خرابی-باز" یا "خرابی-بسته" موجود است.
• دو کاره: برای باز و بسته شدن به هوای ورودی نیاز دارد و در صورت از دست رفتن هوا، موقعیت خود را حفظ می‌کند.

• شروع هوا: گشتاور حرکت اولیه
• پایان فنر: گشتاور فنر موقعیت اولیه
• حداقل هوا: کمترین نقطه گشتاور کورس
• پایان هوا: گشتاور پنوماتیکی انتهای کورس
• شروع فنر: نیروی شروع کورس برگشتی

هنگام استفاده از این جداول، اطمینان حاصل کنید که الزامات گشتاور شیر، مقادیر حداقل را نشان می‌دهند، در حالی که MAST باید از تمام مقادیر گشتاور دیگر در هر ردیف بیشتر باشد.

انتخاب صحیح عملگر نیازمند در نظر گرفتن دقیق عوامل متعدد است. این رویکرد سیستماتیک به جلوگیری از مشکلات عملیاتی و اطمینان از عملکرد بهینه شیر کمک می‌کند.