Iată de ce sistemele de acționare pneumatică sunt superioare sistemelor hidraulice atunci când vine vorba de viteză, performanță și fiabilitate.
Atât sistemele hidraulice cât și cele pneumatice sunt u
lizate pentru a pune în funcțiune utilajele pe care le întâlnim în viața noastră de zi cu zi, de la frânele mașinilor și echipamentele de construcții până la ascensoarele și ușile automate de pe trenurile de navetiști și autobuze.
În timp ce circuitele de putere hidraulice și pneumatice au o serie de asemănări mecanice și chiar împărtășesc unele componente integrale, inclusiv pompe specifice și un set de supape care direcționează fluxul, asigurând controlul forței și vitezei actuatorilor.
Cu toate acestea, este posibil ca utilizatorii finali ai multor tipuri de mașini să se întrebe ce tip de sistem este cel mai bun pentru aplicațiile lor specifice. Citiți în continuare pentru a afla principalele diferențe dintre sistemele de putere hidraulice și pneumatice.
Cum funcționează sistemele hidraulice
Sistemele hidraulice aplică presiune asupra fluidului pentru a genera putere. O pompă deplasează energia mecanică în sistem prin transportarea fluidului – de obicei un ulei hidraulic sau un lubrifiant sintetic – într-un rezervor, unde lichidul este stocat și materialul rezidual, inclusiv aerul și alte particule de umiditate, sunt îndepărtate.
Apoi, presiunea este exercitată împotriva unei părți a rezervorului, forțând lichidul prin supape folosind metode electrice, manuale, hidraulice, pneumatice sau mecanice. Lichidul este forțat împotriva unui dispozitiv de acționare, cum ar fi un motor hidraulic, un cilindru sau un piston de pe partea opusă a rezervorului. Energia este transferată către dispozitivul de acționare și transformată din energie hidraulică în energie mecanică, forțând dispozitivul de acționare să se deplaseze.
Datorită presiunii exercitate prin lichid, dispozitivul de acționare nu este capabil să se deplaseze în direcția opusă decât dacă presiunea este eliberată de către un operator de sistem. Dacă dispozitivul de acționare este un piston care este folosit, de exemplu, pentru a ridica pintenii unui stivuitor, pintenii vor rămâne ridicați până când presiunea hidraulică este eliberată.
Avantajele și dezavantajele sistemelor hidraulice
Din moment ce uleiul hidraulic este comprimat doar cu aproximativ 0,5% pentru fiecare 1000 PSI, acesta este considerat neelastic sau necompresibil. Avantajul incapacității unui fluid de a-și diminua volumul ca răspuns la presiune este acela că acționează ca un mediu mai eficient pentru transferul de energie. Se pierde puțină energie prin comprimarea fluidului în supape, astfel încât transferul de energie hidraulică înapoi în energie mecanică la actuator este foarte eficient.
Datorită inelasticității sale și modulului grosier ridicat, uleiul hidraulic oferă o densitate de putere mai mare decât mediile precum aerul, ceea ce se traduce prin performanțe ridicate la presiuni mari. Potrivit experților de la Mobile Hydraulics Tips, de fapt, operarea unui sistem hidraulic la 10.000 PSI poate afecta mai puțin performanța mașinii decât operarea unui sistem pneumatic similar la 300 PSI.
Inconvenientul major al multor sisteme hidraulice are de-a face cu provocarea de a transporta uleiul neelastic prin supape și sisteme de canalizare.
În comparație cu aerul comprimat utilizat în sistemele pneumatice, uleiul hidraulic se confruntă cu rate mari de rezistență și pierderi de energie ridicate atunci când curge prin spații restrânse. Ca atare, dacă componentele din cadrul unui sistem hidraulic sunt montate necorespunzător sau nu sunt corelate ca dimensiune cu debitele dorite, operatorii vor suferi pierderi majore de energie și costuri în fiecare aplicație.
Cum funcționează sistemele pneumatice
Sistemele pneumatice funcționează în mare parte în același mod ca și sistemele hidraulice. În general, acestea au nevoie de un compresor de aer, care aspiră aerul atmosferic printr-o supapă de admisie și introduce aerul într-un rezervor receptor.
Presiunea este apoi aplicată aerului din rezervorul receptor. Gazele, spre deosebire de fluide, pot fi comprimate, ceea ce face ca o densitate mare de presiune să poată fi obținută cu ușurință prin exercitarea unei forțe. Aerul este comprimat și trecut într-o rețea de țevi și supape care direcționează fluxul de aer către un dispozitiv de acționare. Actuatorul va transfera energia înapoi în energie mecanică pentru a iniția mișcarea, la fel ca în cazul unui sistem hidraulic.
De ce sistemele pneumatice devansează sistemele hidraulice
În timp ce sistemele hidraulice pot garanta mai puține pierderi de energie în timpul funcționării, în general, sistemele pneumatice asigură un cost inițial mai mic, mai puține cerințe de întreținere, o durabilitate mai mare și un grad mai mare de fiabilitate mecanică, ceea ce le face să fie cea mai rentabilă opțiune pe termen lung.
În plus, aerul comprimat vine cu avantajul unic al vitezei – spre deosebire de uleiul hidraulic, atunci când aerul este eliberat, acesta se dilată cu viteză și forță mare, permițând viteze de acționare mult mai mari. Ca atare, sistemele pneumatice oferă posibilități de aplicare extinse și reprezintă alegerea evidentă pentru aplicațiile care necesită viteză și precizie ridicate.
Sistemele pneumatice pot facilita în mod eficient majoritatea aplicațiilor la scară industrială care necesită mișcări precum strângerea, poziționarea, presarea, ridicarea, sortarea și stivuirea – cum ar fi cele întâlnite în unitățile de producție, asamblare și distribuție. Alte modificări ale sistemului pot crește precizia cu care funcționează un sistem pneumatic, permițând aplicații care necesită etichetare, tăiere, sertizare sau ștanțare.
Datorită durabilității, performanțelor superioare și capacității de a furniza energie actuatorilor la viteze mari, sistemele pneumatice rămân printre cele mai fiabile alegeri pentru a alimenta totul, de la sistemele de transport în comun și extracția gazelor naturale până la dispozitivele agrotehnice care pot mulge o vacă în mod autonom.
.