خانه / مقالات آموزشی / پنوماتیک و هیدرولیک / ۵ تفاوت اصلی هیدرولیک با پنوماتیک

۵ تفاوت اصلی هیدرولیک با پنوماتیک

(+1 rating, 1 votes)
Loading...

هیدرولیک با پنوماتیک

 

در سال‌های ابتدایی ورود به دنیای شیرین صنعت، کمی با مفاهیم اولیه «هیدرولیک» و «پنوماتیک» آشنا شدم. دستگاه‌های مختلفی را دیدم که با این سیستم‌ها کار می‌کردند. اما همیشه سؤالی ذهنم را به‌خود مشغول می‌کرد:

«با وجود شباهت‌های زیادی که سیستم‌های هیدرولیک با سیستم‌های پنوماتیک دارند، چرا در بعضی دستگاه‌ها از هیدرولیک استفاده می‌شود و در بعضی‌ها پنوماتیک؟ تفاوت‌های این دو نوع سیستم در چیست؟»

با گذشت زمان و انجام مطالعات بیشتر و کسب تجربیات عملی به پاسخ این سؤال رسیدم. در ادامه قصد دارم پاسخ این سؤال را با شما، که بی‌تردید علاقه‌مند به مباحث «هیدرولیک» و «پنوماتیک» هستید، در میان بگذارم.

نمی‌دانم اطلاعات شما درمورد سیستم‌های هیدرولیک و پنوماتیک چقدر است؟ ولی شک ندارم که به‌عنوان یک مهندس مکانیک تا حدودی با این نوع سیستم‌ها آشنا هستید یا لااقل درمورد این سیستم‌ها چیزهایی شنیده‌اید. شاید این سؤال برای شما هم پیش آمده باشد که تفاوت سیستم‌های هیدرولیک و پنوماتیک چیست؟
این دو نوع سیستم، شباهت‌های زیادی با هم دارند و در اغلب موارد افراد کم‌اطلاع را به اشتباه می‌اندازند. در این مقاله ۵ تفاوت مهم این دو سیستم را برای شما به‌طور مختصر شرح خواهم داد.

۵ تفاوت اصلی سیستم‌های هیدرولیک با سیستم‌های پنوماتیک شامل موارد زیر هستند:

۱- عنصر عامل (ماده اصلی عمل‌کننده)
عنصر عامل در سیستم‌های هیدرولیک «روغن هیدرولیک» (Hydraulic oil) است. روغن هیدرولیک یک سیال تراکم‌ناپذیر است. سیال تراکم‌ناپذیر سیالی است که آن‌را نمی‌توان فشرده کرد. روغن هیدرولیک در انواع مختلفی وجود دارد که هریک برای کاربردهای خاصی مورداستفاده قرار می‌گیرد.
اما عنصر عامل در سیستم‌های پنوماتیک «هوای فشرده» (Compressed air) است. هوا هم یک سیال (البته از خانواده گازها) است؛ به همین دلیل هوا، برخلاف روغن هیدرولیک، یک سیال تراکم‌پذیر است؛ یعنی می‌توان آن‌را فشرده کرد. البته در موارد خاصی ممکن است به‌جای هوای فشرده از گازهای مخصوص دیگری در سیستم پنوماتیک استفاده شود.

۲- «مدارباز» یا «مداربسته»
سیستم‌های هیدرولیک به‌شکل یک سیکل بسته عمل می‌کنند. در سیستم‌های هیدرولیک یک تانک یا مخزن وجود دارد که روغن هیدرولیک در آن به‌مقدار معین نگهداری می‌شود. پمپ‌ هیدرولیک روغن را از مخزن مکش می‌کند و به داخل سیستم ارسال می‌کند. این روغن پس از گردش در سیستم و انجام کار در عملگرها (سیلندر‌های هیدرولیک یا هیدروموتورها یا …) از طریق مسیرهای برگشت، دوباره به مخزن بر می‌گردد و بنابراین به شکل یک سیکل بسته یا یک مدار بسته عمل می‌کند. به همین دلیل سیستم‌های هیدروولیک را سیستم‌های «مداربسته» می‌نامند.
اما در سیستم‌های پنوماتیک موضوع متفاوت است. در سیستم پنوماتیک کمپرسورهایی وجود دارند که هوای محیط را مکش می‌کنند، آن را متراکم (فشرده) می‌کنند و سپس به داخل سیستم هدایت می‌کنند. هوای فشرده پس از انجام کار در عملگرهای پنوماتیک (سیلندر‌ها یا موتورهای پنوماتیکی) از مجراهای خروجی که معمولاً در خود سیلندر یا در شیرهای کنترل‌کننده تعبیه شده است، به محیط تخلیه می‌شود و دوباره به سیستم بر نمی‌گردد! این یعنی سیستم پنوماتیک یک سیستم «مدارباز» یا «سیکل‌باز» است. روی همین اصل در سیستم‌های پنوماتیک، مخازنی که مقدار معینی از هوا را نگهداری کنند (مثل مخازن هیدرولیک در سیستم‌های هیدرولیک) وجود ندارد.

۳- محدوده فشار کاری

در هر دو سیستم هیدرولیک و پنوماتیک با یک سیال سرو کار داریم. بنابراین یکی از پارامترهای مهم در این سیستم‌ها پارامتر «فشار کاری» سیستم است. فشار کاری در این نوع سیستم‌ها معمولاً با واحد bar سنجیده می‌شود. سیستم‌های پنوماتیک معمولاً در رنج فشارهای کاری پایین‌تر مورداستفاده قرار می‌گیرند. به‌طور معمول سیستم‌های پنوماتیک برای فشارهای کاری تا حدود ۱۶bar مناسب‌ترند.

اما فشار کاری در سیستم‌های هیدرولیک معمولاً بسیار بالاتر از سیستم‌های پنوماتیک است. فشار در این سیستم ها از حدود ۵۰bar تا ۳۰۰bar را در بر می‌گیرد. همچنین در موارد خاصی از سیستم‌های هیدرولیک تا فشارهای کاری ۴۰۰bar ، ۷۰۰bar یا حتی بیشتر نیز می‌توان استفاده کرد.

۴- دستیابی به موقعیت دقیق برای عملگرها
عملگرهای نهایی در سیستم‌های هیدرولیک و پنوماتیک در اغلب موارد همان سیلندر‌ها و موتورهای هیدرولیکی یا پنوماتیکی هستند. این عملگرها به‌کمک توان هیدرولیکی و پنوماتیکی کاری را در سیستم انجام می‌دهند. به‌عنوان مثال در یک دستگاه بالابر هیدرولیک، عملگر سیستم، همان سیلندر (جک) هیدرولیک است که به کابین متصل می‌شود و آن‌را حرکت می‌دهد؛ یا در یک دستگاه پرس ظروف که با سیستم پنوماتیک عمل می‌کند، عملگر سیستم همان سیلندرها (جک)‌های پنوماتیکی هستند که قالب سنبه را بالا و پایین می‌برند تا عملیات پرس و شکل‌دهی ظروف انجام گردد.
در مثال بالابر، با توجه به اینکه سیستم محرک آن هیدرولیک است و روغن هیدرولیک تراکم‌ناپذیر است، حرکت سیلندر هیدرولیک را در موقعیت‌های مختلف کورس سیلندر (پوزیشن‌های مختلف) با دقت زیادی می‌توان تعیین کرد. به‌عنوان مثال، اگر فرض کنیم ارتفاع کورس بالابر هیدرولیک، ۴ متر باشد، در ارتفاع‌های ۱ متری و ۲ متری و ۳ متری نیز می‌توانیم یک نقطه توقف برای بالابر تعیین کنیم. در این صورت، کابین بالابر با رسیدن به این نقاط، دقیقاً در نقطه تعیین‌شده توقف خواهد کرد. اما درمورد سیلندر‌های پنوماتیک، نمی‌توان این کار را انجام داد. به‌دلیل تراکم‌پذیر بودن هوا، حرکت سیلندر پنوماتیک معمولاً همراه با نوسان و بریده‌بریده حرکت‌کردن است و توقف آن نیز با کمی تأخیر انجام خواهد شد. بر همین اساس اگر در مثال بالابر، به‌جای سیلندر هیدرولیک، از سیلندر پنوماتیک استفاده کنیم، موقعیت‌های ۱ متری و ۲ متری و ۳ متری را نمی‌توانیم دقیقاً تعیین کنیم؛ چون احتمالاً سیلندر پنوماتیک فرضی ما دقیقاً در نقاط تعیین‌شده توقف نخواهد کرد و چه بسا از نقطه تعیین‌شده عبور کند!
این تفاوت، به‌دلیل تفاوت در ماهیت روغن هیدرولیک و هوای فشرده است. به‌یاد داشته باشید که روغن هیدرولیک یک سیال «تراکم‌ناپذیر» و هوای فشرده یک سیال «تراکم‌پذیر» است.

۵- کاربرد در صنایع تمیز و عاری از آلودگی
در صنایع غذایی و صنایع بهداشتی و دارویی، که تمیزبودن محیط، رکن اساسی آن‌ها است، معمولاً از سیستم‌های پنوماتیک استفاده می‌شود؛ چون سیستم‌های پنوماتیک از هوای فشرده استفاده می‌کنند که به‌طور طبیعی در محیط موجود است و آلودگی خاصی را هم به‌همراه ندارد. اما در سیستم‌های هیدرولیک احتمال بروز آلودگی محیط به‌واسطه بروز احتمالی نشتی روغن از لوله‌ها و اتصالات و اجزای سیستم هیدرولیک به‌شدت وجود دارد؛ ازاین‌رو هیدرولیک گزینه مناسبی برای این‌گونه صنایع نیست.

منبع : آچارطلا

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *