หลักการทำงานของกระบอกลมนิวเมติกส์

อุตสาหกรรมส่วนใหญ่จำเป็นต้องมีการสร้างการเคลื่อนที่เชิงเส้นเพื่อให้อุปกรณ์และเครื่องจักรสามารถดำเนินการได้ โดยกระบอกนิวเมติกส์เป็นอุปกรณ์ทางกลที่แปลงพลังงานจากอากาศอัดเป็นการเคลื่อนที่เชิงเส้น กระบอกนิวเมติกส์จึงเข้ามามีบทบาทสำคัญในการทำงานของวงการอุตสาหกรรม เนื่องจากกระบอกนิวเมติกส์ถือเป็นถังอากาศที่สามารถตอบโจทย์ในเรื่องค่าใช้จ่ายที่ไม่สูงมักนัก แต่มีประสิทธิภาพมากที่สุด ซึ่งในบทความนี้แอดมินจะมาไขข้อสงสัยเกี่ยวกับหลักการทำงานของกระบอกนิวเมติกส์ขั้นพื้นฐานกันค่ะ

สารบัญ

  • ดีไซน์ของกระบอกนิวเมติกส์
  • หลักการทำงานของกระบอกนิวเมติกส์
  • การตรวจจับตำแหน่งกระบอกนิวเมติกส์
  • การกันกระแทก
  • บทสรุป

ดีไซน์ของกระบอกลมนิวเมติกส์

ส่วนประกอบหลัก ๆ ของกระบอกนิวเมติกส์ คือ (A) พอร์ตปลายท่อ (B) แกนยึด (C) พอร์ตปลายก้าน (D) ลูกสูบ (E) กระบอกสูบ (F) และแกนลูกสูบ ตามรูปภาพข้างล่าง

หลักการทำงานของกระบอกลมนิวเมติกส์
ขอบคุณรูปภาพจาก Tameson

กระบอกลมทรงเหลี่ยมถูกปิดผนึกที่ปลายทั้งสองข้างด้วยที่ครอบหัวและฝาท้าย ภายในกระบอกนิวเมติกส์นี้ ลูกสูบจะขับเคลื่อนแกนในลักษณะเชิงเส้นตรง เมื่ออากาศอัดเข้ามาทางพอร์ตปลายท่อแล้ว (A) ลูกสูบจะเคลื่อนออกจากฝาปิดและดันก้านสูบออก การเคลื่อนไหวนี้เรียกว่าการเคลื่อนไหวบวก และห้องที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวนี้ เราจะเรียกว่าห้องบวก ส่วนห้องลบจะอยู่ฝั่งตรงข้ามเสมอ และเมื่ออากาศอัดเข้าสู่พอร์ตปลายก้านลูกสูบ (D) ก้านลูกสูบจะถูกดันกลับไปที่ตำแหน่งลบ ตามรูปภาพข้างล่าง

หลักการทำงานของกระบอกลมนิวเมติกส์
ขอบคุณรูปภาพจาก Tameson


หลักการทำงานของกระบอกนิวเมติกส์

กระบอกนิวเมติกส์สามารถแบ่งออกได้เป็น กระบอกลมแบบ Single Acting และ  Double Acting

  • กระบอกลมนิวเมติกส์แบบ Single Acting

ในกระบอกลมแบบ Single Acting อากาศจะถูกจ่ายไปยังด้านใดด้านหนึ่งของลูกสูบ และมีหน้าที่ในการเคลื่อนที่ลูกสูบไปในทิศทางเดียวเท่านั้น การเคลื่อนที่ของลูกสูบในทิศทางตรงกันข้ามนั้นจะถูกกระทำโดยสปริงเชิงกล กระบอกลมแบบ Single Acting สามารถออกแบบให้มีตำแหน่งฐานลบ (การคืนสปริง) หรือตำแหน่งฐานบวก (การยืดสปริง) ได้

หลักการทำงานของกระบอกลมนิวเมติกส์
ขอบคุณรูปภาพจาก Pneumax

แต่ข้อเสียของกระบอกลมแบบ Single Acting คือแรงส่งออกไม่สามารถส่งแรงได้เต็มที่ อันเนื่องมาจากแรงสปริงตรงข้าม นอกจากนี้ระยะชักของกระบอกลมแบบ Single Acting สามารถถูกจำกัดได้ เนื่องจากพื้นที่ที่สปริงอัดใช้ ความยาวของสปริงที่พร้อมใช้งาน และความยาวโครงสร้างของกระบอกลมที่ออกครั้งเดียวจะยาวกว่าระยะชักจริง

  • กระบอกลมนิวเมติกส์แบบ Double Acting

ในกระบอกนิวเมติกส์แบบ double-acting อากาศจะถูกส่งไปยังห้องทั้งสองด้านของลูกสูบ ความกดอากาศที่สูงขึ้นในด้านหนึ่งสามารถขับเคลื่อนลูกสูบไปอีกด้านหนึ่งได้ กระบอกสูบแบบ Double-acting เป็นประเภทที่นิยมใช้กันมากที่สุด เพราะผู้ใช้สามารถควบคุมกระบอกลมได้อย่างเต็มที่

ข้อดีของกระบอกลมแบบ double-acting คือระยะชักที่ยาวกว่า และแรงขับคงที่ตลอดระยะชักเต็ม กระบอกลมเหล่านี้ให้การควบคุมที่ดีขึ้นและทำงานด้วยอัตราการหมุนเวียนที่สูงขึ้น แต่ข้อเสียของกระบอกสูบแบบ double-acting คือความต้องการอากาศอัดที่มากกว่าสำหรับการเคลื่อนที่ทั้งสองทิศทาง

การตรวจจับตำแหน่งกระบอกนิวเมติกส์

ในการตรวจจับตำแหน่งของลูกสูบ ลูกสูบสามารถติดตั้งแม่เหล็กได้ เซ็นเซอร์ที่ติดตั้งบนตัว กระบอกลมสามารถรับข้อมูลจากสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นและรับรู้ตำแหน่งของลูกสูบในกระบอกลมได้ Reed สวิตช์และ hall effect เซ็นเซอร์เป็นประเภทเซ็นเซอร์ที่ใช้บ่อยที่สุด

การกันกระแทก (Cushioning)

เมื่อมีอากาศอัดเข้าสู่กระบอกลม การเคลื่อนที่ของลูกสูบในกระบอกนิวเมติกส์จะมีความเร็วมาก ซึ่งอาจทำให้เกิดการกระแทกอย่างรุนแรงได้เมื่อลูกสูบกระทบที่หัวหรือฝาท้ายกระบอก การกระแทกอย่างรุนแรงจะทำให้เกิดความเสียหายต่อส่วนประกอบต่าง ๆ ในกระบอกลม ทำให้เกิดเสียงดัง และเกิดการสั่นสะเทือนไปยังโครงสร้างของเครื่องจักรได้ เพื่อป้องกันไม่ให้สิ่งเหล่านี้เกิดขึ้น โรงงานผลิตกระบอกลมนิวเมติกส์สามารถชะลอความเร็วของลูกสูบที่บริเวณฝาครอบด้วยการกันกระแทก การกันกระแทกยังสามารถป้องกันไม่ให้ลูกสูบเด้งออกจากตำแหน่งสุดท้าย โรงงานผลิตกระบอกลมนิวเมติกส์ส่วนใหญ่จะติดตั้งระบบลดแรงกระแทกเมื่อสิ้นสุดระยะชักด้วยวิธีใดวิธีหนึ่ง เช่น ติดตั้งโช๊คอัพแบบยืดหยุ่น (Flexible shock absorbers) หรือเบาะลมแบบปรับได้ (Adjustable pneumatic cushioning)

บทสรุป

กระบอกลมนิวเมติกส์จะแปลงพลังงานกลให้กลายเป็นการเคลื่อนที่เชิงเส้น โดยกระบอกลมจะถูกปิดผนึกที่ปลายทั้งสองข้างด้วยที่ครอบหัวและฝาท้าย ภายในกระบอกลมนิวเมติกส์นี้ ลูกสูบจะขับเคลื่อนแกนในลักษณะเชิงเส้นตรง เมื่ออากาศอัดเข้ามาทางพอร์ตปลายท่อแล้ว ลูกสูบจะเคลื่อนออกจากฝาปิดและดันก้านสูบออก

บริษัท Thai-A เป็นทั้งผู้แทนจำหน่ายอุปกรณ์นิวเมติกส์ และผู้รับผลิตกระบอกลมนิวเมติกส์ สามารถสั่งทำกระบอกลมนิวเมติกส์ตามวัตถุประสงค์และตามความเหมาะสมกับงาน โดยผู้เชี่ยวชาญที่เชื่อถือได้

สำหรับใครที่กำลังมองหาสินค้าเกี่ยวกับระบบนิวเมติกส์ ไม่ว่าจะเป็น กระบอกลมนิวเมติกส์ วาล์วนิวเมติกส์ และปั๊มลมนิวเมติกส์ Thai-A เราเป็นโรงงานผลิตกระบอกลมนิวเมติกส์ และเป็นผู้เชี่ยวชาญเกี่ยวกับอุปกรณ์ระบบนิวเมติกส์มายาวนานกว่า 50 ปี เรายินดีรับผลิตกระบอกลมนิวเมติกส์ และรับผลิตกระบอกลมนิวเมติกส์ตามสั่ง สามารถสั่งทำกระบอกลมนิวเมติกส์ที่มีคุณภาพกับทางเราได้

บทความที่น่าสนใจ

สนใจสอบถามได้ที่

โทร : 02-026-3854

Email : webmaster@taecgroup.com

Facebook : thaiagency

Line ID : @thaiagency