กระบอกลม (Pneumatic Cylinder) คืออะไร ทำงานอย่างไร

กระบอกลม (Pneumatic Cylinder) กระบอกลมนิวเมติกส์จะแปลงพลังงานลมอัดให้เป็นการเคลื่อนที่เชิงเส้นแบบลูกสูบกลับ ใช้งานง่ายและเป็นโซลูชันที่ประหยัดต้นทุนในการเคลื่อนย้ายโหลดเชิงเส้น ทำให้มักใช้ในระบบอัตโนมัติของเครื่องจักรและกระบวนการทางอุตสาหกรรม บทความนี้ให้ภาพรวมที่สมบูรณ์เกี่ยวกับวิธีการทำงานของกระบอกสูบนิวเมติกส์ กระบอกสูบนิวแมติกส์ประเภทต่างๆ คุณสมบัติที่สำคัญ และวิธีการเลือกใช้กระบอกลมสำหรับการใช้งาน

กระบอกลมแบบ Double-acting

กระบอกลม แบบ Double-acting เป็นประเภทที่พบบ่อยที่สุดเนื่องจากให้ผู้ใช้ควบคุมการเคลื่อนไหวของลูกสูบได้อย่างสมบูรณ์ รูปภาพด้านล่าง แสดงถึงการเคลื่อนที่ของลูกสูบและก้านลูกสูบเมื่ออากาศอัดเข้าสู่ลูกสูบและแกนลูกสูบ ตําแหน่งเชิงลบ คือ เมื่อแกนลูกสูบหดกลับและตําแหน่งบวกคือเมื่อก้านลูกสูบขยายออก เมื่ออากาศอัดเข้าสู่พอร์ตปลายก้าน จะดันลูกสูบไปข้างหน้า ขยายก้านลูกสูบ (ในรูปฝั่งขวา) อากาศถูกบังคับให้ออกจากพอร์ตปลายก้าน ในการหดก้านลูกสูบอากาศอัดจะเข้าสู่พอร์ตปลายท่อบังคับให้อากาศออกจากพอร์ตปลายก้าน และ บังคับให้ลูกสูบหดกลับไปยังตําแหน่งลบ (ในรูปฝั่งซ้าย)

กระบอกลม แบบ Double-acting ช่วยให้ผู้ใช้สามารถควบคุมได้อย่างเต็มที่ความยาวจังหวะลูกสูบที่ยาวขึ้นและแรงเอาต์พุตคงที่ตลอดจังหวะทั้งหมด นอกจากนี้ยังสามารถทํางานได้ในอัตรารอบที่สูงขึ้น อย่างไรก็ตามไม่ควรใช้กระบอกสูบแบบ double-acting หากแอปพลิเคชันต้องการตําแหน่งฐานในสถานการณ์ที่ไม่ปลอดภัยเนื่องจากสูญเสียอากาศอัด เนื่องจากใช้อากาศอัดทั้งสองทิศทางจึงใช้พลังงานมากขึ้น

ความยาวสโตรคของกระบอกสูบนิวเมติก เวลาจังหวะเต็ม และความเร็วส่งผลต่อประสิทธิภาพและประสิทธิภาพของกระบอกสูบในระบบอย่างมาก

• ความยาวสโตรค/ระยะเคลื่อนที่: ความยาวจังหวะของกระบอกสูบนิวเมติกคือระยะทางสูงสุดที่กระบอกสูบนิวเมติกสามารถเคลื่อนย้ายโหลดได้
• เวลาจังหวะเต็ม: เวลาที่จําเป็นสําหรับแกนกระบอกสูบในการเคลื่อนที่จากที่ขยายเต็มที่ไปจนถึงหดกลับจนสุดหรือในทางกลับกัน
• ความเร็ว: ความเร็วของก้านลูกสูบถูกกําหนดโดยการหารความยาวสโตรคด้วยเวลาจังหวะ

ในการเลือกกระบอกสูบนิวเมติกสิ่งสําคัญคือต้องเข้าใจก่อนว่าต้องใช้แรงเท่าใดในการเคลื่อนย้ายโหลดด้วยความเร็วที่ต้องการ กระบอกสูบที่เลือกเพื่อเคลื่อนย้ายโหลดควรมีระดับแรงสูงกว่าแรงที่จําเป็นในการเคลื่อนย้ายโหลดเล็กน้อย

การออกแบบกระบอกลม มักจะเป็นไปตาม มาตรฐาน ISO ทําให้สามารถใช้แทนกันได้กับผลิตภัณฑ์ของผู้ผลิตหลายราย ดังนั้นขนาดการติดตั้ง กระบอกสูบ ระยะชัก ลักษณะแกนลูกสูบ และพ็อตช่องอากาศขึ้นอยู่กับประเภท / มาตรฐานและการใช้งาน อย่างไรก็ตามยังมีกระบอกสูบที่ไม่ได้มาตรฐานจํานวนมากสําหรับการใช้งานพิเศษ

กระบอกลมแบบ Round ISO 6432 (8-25 mm)

กระบอกลมโปรไฟล์ Profile ISO 15552 (32-320 mm)

กระบอกลมแบบ Compact ISO 21287 (20-100 mm)

การเคลื่อนที่ของลูกสูบในกระบอกสูบนิวเมติกสามารถทําได้เร็วมากเมื่ออากาศอัดเข้าสู่กระบอกสูบ การเคลื่อนไหวที่รวดเร็วนี้สามารถสร้างแรงกระแทกอย่างหนักเมื่อลูกสูบกระแทกศีรษะหรือฝาท้าย แรงกระแทกนี้ทําให้เกิดความเครียดกับส่วนประกอบกระบอกลมส่งเสียงดังและส่งแรงสั่นสะเทือนไปยังโครงสร้างเครื่องจักร เพื่อป้องกันสิ่งนี้จะใช้การกันกระแทกที่ฝาปิดเพื่อชะลอความเร็วลูกสูบ การกันกระแทกยังสามารถป้องกันไม่ให้ลูกสูบดีดตัว (กระเด้ง) ออกจากตําแหน่งสิ้นสุด กระบอกสูบนิวเมติกส่วนใหญ่มีการกันกระแทกแบบ end-of-stroke ด้วยวิธีใดวิธีหนึ่งต่อไปนี้:

• โช้คอัพแบบยืดหยุ่น (Flexible shock absorbers): โช้คอัพเหล่านี้เหมาะที่สุดสําหรับความเร็วในการทํางานช้าโหลดต่ําและจังหวะที่สั้นลง วัสดุของพวกเขามักจะเป็นอีลาสโตเมอร์ที่มาในรูปแบบของแหวน
• ปรับแรงกระแทกแบบนิวเมติกได้ (Adjustable pneumatic cushioning): การกันกระแทกสไตล์นี้มีไว้สําหรับกระบอกสูบนิวเมติกขนาดใหญ่ที่มีความเร็วลูกสูบสูงกว่าหรือแรงขึ้น ปริมาณอากาศที่แน่นอนซึ่งติดอยู่ที่ตําแหน่งท้ายของลูกสูบจะดูดซับแรงกระแทก
• ปรับเองนิวเมติกกันกระแทก (Self-adjusting pneumatic cushioning): การกันกระแทกสไตล์นี้ยังใช้อากาศที่ติดอยู่เพื่อดูดซับแรงกระแทก แต่สามารถปรับให้เข้ากับแรงที่แตกต่างกันได้ ไม่จําเป็นต้องปรับด้วยตนเอง การกันกระแทกด้วยลมแบบปรับได้เองเหมาะที่สุดสําหรับการใช้งานที่มีแรงต่างกัน

เซ็นเซอร์กระบอกสูบนิวเมติกส์ ให้การตอบสนองตำแหน่งลูกสูบกับระบบควบคุมในเครื่องจักรและอุปกรณ์อัตโนมัติ โดยปกติแล้วลูกสูบจะมีแม่เหล็กอยู่ในตัวกระบอกสูบ จากนั้น สามารถติดตั้งเซ็นเซอร์เข้ากับตัวกระบอกสูบนิวแมติกดังรูปที่ 6 แสดง เพื่อกำหนดตำแหน่งของลูกสูบ สามารถตรวจจับการยืด การหด หรือตำแหน่งแต่ละตำแหน่งตามตัวกระบอกสูบ ขึ้นอยู่กับตำแหน่งที่ติดตั้งเซ็นเซอร์ สามารถติดตั้งเซ็นเซอร์หลายตัวเข้ากับตัวกระบอกสูบได้หากต้องการการตอบสนองหลายตำแหน่ง

Reed sensors เป็นเซ็นเซอร์ประเภทที่พบได้บ่อยที่สุด เนื่องจากมีวงจรชีวิตที่ยาวนาน (มากกว่า 10 ล้านตัว) และโดยทั่วไปแล้วไม่ใช่จุดแรกของความล้มเหลวสำหรับการใช้งานที่มีการกระแทกหรือการสั่นสะเทือนสูง อ่านบทความเซ็นเซอร์กระบอกลมของเราเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการทำงาน

กริปเปอร์นิวเมติกส์

กริปเปอร์นิวเมติกส์ เป็นอุปกรณ์หยิบและวางที่ใช้อากาศอัดเพื่อใช้งานขากรรไกรกริปเปอร์หรือที่เรียกว่านิ้วมือ พวกเขามักจะมีสองหรือสามนิ้วและมีกระบอกสูบนิวเมติกภายในเพื่อใช้งานและควบคุมพวกเขา ส่วนใหญ่จะใช้ในกระบวนการผลิตอัตโนมัติเพื่อจับชิ้นงาน อ่านบทความกริปเปอร์นิวเมติกส์ของเราเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการทํางาน

อุปกรณ์ติดตั้ง

อุปกรณ์เสริมสําหรับติดตั้งใช้เพื่อติดตั้ง กระบอกสูบนิวเมติกส์ หรือสําหรับเชื่อมต่อก้านลูกสูบเข้ากับโหลด โดยทั่วไปจะได้รับการออกแบบตามมาตรฐาน ISO ของกระบอกสูบนิวเมติก อุปกรณ์เสริมสําหรับติดตั้งจะส่งผลต่อประสิทธิภาพของระบบความน่าเชื่อถือและการออกแบบโดยรวม หน้าแปลน, อาหารติดตั้ง, เดือย, วงเล็บมุมและตาทรงกลมเป็นเพียงบางส่วนของอุปกรณ์เสริมการติดตั้งที่แตกต่างกัน อ่านบทความของเราเกี่ยวกับอุปกรณ์เสริมสําหรับติดตั้งและปลายก้าน

การบํารุงรักษากระบอกสูบนิวเมติกส์

กระบอกสูบนิวเมติกส์ มีความน่าเชื่อถือ แต่สามารถสะสมการสึกหรอและความเสียหายเมื่อเวลาผ่านไป สิ่งนี้นําไปสู่ประสิทธิภาพที่แย่ลงและที่เลวร้ายที่สุดคือความล้มเหลว การบํารุงรักษาที่เหมาะสมรวมถึงการตรวจสอบและซ่อมแซมซึ่งสามารถช่วยป้องกันปัญหาเกี่ยวกับกระบอกสูบยืดอายุการใช้งาน

กระบอกลม ทำหน้าที่อะไร ?

กระบอกลม สามารถหยุดจังหวะกลางคันได้หรือไม่ ?

กระบอกลม ทํางานอย่างไร?

ระยะชักหมายถึงอะไรสำหรับกระบอกลม?