Íme, miért jobbak a pneumatikus energiarendszerek a hidraulikus rendszereknél, ha sebességről, teljesítményről és megbízhatóságról van szó.
A hidraulikus és a pneumatikus rendszereket egyaránt használják olyan gépek működtetésére, amelyekkel a mindennapi életünkben találkozunk, az autófékektől és az építőipari berendezésektől a felvonókig és az automatizált ajtókig a vonatokon és buszokon.
Míg a hidraulikus és a pneumatikus áramkörök számos mechanikai hasonlóságot mutatnak, és még néhány szerves alkatrészük is közös, beleértve a speciális szivattyúkat és az áramlást irányító szelepeket, amelyek biztosítják a működtető elemek erő- és sebességszabályozását.
A sokféle gép végfelhasználói mégis elgondolkodhatnak azon, hogy melyik rendszer a legjobb az adott alkalmazásukhoz. Olvasson tovább, hogy megismerje a hidraulikus és pneumatikus erőátviteli rendszerek közötti legfontosabb különbségeket.
Hogyan működnek a hidraulikus rendszerek
A hidraulikus rendszerek a teljesítmény előállítása érdekében nyomást alkalmaznak a folyadékra. Egy szivattyú mechanikus energiát mozgat a rendszerbe azáltal, hogy folyadékot – általában hidraulikaolajat vagy szintetikus kenőanyagot – szállít egy tartályba, ahol a folyadékot tárolják, és a maradék anyagokat, köztük a levegőt és más nedvességrészecskéket eltávolítják.
Ezután nyomást gyakorolnak a tartály egyik oldalára, és a folyadékot elektromos, kézi, hidraulikus, pneumatikus vagy mechanikus módszerekkel szelepeken keresztül kényszerítik. A folyadékot a tartály ellentétes oldalán lévő működtetőszerkezet, például hidraulikus motor, henger vagy dugattyú ellen kényszerítik. Az energia átkerül a működtetőhöz, és hidraulikus energiából mechanikai energiává alakul, mozgásra kényszerítve a működtetőt.
A folyadékon keresztül kifejtett nyomás miatt a működtető nem képes az ellenkező irányba mozogni, hacsak a rendszer kezelője nem engedi fel a nyomást. Ha a működtetőszerkezet egy dugattyú, amelyet például egy targonca tüskéinek megemelésére használnak, a tüskék mindaddig megemelve maradnak, amíg a hidraulikus nyomás fel nem oldódik.
A hidraulikus rendszerek előnyei és hátrányai
Mivel a hidraulikaolaj 1000 PSI-nként csak körülbelül 0,5%-kal nyomódik össze, nem tekinthető rugalmasnak, vagy nem összenyomhatónak. Annak előnye, hogy a folyadék nem képes a nyomás hatására térfogatát csökkenteni, az, hogy hatékonyabb közegként működik az energia átvitelére. A szelepekben a folyadék összenyomásakor kevés energia vész el, így a hidraulikus energia mechanikai energiává történő visszaalakítása a működtető szerkezetben rendkívül hatékony.
A hidraulikaolaj rugalmatlansága és nagy térfogati modulusa miatt nagyobb teljesítménysűrűséget kínál, mint az olyan közegek, mint a levegő, ami nagy teljesítményt jelent nagy nyomáson. A Mobile Hydraulics Tips szakértői szerint valójában egy hidraulikus rendszer 10 000 PSI nyomáson történő üzemeltetése kevesebb kárt okozhat a gép teljesítményében, mint egy hasonló pneumatikus rendszer 300 PSI nyomáson történő üzemeltetése.
A sok hidraulikus rendszer legnagyobb hátránya a nem rugalmas olaj szelepeken és vízvezetékrendszereken történő szállításának kihívásához kapcsolódik.
A pneumatikus rendszerekben használt sűrített levegővel összehasonlítva a hidraulikaolaj nagy ellenállással és megnövekedett energiaveszteségekkel szembesül, amikor szűk helyeken áramlik át. Így, ha a hidraulikus rendszerben lévő alkatrészek nem megfelelően vannak felszerelve, vagy méretük nem felel meg a kívánt áramlási sebességnek, az üzemeltetők minden alkalmazásban jelentős energia- és költségveszteséget szenvednek el.
Hogyan működnek a pneumatikus rendszerek
A pneumatikus rendszerek működése nagyjából megegyezik a hidraulikus rendszerekével. Általában egy légkompresszorra van szükségük, amely a légköri levegőt egy szívószelepen keresztül szívja be, és a levegőt egy befogadó tartályba táplálja.
A befogadó tartályban lévő levegőre ezután nyomást gyakorolnak. A gázok, ellentétben a folyadékokkal, összenyomhatók, így nagy nyomássűrűség könnyen elérhető erő kifejtésével. A levegőt összenyomják, és csövek és szelepek hálózatába vezetik, amelyek a levegő áramlását egy működtető felé irányítják. A működtetőszerkezet a hidraulikus rendszerhez hasonlóan az energiát mechanikai energiává alakítja vissza a mozgás elindítása érdekében.
Miért győzik le a pneumatikus rendszerek a hidraulikus rendszereket
Míg a hidraulikus rendszerek kevesebb energiaveszteséget garantálhatnak működés közben, a pneumatikus rendszerek általában alacsonyabb kezdeti költségeket, kevesebb karbantartási igényt, nagyobb tartósságot és nagyobb mechanikai megbízhatóságot biztosítanak, így hosszú távon a legköltséghatékonyabb megoldás.
A sűrített levegő ráadásul a sebesség egyedülálló előnyével jár – a hidraulikaolajjal ellentétben, amikor a levegő felszabadul, nagy sebességgel és erővel tágul, ami sokkal nagyobb működtetési sebességet tesz lehetővé. Így a pneumatikus rendszerek kibővített alkalmazási lehetőségeket kínálnak, és kézenfekvő választásnak bizonyulnak a nagy sebességet és pontosságot igénylő alkalmazásokhoz.
A pneumatikus rendszerek hatékonyan megkönnyítik a legtöbb olyan ipari méretű alkalmazást, amely olyan mozgásokat igényel, mint a szorítás, pozicionálás, préselés, emelés, válogatás és rakásolás – például a gyártási, összeszerelési és elosztási létesítményekben. További rendszermódosítások növelhetik a pneumatikus rendszer működésének pontosságát, lehetővé téve a címkézést, vágást, krimpelést vagy domborítást igénylő alkalmazásokat.
A pneumatikus rendszerek tartósságuk, kiváló teljesítményük és a működtetők nagy sebességű energiaellátására való képességük miatt továbbra is a legmegbízhatóbb választásnak számítanak az ingázó közlekedési rendszerektől kezdve a földgázkitermelésen át a tehenet önállóan fejő agrotechnikai eszközökig.