جک پنوماتیک

جک پنوماتیک چیست؟

جک ها یک بخش مهم و پرکاربرد از سیستم های پنوماتیکی هستند که در اصل تمامی فرآیند ها در سیستم های پنوماتیکی در راستای حرکت عملگر ها رخ می دهند و همانطور که می دانیم هوای فشرده به عنوان سیالی است که عامل ایجاد تحریک و حرکت در عملگر های پنوماتیکی است. در تصویر زیر مراحل انجام کار سیستم های پنوماتیکی را مشاهده می کنیم که این روند را به ساده ترین شکل نشان می دهد و مشخص است که عملگر ها نقش تعیین کننده ای در این روند دارند.

انواع جک پنوماتیکی

1. عملگر خطی: این عملگر ها حرکت خطی در طول دارند و دارای دو نوع یک طرفه و دو طرفه بوده و در کورس و قطر های مختلف پیستون طراحی و تولید می شوند.
2. عملگر چرخشی یا دورانی: این عملگر ها دارای حرکت دورانی یا چرخشی هستند که خود به دو نوع چرخ محدود و چرخش 360 درجه تقسیم می شوند. در حالت دوران محدود شفت می تواند به صورت محدود (کسری از 360 درجه) و راست گرد یا چپ گرد بچرخد.

اساسی ترین نکته ای که برای انتخاب جک یا سیلندر پنوماتیک حائز اهمیت است، طول کورس و قطر پیستون است که بسته به نوع نیاز در ابعاد و سایز های مختلف موجود است.

نحوه حرکت یک جک پنوماتیکی

طول کورس

مسافت طی شده توسط پیستون یا شفت سیلندر از نقطه آغاز حرکت تا آخرین مکانی را که امکان حرکت دارد، طول کورس می نامند. لازم به یادآوری است که واحد اندازه گیری طول کورس میلی متر (mm) است و با توجه به طراحی های مختلف می تواند مقادیر متفاوتی داشته باشد.

قطر پیستون

قطر میله پیستون طبق رابطه زیر محاسبه می شود:

P = F/A
A = π r²
→ D = 2√F/(π P)

با واحد میلی متر (mm) بیان می شود.

اجزای داخلی سیستم های پنوماتیک و نحوه کار کردن آن

به طور کلی یک جک پنوماتیک دارای فضایی جهت نگه داشتن هوای فشرده و یک محل جهت خارج شدن هوای فشرده است. اجزای اصلی درون یک جک پنوماتیک عبارت است از: شافت، پیستون که در اصل درون سیلندر به طور خطی جا به جا می شود و یکسری لوازم مهر و موم کاری هوای فشرده. هرگاه هوای فشرده به درون فضای عملگر هیدرولیک (جک یا سیلندر) راه می یابد، به دلیل آببندی های انجام شده در جک راهی برای خروج نمی یابد و به سطح مقطع پیستون فشار وارد می کند و در نتیجه این فشار، شافت متصل به انتهای پیستون خارج می شود.

• جک خطی یک طرفه

سیلندر های یک طرفه که به آنها جک یک محوره نیز گفته می شود، زیر مجموعه ای از عملگر های خطی یک طرفه هستند. در این نوع از سیلندر ها تنها یک پورت برای ورود هوا تعبیه شده است که هوا از طریق این پورت به جک وارد شده و آن را تحریک کرده، در نتیجه سیلندر در راستای باز شدن محور حرکت می کند. به این دلیل که محور داخل سیلندر قادر است تنها در یک راستا حرکت کند به آن سیلندر یک محوره گفته می شود و از طرفی دیگر به این دلیل که جهت تحریک آنها در یک سمت است به آن یک طرفه می گویند. این دسته از جک ها برای حرکت های تکراری و خطی که بار های سنگین دارد، استفاده می شود. از انواع کاربرد های این نوع جک ها می توان به جدا کردن قطعات تولیدی از قالب ساخت، فشردن و پرس کردن قطعات و غیره اشاره کرد.

در شکل زیر تصویر شماتیک یک عملگر خطی پنوماتیک را مشاهده می کنیم و همانطور که مشخص است؛ برگشت این جک ها به کمک یک فنر صورت می گیرد.

جک ها یا سیلندرهای پنوماتیکی حرکت خطی، با مکانیزم های متفاوتی وجود دارند. نوع سیلندر و پیستون، متداول ترین نوع آن هاست که آشنایی با آن بیشتر از هر نوع دیگری است. اما انواع دیگری وجود دارند که با وجود خاص بودن، کارایی بسیار زیادی در صنعت و به ویژه مدارها و سیستم های پنوماتیکی دارند.

سیلندر دیافراگی

سیلندر های پنوماتیکی از نوع دیافراگمی، دارای طول کورس حرکتی کوتاه تر و کم تری در مقایسه با مدل پیستونی هستند. در ساختمان داخلی آن ها از یک دیافراگم به جای پیستون استفاده شده که شافت جک به این دیافراگم متصل است. با ورود هوا به داخل محفظه سیلندر، دیفراگم حرکت کرده و در نتیجه شافت طول کورس حرکتی معین خود راطی می کند. بدنه سیلندرهای دیافراگی معمولا از جنس آلومینیوم ریخته گری و یا چدن است. از این سیلندرها در سیستم های پرس پنوماتیکی کوچک استفاده گسترده ای می شود.

سیلندر پنوماتیک بدون شافت یا رادلس

نوعی دیگر از سیلندر های پنوماتیکی، سیلندر های پنوماتیک بدون شافت یا رادلس هستند. همانطور که از نام این جک ها مشخص است، در ساختمان آن ها شافت و یا میله ای وجود ندارد. این جک ها دارای ساختمان ویژه ای هستن که شامل یک سیلندر، یک پیستون متحرک داخلی، پایه یا ساپورت و بیرینگ ها می شود. در استفاده از جک های رادلس قطعه ای که قصد حرکت دادن آن را داریم به ساپورت یا پایه یا واگن دستگاه متصل می شود؛ سپس زمانی که هوای فشرده وارد سیلندر می شود، پیستون داخلی حرکت می کند و همراه با آن واگن و تجهیزی که به آن متصل است نیز به حرکت در می آیند. جک های رادلس در دو نوع با راهنما یا بدون راهنما یا همان گاید ساخته می شوند. مدل های دارای راهنما به دلیل در بر گرفتن واگن، برای کارهای سنگین با نیرو و گشتاور بالا مورد استفاده قرار می گیرند.

سیلندرهای میله ای

سیلندرهای پنوماتیک میله ای از ساختمان و عملکردی متفاوت بهره می برند. در این نوع از سیلندرها که جک میله ای و یا رادلس مغناطیسی نامیده می شوند، یک سیلندر استوانه ای یا میله ای قرار دارد که درون آن یک پیستون مغناطیسی (آهنربایی) تعبیه شده است. واگن متحرک نیز بر روی بدنه بیرونی میله قرار گرفته و در ساختمان داخلی آن بیرینگ و آهنربا وجود دارد. با ورود هوای فشرده داخل سیلندر یا همان میله جک، پیستونی که خاصیت معناطیسی دارد به حرکت در می آید، و در نتیجه واگنی که توسط نیروی الکترومغناطیس با پیستون داخلی کوپل شده به حرکت در می آید و تجهیز متصل شده  شده به خودش را نیز جابجا می نماید.

زمانی که در یک سیستم پنوماتیکی، طراحی به گونه ای انجام شده که هم محدودیت فضا برای نصب سیلند پنوماتیکی وجود دارد و هم طول کورس نسبتا بلندی مد نظر است، جک های پنوماتیکی تلسکوپی به یاری ما می آیند. جک های تلسکوپی یا جک های آنتنی با مشخصه هایی مانند چند مرحله ای بودن، طول کورس و نیرو متحمل شده در پایان کورس، مورد بررسی و انتخاب قرار می گیرند.

• جک خطی دو طرفه

تنها تفاوتی که بین جک های دو طرفه و یک طرفه وجود دارد، در این نکته است که جک های دو طرفه می توانند از هر دو طرف (رفت و برگشت) مورد تحریک واقع شوند و در هر دو جهت کار انجام دهند؛ در اصل در این مدل از فنر برای بازگرداندن پیستون استفاده نمی شود و وظیفه بازگرداندن پیستون به حالت اولیه بر عهده هوای فشرده است که از محل تعبیه شده برای ورود به پیستون داخل شده و آن را باز می گرداند.

نحوه رفتار عملگر خطی یک طرفه و دو طرفه

• عملگر دورانی و نیمه دورانی

یک عملگر قادر است حرکت دورانی و نیمه دورانی تولید کند. بارزترین تفاوت عملگر های دورانی با نیمه دورانی این است که یک عملگر دورانی می تواند در همه زوایا تا 360 درجه دوران کند، اما عملگر های نیمه دورانی دارای محدودیت گردش هستند و در اصل زاویه چرخشی این عملگر ها توسط سیستم های متوقف کننده مکانیکی به صورت داخلی یا خارجی کنترل می شوند.

برای دستیابی به اطلاعات فنی تکمیلی در زمینه این نوع عملگر به توضیحات موجود در قسمت محصولات مراجعه شود.

مزایای جک های پنوماتیکی

• پیستون ها آزادانه حرکت می کنند و خود به خود قفل نمی شوند.
• سیال مورد استفاده هوای فشرده است که تهیه آن آسان و کم هزینه است.
• خروج هوای اضافی از سیستم به محیط بدون هیچ مشکلی اتفاق می افتد.
• هزینه نگهداری و تعمیرات آنها نسبتا کم است.

نکاتی در مورد جک پنوماتیک

بزرگ ترین مشکلی که در ابتدا برای سیلندر های پنوماتیک وجود داشت؛ عمر پایین سیلندر ها به دلیل برخورد پیستون به انتهای سیلندر بود، چرا که سرعت و قدرت این پیستون ها زیاد است اما امروزه گام مهمی برای رفع این مشکل برداشته شده است؛ به این ترتیب که پیستون قبل از رسیدن به انتهای سیلندر و ضربه زدن به آن توسط یک ضربه گیر کنترل می شود.

در نهایت می توان این نکته را بیان کرد که وسایل و ابزار های پنوماتیک دارای نمونه های مختلفی هستند که قطعا دارای قیمت ها و کیفیت های متفاوتی هستند. آنچه در سایت ما مشاهده می کنید مجموعه ای گسترده از بهترین برند ها و محصولات است؛ توصیه ما به شما همراهان گرامی این است که پس از مشاهده محصولات مد نظر خود روی سایت برای دریافت اطلاعات بیشتر با مهندسان ما تماس حاصل نمایید.