Πνευματικές συσκευές μηχατρονικών συστημάτων

Κινητές μηχανές, ρομπότ και διάφορα μηχανοτρονικά συστήματα έχουν τη δυνατότητα να μετακινούν ή να αλλάζουν τη θέση των εξαρτημάτων τους χάρη σε ενεργοποιητές. Η κατεύθυνση κίνησης αυτού ή εκείνου του τμήματος του συστήματος ονομάζεται βαθμός ελευθερίας και όσο περισσότερους βαθμούς ελευθερίας έχει ο ενεργοποιητής, τόσο μεγαλύτερη είναι η κινητικότητα του μηχανήματος, του ρομπότ ή του ενεργοποιητή.

Ανάλογα με τον τύπο της μετάδοσης κίνησης, επιτυγχάνεται μια περισσότερο ή λιγότερο ποιοτική υλοποίηση της αλληλεπίδρασης των εξαρτημάτων της μηχανής μεταξύ τους, καθώς και η αποτελεσματικότητα και η ευελιξία της λειτουργίας της. Η επιλογή του τύπου του ενεργοποιητή είναι μια δύσκολη εργασία που αποφασίζεται στο στάδιο του σχεδιασμού του συστήματος από ρομποτικούς μηχανικούς και τεχνολόγους.

Ένας από τους δημοφιλείς τύπους μονάδων δίσκου που χρησιμοποιούνται στα μηχατρονικά συστήματα — πνευματικός ενεργοποιητής… Εδώ χρησιμοποιείται αέριο ως μέσο εργασίας, συνήθως πεπιεσμένος αέρας, του οποίου η ενέργεια οδηγεί τον μηχανισμό. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι πνευματικοί ενεργοποιητές είναι φθηνοί, αξιόπιστοι, εύκολοι στη ρύθμιση και λειτουργία τους και ασφαλείς στη φωτιά.Δεν υπάρχει κόστος για την αγορά και τη διάθεση του υγρού εργασίας (αέρας).

Ωστόσο, υπάρχουν ορισμένα μειονεκτήματα, για παράδειγμα, πιθανή μείωση της πίεσης εργασίας λόγω διαρροής λόγω κακής στεγανότητας των σωλήνων, η οποία οδηγεί σε απώλειες ισχύος και ταχύτητας, καθώς και επιπλοκές στην τοποθέτηση. Ωστόσο, οι πνευματικοί κινητήρες, οι πνευματικοί κύλινδροι και οι πνευματικοί πνευματικοί κινητήρες χρησιμοποιούνται ευρέως σήμερα σε ρομπότ και κινητές μηχανές.

Ας δούμε μια τυπική συσκευή πνευματική κίνηση… Η πνευματική κίνηση αυτή καθαυτή περιλαμβάνει απαραίτητα έναν συμπιεστή και έναν κινητήρα αέρα. Σε αυτόν τον συνδυασμό, το σύστημα μπορεί να μετατρέψει τα μηχανικά χαρακτηριστικά του ηλεκτροκινητήρα σύμφωνα με τις απαιτήσεις φορτίου.

Οι πνευματικοί ενεργοποιητές μεταφορικής κίνησης είναι δύο θέσεων, όταν η κίνηση του σώματος εργασίας πραγματοποιείται μεταξύ δύο ακραίων θέσεων, καθώς και πολλαπλών θέσεων, όταν η κίνηση εκτελείται σε διαφορετικές θέσεις.

Σύμφωνα με την αρχή της λειτουργίας, οι πνευματικοί ενεργοποιητές μπορούν να είναι μονής δράσης (όταν το ελατήριο παρέχει επιστροφή στην αρχική θέση) ή διπλής δράσης (η επιστροφή, όπως και η κίνηση εργασίας, παράγεται από πεπιεσμένο αέρα). Οι πνευματικοί γραμμικοί ενεργοποιητές χωρίζονται κυρίως σε δύο τύπους: με έμβολο και με διάφραγμα.

Σε έναν ενεργοποιητή πνευματικού εμβόλου, το έμβολο κινείται στον κύλινδρο υπό τη δράση πεπιεσμένου αέρα ή ενός ελατηρίου (η διαδρομή επιστροφής για έναν ενεργοποιητή μονής δράσης παρέχεται από ένα ελατήριο).Σε έναν πνευματικό ενεργοποιητή διαφράγματος, ένας θάλαμος χωρισμένος από ένα διάφραγμα σε δύο κοιλότητες έχει στη μία πλευρά συμπιεσμένο αέρα που πιέζει το διάφραγμα και από την άλλη πλευρά, μια ράβδος είναι προσαρτημένη στο διάφραγμα και δέχεται μια διαμήκη δύναμη από το διάφραγμα. Έτσι, ο πνευματικός ενεργοποιητής χρησιμοποιείται με επιτυχία σε συστήματα κυκλικού ελέγχου, για παράδειγμα σε χειριστές με οριζόντια κίνηση στελέχους.

Λειτουργικά, ο πνευματικός ενεργοποιητής μπορεί να χωριστεί σε τέσσερις μονάδες: τη μονάδα προετοιμασίας αέρα, τη μονάδα διανομής πεπιεσμένου αέρα, τον κινητήρα του ενεργοποιητή και το σύστημα μετάδοσης πεπιεσμένου αέρα στους ενεργοποιητές.

Στη μονάδα κλιματισμού, ο αέρας στεγνώνει και καθαρίζεται από τη σκόνη. Σύμφωνα με το πρόγραμμα, το μπλοκ διανομής ανοίγει ή κλείνει (με τη βοήθεια βαλβίδων) την παροχή πεπιεσμένου αέρα στην κοιλότητα των κινητήρων κίνησης.

Οι βαλβίδες λειτουργούν συνήθως με ηλεκτρομαγνήτες ή και πνευματικά (εάν το περιβάλλον είναι εκρηκτικό). Το μπλοκ εκτελεστικού κινητήρα είναι στην πραγματικότητα κύλινδροι με έμβολα που περιστρέφονται ή κινούνται σε ευθεία γραμμή—πνευματικοί κύλινδροι που διαφέρουν σε δεδομένες μετατοπίσεις, δυνάμεις και ταχύτητες.

Κάθε κινητήρας έχει τον δικό του κύκλο εργασίας και η σειρά των κύκλων καθορίζεται αυστηρά από την τεχνολογική διαδικασία και ελέγχεται από το αντίστοιχο πρόγραμμα συστήματα ελέγχου ρομπότ… Το σύστημα για τη μετάδοση πεπιεσμένου αέρα σε διαφορετικές συσκευές χρησιμοποιεί πνευματικούς κινητήρες με διαφορετικά τμήματα, ανάλογα με την εργασία.

Κατ 'αρχήν, η μετάδοση και η μετατροπή της ενέργειας σε μια πνευματική κίνηση μοιάζει με αυτό.Ο κύριος κινητήρας οδηγεί τον συμπιεστή, ο οποίος συμπιέζει τον αέρα. Ο πεπιεσμένος αέρας τροφοδοτείται στη συνέχεια μέσω του εξοπλισμού ελέγχου στον πνευματικό κινητήρα, όπου η ενέργειά του μετατρέπεται σε μηχανική ενέργεια (κίνηση εμβόλου, ράβδος). Μετά από αυτό, το αέριο εργασίας εκκενώνεται στο περιβάλλον, δηλαδή δεν επιστρέφει στον συμπιεστή.

Τα πλεονεκτήματα των πνευματικών ηλεκτροκινητήρων δύσκολα μπορούν να υπερεκτιμηθούν. Σε σύγκριση με τα υγρά, ο αέρας είναι πιο συμπιεστός, λιγότερο πυκνός και παχύρρευστος, πιο υγρός. Το ιξώδες του αέρα αυξάνεται με την πίεση και τη θερμοκρασία.

Επειδή όμως ο αέρας περιέχει πάντα μικρή ποσότητα υδρατμών και δεν έχει λιπαντικές ιδιότητες, υπάρχει κίνδυνος επιβλαβούς επίδρασης συμπύκνωσης στις επιφάνειες εργασίας των θαλάμων. Επομένως, οι πνευματικοί ηλεκτροκινητήρες χρειάζονται ρύθμιση, δηλαδή τους δίνονται τέτοιες ιδιότητες εκ των προτέρων για να παρατείνουν τη διάρκεια ζωής του ηλεκτροκινητήρα στον οποίο χρησιμοποιείται ως περιβάλλον εργασίας.