ระบบนิวเมติกส์ (Pneumatic System)

ระบบนิวเมติกส์ (Pneumatic System) มีบทบาทสําคัญในด้านเครื่องกลและยังถูกนํามาใช้ในการพัฒนาโซลูชัน ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม ระบบเหล่านี้เกี่ยวข้องกับระบบไฮดรอลิก แต่ใช้อากาศอัดในระบบเหล่านี้แทนน้ํามันไฮดรอลิก คําว่า ‘Pneuma’ หมายถึงอากาศในขณะที่นิวเมติกส์หมายถึงการใช้อากาศอัดเพื่อทํางานเฉพาะ

อากาศในบรรยากาศเมื่อปริมาตรลดลงผ่านการบีบอัดเรียกว่าอากาศอัดดังนั้นจึงสามารถเพิ่มความดันได้ โดยปกติอากาศอัดจะใช้เป็นสื่อกลางในการทํางานที่ความดัน 6 กก. / ตร.มม. ถึง 8 กก. / ตร.มม. ด้วยการใช้ระบบนิวเมติกส์เราสามารถพัฒนาแรงสูงสุดได้ถึง 50 กิโลนิวตัน บทความนี้กล่าวถึงภาพรวมของ ระบบนิวเมติกส์ ที่ทํางานกับแอพพลิเคชัน

การสร้าง ระบบนิวเมติกส์ สามารถทําได้โดยใช้ส่วนประกอบที่แตกต่างกัน ส่วนประกอบของระบบนิวเมติกส์ ส่วนใหญ่ ได้แก่ ตัวกรองไอดี (Intake filter), คอมเพรสเซอร์ (compressor), คูลเลอร์ (cooler), ตัวคั่น (separator), ศูนย์ควบคุมมอเตอร์ (motor control), ตัวรับสัญญาณ (receiver), สวิตช์ความดัน (pressure switch), การบําบัดอากาศทุติยภูมิ (secondary air treatment), วาล์วควบคุม (control valve) และ แอคชูเอเตอร์ (actuator) แผนภาพเส้นระบบนิวเมติกส์แสดงไว้ด้านล่าง

• ตัวกรองไอดี (Intake Filter) : ตัวกรองไอดีใช้เพื่อกรองมลพิษออกจากอากาศซึ่งเรียกอีกอย่างว่าตัวกรองอากาศ
• คอมเพรสเซอร์ (Compressor) : หน้าที่หลักของคอมเพรสเซอร์นี้ คือ การลดปริมาณอากาศและเพิ่มความดันอากาศ
• ศูนย์ควบคุมมอเตอร์ (Motor Control Center) : มอเตอร์ในระบบนี้ใช้ เพื่อจ่ายพลังงานกลให้กับ คอมเพรสเซอร์เนื่องจากหน้าที่ของมอเตอร์คือการเปลี่ยนพลังงานจากไฟฟ้าเป็นเครื่องกล
• คูลเลอร์ (Cooler) : เครื่องทําความเย็นใช้เพื่อลดอุณหภูมิของอากาศอัด
• เครื่องสกัด (separator) : ตัวคั่นใช้เพื่อแยกความชื้นหรือไอน้ําภายในอากาศ
• ตัวรับสัญญาณ (Receiver) : ตัวรับสัญญาณในระบบเป็นถังแรงดันสูงซึ่งใช้ในการจัดเก็บอากาศอัดซึ่งมาจากเครื่องทําความเย็นอากาศ
• ระบบบำบัดอากาศอัด (Air Treatment) : การบําบัดอากาศในระบบข้างต้นสามารถแยกออกเป็นสามขั้นตอน ดังนั้น ในระยะแรกอนุภาคขนาดใหญ่จะถูกห้ามไม่ให้เข้าสู่คอมเพรสเซอร์ผ่านตัวกรองไอดี
• สวิตช์ความดัน (Pressure Switch) : สวิตช์ความดันในระบบข้างต้นใช้ เพื่อ ตรวจจับการเพิ่มขึ้น หรือลดลงของความดันอากาศซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงได้หรือไม่สามารถปรับได้ สวิตช์เหล่านี้ใช้ในการใช้งานสูญญากาศหรือแรงดัน
• วาล์วควบคุม (Control Valve) : วาล์วควบคุมในระบบด้านบนใช้เพื่อเปลี่ยนทิศทางการไหลของอากาศ
• แอคชูเอเตอร์ (Air Actuator) : ในระบบนิวเมติกส์ แอคชูเอเตอร์อากาศ เป็นส่วนสําคัญและหน้าที่หลักของสิ่งนี้คือการใช้พลังงานอากาศอัดซึ่งเรียกอีกอย่างว่าพลังงานความดัน และ เปลี่ยนเป็นพลังงานกล ดังนั้น เราจึงสามารถรับเอาต์พุตสุดท้ายจากแอคชูเอเตอร์อากาศ

Pneumatic System Components

มีส่วนประกอบมากมายที่เชื่อมต่อกันเพื่อสร้างระบบนิวเมติกที่สมบูรณ์ ระบบนิวเมติกส์เกือบทั้งหมดประกอบด้วยรายการเหล่านี้:

• วิธีการสร้างอากาศอัดเพื่อจ่ายพลังงานให้กับระบบ โดยปกติจะเป็นเครื่องอัดอากาศในโรงงาน และมักประกอบด้วยถังแรงดัน สำหรับอากาศสำรอง และท่อจ่ายอากาศไปยังเครื่องจักรและอุปกรณ์

• วิธีการควบคุมทิศทางการไหลของอากาศ โดยทั่วไปจะเป็นวาล์วหนึ่งประเภทขึ้นไป ทางเลือกที่ดีในการควบคุมเครื่องจักรคือวาล์วไอเสียตรงกลาง 5 ทิศทาง 3 ตำแหน่ง โดยตำแหน่งปิดตรงกลางจะปล่อยอากาศจากทั้งสองด้านของกระบอกสูบเมื่อกดหยุดฉุกเฉินและถอดกำลังออก โดยทั่วไปวาล์วนี้ทำงานโดยใช้โซลินอยด์ 24 VDC สองตัว การเพิ่มพลังงานให้กับโซลินอยด์แต่ละตัวจะขยายหรือหดกระบอกสูบที่สอดคล้องกัน

• อุปกรณ์ทำงานที่ขับเคลื่อนด้วยอากาศตั้งแต่หนึ่งเครื่องขึ้นไป สิ่งเหล่านี้อาจเป็นตัวกระตุ้นเชิงเส้นหรือแบบหมุน (กระบอกสูบ) กริปเปอร์ มอเตอร์ หัวจ่ายลม ฯลฯ

• ชุด ข้อต่อและท่อ เพื่อเชื่อมต่อส่วนประกอบทั้งหมดของระบบนิวเมติกส์ ซึ่งรวมถึงท่อและท่อแข็ง หรือท่อหรือท่ออ่อน กระบอกสูบส่วนใหญ่มีการควบคุมการไหลของทั้งสองพอร์ต เพื่อจำกัดความเร็วของกระบอกสูบโดยการจำกัดอากาศขณะที่ออกจากกระบอกสูบ

มีประสิทธิภาพ

แม้ว่าการออกแบบโดยใช้นิวเมติกส์จะเรียบง่าย แต่ก็มีเทคนิคบางอย่างที่ช่วยสร้างระบบที่ดีขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้น สิ่งสำคัญคือต้องกำจัดการรั่วไหล ควรแก้ไขสัญญาณของการรั่วไหลของอากาศทันที ที่เกี่ยวข้องกับสิ่งนี้คือความยาวของท่อ ความยาวท่อที่สั้นลงจะช่วยลดปริมาตรของระบบที่ต้องเพิ่มแรงดันและการสูญเสียในแต่ละรอบ ส่งผลให้การใช้อากาศน้อยที่สุด วาล์วที่ติดตั้งโดยตรงกับกระบอกสูบเป็นตัวอย่างที่ชัดเจน ซึ่งให้การตอบสนองของระบบนิวเมติกส์ที่เร็วที่สุดเช่นกัน

เมื่อเลือกส่วนประกอบแบบนิวเมติกส์ ต้องแน่ใจว่าไม่ได้มีขนาดใหญ่เกินไป ซึ่งรวมถึง กระบอกสูบ วาล์ว สายยาง และท่อต่างๆ ใช้เครื่องมือสิ้นเปลืองอากาศแบบนิวเมติกส์แบบออนไลน์เพื่อช่วยในเรื่องนี้ โดยพื้นฐานแล้ว ให้กำหนดแรงที่จำเป็นในการทำงาน โดยคำนวณขนาดรูกระบอกสูบตามสิ่งนี้และแรงดันที่มีอยู่ เมื่อทราบความดันและกระบอกสูบแล้ว ให้คำนวณปริมาตรอากาศของวาล์วเป็นลูกบาศก์ฟุตต่อนาที (CFM) โดยใช้ความดัน กระบอกสูบ ความยาวช่วงชัก และเวลาสำหรับช่วงชัก

ในขณะที่กระบอกสูบกำลังทำงาน เช่น ระหว่างการจับยึด แรงดันการออกแบบที่เหมาะสมจะอยู่ที่ 60 ถึง 80 PSI เป็นเรื่องปกติ อย่างไรก็ตาม การดึงแคลมป์กลับคืนที่ความดันต่ำกว่าจะใช้พลังงานน้อยลง ดังนั้นให้พิจารณาใช้แรงดันกลับหรือแรงดันต่ำ

หลักการทํางานของระบบนิวเมติกส์

ในตอนแรกอากาศจะถูกนํามาโดยตรงจากชั้นบรรยากาศโดยใช้ตัวกรองอากาศ อากาศนี้ได้รับการทําความสะอาด และฟอกให้บริสุทธิ์ภายในตัวกรองอากาศ ตัวกรองเหล่านี้มีความสําคัญ เพราะหากใช้อากาศโดยตรงจากชั้นบรรยากาศอาจทําให้คอมเพรสเซอร์เสียหายได้ หลังจากนั้นอากาศสามารถจ่ายให้กับเครื่องอัดอากาศซึ่งขับเคลื่อนด้วยพลังงานกลที่ผลิตโดย มอเตอร์ไฟฟ้า    เครื่องอัดอากาศจะเพิ่มความดันอากาศและลดระดับเสียง เมื่อความดันอากาศเพิ่มขึ้นอุณหภูมิก็สามารถเพิ่มได้ ดังนั้น ในขั้นตอนต่อไปอากาศอัดจะถูกส่งไปยังเครื่องทําความเย็นอากาศซึ่งจะช่วยลดอุณหภูมิ แต่ความดันจะยังคงเหมือนเดิมแม้หลังจากลดอุณหภูมิลงแล้ว    หลังจากนั้นอากาศที่ระบายความร้อนจะถูกส่งและเก็บไว้ในถังรับ หลังจากนั้นอากาศนี้สามารถส่งไปยังห้องบําบัดอากาศซึ่งเรียกอีกอย่างว่าน้ํามันหล่อลื่นควบคุมตัวกรอง หรือ FRL เมื่ออากาศถูกย้ายเข้าไปในห้องนี้แล้วจึงแห้ง    ในระบบนิวเมติกส์ กระบวนการนี้มีความสําคัญมากเนื่องจากส่วนประกอบที่ใช้ใน ระบบนิวเมติกส์ มีความละเอียดอ่อน หากไม่ได้ใช้การบําบัดอากาศนี้อากาศอาจเปียก และ อุ่นและส่งตรงไปยังถังรับดังนั้นสิ่งนี้จะมีผลกระทบร้ายแรงต่อส่วนที่เหลือ ดังนั้นเมื่อใช้สิ่งนี้ประสิทธิภาพและประสิทธิภาพของระบบจึงสามารถเพิ่มขึ้นได้    อากาศจากการบําบัดอากาศจะถูกส่งไปยังวาล์วควบคุมเพื่อเปลี่ยนทิศทางการไหลตามความต้องการ ในที่สุดแอคชูเอเตอร์อากาศใช้พลังงานของอากาศและแปลงเป็นกลไกดังนั้นเราจึงสามารถรับเอาต์พุตสุดท้ายจากแอคชูเอเตอร์นี้ได้

ปัญหาทั่วไปบางอย่างที่เกิดขึ้นในระบบนิวเมติกส์ คือ การเคลื่อนที่ช้าของแอคชูเอเตอร์ความดันน้อยลงการรั่วไหลจากซีลอากาศการสําลักอากาศมากเกินไปตัวกรองที่เสียหายการลอยตัวทรงกระบอกการไหลของทิศทางอากาศไม่เปลี่ยนแปลงภายในวาล์วควบคุมเป็นต้น เพื่อเอาชนะปัญหาเหล่านี้การบํารุงรักษาระบบนิวเมติกส์เป็นสิ่งสําคัญมาก ดังนั้น การบํารุงรักษาระบบนิวเมติกส์สามารถทําได้ดังต่อไปนี้

• สําหรับสัปดาห์ละครั้งตัวกรองสายการบินต้องระบายและตรวจสอบการทํางานของกับดักน้ํา
• ทุกๆ 4 สัปดาห์ เราจําเป็นต้องตรวจสอบการรั่วไหลของอากาศและซีล
• ทุกสี่สัปดาห์จําเป็นต้องเพิ่มน้ํามันหล่อลื่นลงในสารหล่อลื่นหมอก
• สําหรับสัปดาห์ละครั้งจําเป็นต้องทําความสะอาดส่วนประกอบและแอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าภายนอก
• จําเป็นต้องตรวจสอบการเคลื่อนไหวของส่วนประกอบจุดหมุนและกระบอกสูบหล่อลื่น
• สําหรับครึ่งปีเราจําเป็นต้องเปลี่ยนตัวกรองอากาศ
• จําเป็นต้องทําความสะอาดและเปลี่ยนตัวเก็บเสียงที่เสียบอยู่หากจําเป็น

โปรแกรมประยุกต์

• ระบบเหล่านี้ใช้ในอุตสาหกรรมการผลิต เช่น อุตสาหกรรมยานยนต์และชิ้นส่วนอะไหล่ยานยนต์
• ระบบเหล่านี้ใช้ในอุตสาหกรรมแปรรูป เช่น การแปรรูปอาหารเคมีสิ่งทอกระดาษปิโตรเคมี เป็นต้น
• สิ่งเหล่านี้ใช้ในรถโค้ชรถไฟระบบเบรกรถยนต์เกวียนและแท่นพิมพ์
• สิ่งเหล่านี้ใช้ในหุ่นยนต์อุตสาหกรรมเพื่อวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกันเช่นการบรรจุการบรรจุการเจาะการปั๊มการเจาะการโฮสต์การหนีบ
• ระบบการประกอบ
• เครื่องจักรพลาสติก
• ล้างรถ
• ระบบทดสอบ
• ใช้ในการขับเคลื่อนทั้งแบบหมุนและเชิงเส้นและแอคชูเอเตอร์
• ระบบน้ําหล่อเย็น
• เปิดและปิดประตู
• ตลาดปิโตรเลียม
• สิ่งเหล่านี้ใช้ในอุปกรณ์ประเภทต่างๆสําหรับการขนถ่ายวัสดุ
• อุปกรณ์ทางการแพทย์
• การผลิตชิ้นส่วนที่ใช้กับลมอัดและของเหลว
• ใช้ในการทํางานของเครื่องมือเครื่องจักร

สรุป

ดังนั้น นี่คือทั้งหมดที่เกี่ยวกับ ภาพรวมของระบบนิวเมติกส์ ที่ทํางานและการใช้งาน ระบบเหล่านี้ใช้พลังงานผ่านอากาศอัด ดังนั้นพลังงานที่สร้างขึ้นโดยระบบเหล่านี้สามารถเชื่อถือได้มากขึ้นค่าใช้จ่ายน้อยกว่ามีความยืดหยุ่นมากขึ้นและไม่เป็นอันตรายเมื่อเทียบกับอุปกรณ์อื่น ๆ ที่สร้างพลังงานในรูปแบบที่แตกต่างกันเช่นมอเตอร์ไฟฟ้าหรือแอคชูเอเตอร์

อ้างอิง : elprocus.com

กรุณาติดต่อเราสำหรับข้อมูลเพิ่มเติม:

โทร: 02-384-6060  | ไลน์: @flutech.co.th  | อีเมล: [email protected]  | เฟสบุ๊ค: @flutech.co.th