Geralmente, uma válvula não pode controlar um processo por si só, então eles precisam de um operador para colocá-los para controlar uma variável de processo. Um dispositivo especial como um atuador é necessário para operar as válvulas remotamente e automaticamente para movê-las. Um atuador é um tipo de dispositivo usado para fazer algo funcionar ou se mover. Atuadores estão disponíveis em três tipos que são definidos por sua fonte de energia e usados em indústrias como Elétrica, Hidráulica e Pneumática. Assim, este artigo discute uma visão geral atuador pneumático – trabalho e suas aplicações.
O que é Atuador Pneumático?
Uma definição de atuador pneumático é; um tipo de atuador que é usado para mudar a energia que está na forma de ar comprimido em movimento. Existem diferentes fabricantes que oferecem diferentes formas de atuadores pneumáticos, onde alguns atuadores convertem a energia do ar comprimido em movimento linear e alguns atuadores mudam para movimento rotativo. Esses atuadores têm nomes diferentes na indústria, como cilindros de ar, atuadores de ar e cilindros pneumáticos.
Como funciona um atuador pneumático?
Um atuador pneumático depende principalmente de alguma forma de gás pressurizado, como ar comprimido, que entra em uma câmara para aumentar a pressão. Uma vez que este ar acumula pressão suficiente em comparação com a pressão atmosférica externa, então resulta no movimento cinético controlado de um dispositivo como uma engrenagem ou um pistão. Portanto, esse movimento resultante é direcionado em um movimento circular ou em linha reta. Esses atuadores são um dos dispositivos mecânicos mais utilizados em uma ampla gama de indústrias atuais quando o gás comprimido é convertido em energia é extremamente controlado e repetível e confiável.
Construção e Trabalho do Atuador Pneumático
O atuador pneumático é construído usando diferentes componentes como mola, compressor, reservatório, diafragma e válvula. O diagrama a seguir representa a construção de um atuador pneumático. Para acionar este sistema, a energia do fluido é alterada para mecânica. Neste sistema, o ar fresco é comprimido através do compressor e este ar é simplesmente armazenado dentro do reservatório de armazenamento.
Aqui, uma válvula de controle de fluxo é usada para controlar a direção do ar e sua velocidade de fluxo. A unidade de mola neste atuador controla o fluxo de ar de um lugar para outro e também fornece um curso de retorno em direção ao pistão.
No início, a válvula de controle permanecerá aberta e o diafragma é puxado para cima através da ação da mola na necessidade de suprimento de ar. Em seguida, o ar é retirado da atmosfera, é filtrado por um filtro e é fornecido ao compressor. Agora, o compressor irá comprimir o ar e aumentar o nível de pressão.
Aqui temos que notar que, quando o nível de pressão do ar aumenta, a temperatura do ar também aumenta. Assim, refrigeradores de ar são utilizados para manter a temperatura em uma faixa modesta. Depois disso, o ar pressurizado é simplesmente armazenado dentro de um reservatório de armazenamento para que o nível de pressão possa ser mantido. Além disso, este ar pressurizado dentro do sistema aplica energia ao diafragma do atuador pneumático. Uma vez que a força supera a força da mola por causa do ar pressurizado, ela mantém o diafragma no topo para fazer com que o diafragma se mova para baixo para fechar a válvula de controle.
Quando a pressão de suprimento de ar é aumentada, o diafragma se move continuamente na direção descendente e isso fecha a válvula de controle totalmente em um ponto específico. Da mesma forma, uma vez que a pressão de suprimento de ar é diminuída, a força aplicada no diafragma pela mola supera a força devido à força fornecida. Isso pode causar movimento na direção ascendente do diafragma para abrir a válvula de controle.
Aqui, também se nota aqui que a posição da válvula de controle depende principalmente da pressão do ar. Como resultado, a abertura e fechamento da válvula de controle está relacionada ao movimento do diafragma com a pressão do ar.
Sabemos que depois de um controlador, os atuadores estão lá para fornecer um sinal de controle para que a ação preferencial ocorra. Portanto, a pressão do ar será alterada com base no sinal de controle obtido e isso altera a posição da válvula de controle simultaneamente. Desta forma, este atuador funciona de acordo com o sinal de controle recebido e conduz o processo.
Tipos de Atuadores Pneumáticos
Existem diferentes tipos de atuadores pneumáticos, como pistões, palhetas e molas rotativas ou diafragmas.
Atuador Pneumático de Pistão
Este tipo de atuador pneumático usa um pistão dentro de um cilindro. O movimento do pistão pode ser causado simplesmente aplicando menos ou mais potência em uma face do pistão.
O atuador pneumático de pistão de ação simples usa uma mola em uma face e muda a força para a outra face, enquanto um atuador pneumático de pistão de ação dupla tem pressão de ar que é aplicada a ambas as faces do pistão. O movimento linear do pistão pode ser usado diretamente para a atuação do movimento linear, caso contrário, pode ser alterado para movimento rotativo com um pinhão e cremalheira ou arranjo mecânico relacionado. Esses atuadores são simplesmente reconhecidos com um diâmetro de cilindro e comprimento de curso. Um atuador pneumático com um cilindro grande é capaz de exercer mais força.
Atuador Pneumático de Palheta Rotativa
O atuador pneumático tipo palheta rotativa funciona simplesmente como um atuador pneumático de pistão com duas câmaras pressurizadas. A carcaça deste atuador tem a forma de uma fatia de torta em vez de uma forma cilíndrica. Uma pá incluindo um eixo de saída simplesmente divide as duas câmaras pressurizadas. Alterar o grau de diferença entre a pá move o eixo de saída de acordo com seus 90 graus de movimento.
Atuador Pneumático de Mola/Diafragma
Este tipo de atuador pneumático precisa de ar comprimido para empurrar um diafragma contra uma placa que é oposta por uma mola. Uma vez que a pressão é diminuída, a mola puxará o diafragma para trás. Assim, alterando a força, a posição pode ser alcançada. Este tipo de atuador pode abrir/fechar com falha uma vez que a força do ar é perdida pela mola que retorna o atuador para a posição de interrupção.
Vantagens e desvantagens
o vantagens do atuador pneumático s incluem o seguinte.
- Os atuadores pneumáticos fornecem alta força e velocidades de movimento rápidas uma vez utilizados em aplicações baseadas em controle de movimento linear.
- Esses atuadores têm alta durabilidade.
- Possuem alta confiabilidade.
- Estes são os dispositivos preferidos onde a higiene é essencial nas aplicações.
- Custo-beneficio.
- Estes são muito fáceis de manter e instalar
- Estes são extremamente duráveis e podem diminuir os custos necessários para manter seu desempenho.
- Esses atuadores têm uma ampla faixa de temperatura que varia de 0 a 200 °C.
- Estes são à prova de explosão e à prova de fogo.
- Os atuadores pneumáticos têm menos peso.
o Desvantagens dos atuadores pneumáticos inclui o seguinte.
- A potência o/p deste atuador é menor que a do atuador hidráulico.
- As peças internas da máquina não são lubrificadas devido à utilização de ar como o fluido.
- A precisão de saída é bastante menor em operações baseadas em baixa velocidade.
- Esses atuadores funcionam de forma muito eficiente quando são usados para aplicações específicas.
- Estes não são bem executados em menos velocidade.
- O ar comprimido precisa de uma boa preparação
- O ar pode ser poluído por lubrificação ou óleo, o que reduz sua manutenção.
Formulários
o aplicações de atuadores pneumáticos inclui o seguinte.
- Atuadores pneumáticos são aplicáveis em uma ampla gama de aplicações como diferentes áreas industriais e algumas das áreas de aplicação desses atuadores são;
- Compressores de ar.
- Aviação.
- Aplicação ferroviária.
- Máquinas de embalagem e produção.
- Motores de automóveis combustíveis.
- Esses atuadores são comumente usados em pistões e câmaras de ignição de veículos movidos a gasolina. Então, eles utilizam a ignição a ar e a gasolina para gerar a energia pressurizada que move o pistão eventualmente e transforma a energia no virabrequim do carro. Mas, esses atuadores dependem principalmente de gás pressurizado sem ignição para gerar a força mecânica preferida.
- Esses tipos de atuadores são necessários para máquinas de embalagem e produção, compressores de ar, tubos de correio e também dispositivos de transporte, como aplicações de aeronaves e ferrovias.
Como a pneumática é usada na robótica?
Geralmente, a Pneumática usa gás pressurizado para controlar sistemas físicos. Estes são amplamente utilizados em robôs com ar comprimido para produzir movimento mecânico.
O que é um braço robótico pneumático?
O braço robótico pneumático funciona como uma mão humana e inclui dois braços, a saber; o braço e o antebraço. O braço superior é permanente com suporte articulado para a base rotativa e ativado com um cilindro pneumático, enquanto o antebraço é fixado ao braço superior por suporte articulado. Portanto, o braço robótico funciona como uma mão humana usando um cilindro pneumático.
Assim, isso é uma visão geral de um atuador pneumático – trabalhar com aplicativos. Esses atuadores são fontes de controle de movimento eficientes, altamente confiáveis e seguras que utilizam gás ou ar pressurizado para converter energia em movimento linear ou rotativo. Estes são particularmente adequados para abertura e fechamento frequente de válvulas e também são usados em outras aplicações industriais onde a utilização de eletricidade pode causar ignição ou risco de incêndio. Aqui está uma pergunta para você, quais são os exemplos de atuadores?
