جک پنوماتیک

جک پنوماتیک چیست؟

جک پنوماتیک یا سیلندر پنوماتیک (Pneumatic Cylinder)، یکی از پرکاربردترین تجهیزات مکانیکی در سیستم های پنوماتیک است که هوای فشرده را به حرکت خطی (Linear) یا چرخشی (Rotary) تبدیل می‌کند. این تجهیزات به عنوان سیلندرهای هوای فشرده (Compressed air cylinder) نیز شناخته می شوند.

جک های پنوماتیک یک راه‌حل مقرون به صرفه برای طیف وسیعی از کاربردها حتی در سخت‌ترین شرایط محیطی هستند و به راحتی راه‌اندازی می‌ شوند. همچنین سیلندرهای پنوماتیک به دلیل خاصیت تراکم‌پذیری هوا، محکم و انعطاف‌پذیر هستند و این ویژگی باعث می‌شود که در برابر تأثیرات نیروهای خارجی زیاد مقاوم باشند.

سیلندرهای پنوماتیک نقش حیاتی در اتوماسیون ماشین‌آلات و فرآیندهای صنعتی ایفا می‌کنند. این سیلندرها نیرو و حرکت را برای انجام وظایف مختلفی مانند کشش، بلند کردن، فروکش کردن، فشار دادن، کشیدن، چرخاندن،  بستن و نگه داشتن، اتصال، توقف و غیره فراهم می‌آورند. همچنین، سیلندرهای پنوماتیک در سیستم‌های پایپینگ به عنوان عملگر یا اکچویتور برای کنترل عملکرد شیرها نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند.

این مقاله به بررسی نحوه عملکرد سیلندرهای پنوماتیک، انواع مختلف آنها، ویژگی‌های مهم و همچنین چگونگی انتخاب مناسب‌ترین سیلندر برای یک کاربردهای مختلف می‌پردازد.

اجزای تشکیل دهنده جک پنوماتیک

جک های پنوماتیک از سیلندر، پیستون و فنر تشکیل می شوند و هنگامی که هوای فشرده وارد سیلندر می شود، پیستون را فشار می دهد که به نوبه خود میله متصل را به حرکت در می آورد. در ادامه مهمترین اجزای سازنده آنها معرفی می شوند:

• بدنه (Barrel): بدنه اصلی سیلندر، پیستون را در خود جای داده و پشتیبانی مکانیکی برای سیلندر فراهم می کند. معمولاً استوانه ای است و می تواند از متریال آلومینیوم، فولاد ضد زنگ یا پلاستیک تولید شود.
• درگاه ابتدا و انتهای میله (Cap-end port): درپوش انتهای میله سیلندر پنوماتیکی که هوای فشرده می تواند وارد یا خارج شود.
• آب بندی (Static seal): آب بندی استاتیک پیستون، یک آب بندی محکم بین میله و پیستون را تضمین می کند و از خروج هوا به طرف دیگر محفظه جلوگیری می کند.
• پیستون (Piston): قسمتی دیسکی شکل است که در داخل سیلندر حرکت می کند. در پاسخ به تغییرات فشار هوا حرکت می کند و به میله پیستون متصل می شود.
• میله پیستون (Piston rod): این میله به پیستون متصل می شود و توسط آن به حرکت در می آید. همچنین به تجهیزی که قرار است کشیده یا هل داده شود متصل می شود. مسافتی که پیستون و میله طی می کنند به عنوان طول کورس شناخته می شود.

• میله (Tie rod): میله‌های اتصال درپوش های انتهایی را در جای خود محکم نگه می‌دارند. این میله‌ها از تمام طول سیلندر عبور می‌کنند. سیلندرهای پنوماتیک معمولاً بسته به سایز و نیروی تولیدی، بین چهار تا بیست میله اتصال دارند. این میله‌های اتصال به عنوان محافظی برای سیلندر پنوماتیک عمل کرده و از آن در برابر ضربه‌ها و فشارهای احتمالی محافظت می‌کنند.

جک پنوماتیک چگونه کار می کند؟

در یک سیلندر پنوماتیک، از هوای فشرده برای اعمال نیرو بر روی پیستون استفاده می‌شود که منجر به حرکت آن در یک جهت خاصی می‌گردد. این حرکت پیستون از طریق میله پیستون یا با استفاده از بسته شدن اصطکاک مغناطیسی به قطعاتی که باید جابجا شوند منتقل می‌شود.

سیلندر پنوماتیک به عنوان یک محرک یا اکچویتور عمل می‌ کند و معمولاً با فشار حداکثر 12 بار کار می‌کند تا حرکت خطی یا چرخشی ایجاد کند. باید تفاوت بین سیلندرهای تک‌اثر و دو اثر را در نظر گرفت؛ سیلندرهای تک‌اثر تنها در یک جهت کار می‌کنند، در حالی که سیلندرهای دو اثر قادر به کار در هر دو جهت هستند.

جک پنوماتیک سینگل اکت (Single-acting)

جک پنوماتیک دابل اکت (Double-acting)

سیلندر پنوماتیک دو اثره برای هر جهت حرکت به هوای فشرده نیاز دارد. در این نوع سیلندر، نیرو هم در جهت پیشروی و هم در جهت عقب‌نشینی با استفاده از هوای فشرده تولید می‌شود. ساده‌ترین روش برای استفاده از جک های پنوماتیکی دابل اکت استفاده از شیرهای برقی 5/2 طرفه است.

جک‌های پنوماتیک دابل اکت (دو اثره) امکان کنترل کامل، طول کورس پیستون طولانی و نیروی خروجی ثابت را در طول کل حرکت فراهم می‌کنند. از آنجا که این سیلندرها از هوای فشرده در هر دو جهت استفاده می‌کنند، مصرف انرژی بیشتری دارند.

با این حال، سیلندرهای پنوماتیک دو اثره برای سیستم‌هایی که نیاز دارند سیلندر در یک موقعیت مشخص در زمان خرابی یا از دست دادن هوای فشرده باقی بماند، مناسب نیستند. در این شرایط، انتخاب نوع دیگری از سیلندر ممکن است ضروری باشد.

مزایای جک پنوماتیک دابل اکت

• نیرو در هر دو جهت حرکت ایجاد می شود.
• نیروی ثابت (وابسته به بازه حرکتی stroke)
• دارای بازه حرکتی تا چندمتر

هنگام انتخاب نوع سیلندر، میزان کنترلی که نیاز دارید باید با آنچه که می‌توانید داشته باشید مقایسه شود. اگر نیاز به بلند کردن اجسام سنگین تنها در یک جهت باشد، یک سیلندر هیدرولیک یا پنوماتیک تک عمل یا سینگل اکت ممکن است بهترین گزینه باشد. اما اگر قطعه‌ای را در دو جهت حرکت می‌دهید و به کنترل کامل نیاز دارید، استفاده از یک سیلندر هیدرولیک یا پنوماتیک دو اثره مناسب‌تر خواهد بود.

انواع جک های پنوماتیک

طراحی سیلندرهای پنوماتیک معمولاً بر اساس استانداردهای ISO انجام می‌شود. بنابراین ابعاد نصب، سوراخ‌های سیلندر، طول کورس، مشخصات میله پیستون و درگاه‌های هوا به نوع یا استاندارد و همچنین کاربرد مورد نظر بستگی دارد. انواع رایج جک پنوماتیکی عبارتنداز:

• جک پنوماتیک 4 میل (Piston rod cylinder) پرکاربردترین نوع جک است که از 4 میله تشکیل می شود و قیمت آن بر اساس قطر داخلی سیلندر (بزرگتر متریال بیشتر) و طول کورس است.
• جک پنوماتیک قلمی (Round cylinder) مطابق ISO 6432 آلومینیومی مشابه یک جک چهارمیل است، اما با قطر کمتری طراحی می شود و می‌تواند گزینه‌ای بسیار مناسب برای جابجایی‌های سبک و ظریف باشد.
• جک پنوماتیک پروفیلی (Profile cylinder) بر اساس ISO 15552  شکل ظاهری مشابه 4 میل ولی میله ها درون بدنه است.
• جک پنوماتیک کامپکت (Compact cylinder) بر اساس ISO 21287 فشرده و سبک و مناسب برای کاربردهایی با محدودیت فضا مطلوب است.

سیلندر پنوماتیکی بدون میله (Rodless Cylinder)

سیلندر بدون میله یک جزء پنوماتیکی است که می‌تواند بار را در یک مسیر خطی با استفاده از هوای فشرده جابجا کند. در حالی که یک سیلندر پنوماتیک سنتی از میله‌ای برای فشار دادن یا کشیدن بار از پیستون استفاده می‌کند، سیلندر بدون میله بار را در کنار پیستون حرکت می‌دهد.

مزیت اصلی این طراحی این است که می‌توان طول حرکت یکسانی را در فضای کمتری به دست آورد، بدون نگرانی از کمانش میله در بارهای سنگین یا حرکات طولانی. همچنین، این سیلندر نیروی یکسانی را در هر دو جهت تولید می‌کند. سیلندرهای بدون میله بیشتر در کاربردهایی مانند جابجایی مواد، بارگیری، بلند کردن، برش وب و موارد مشابه استفاده می‌شوند.

مزیت اصلی سیلندرهای بدون میله، حرکت طولانی‌تر و طراحی مناسب آن‌ها است که این ویژگی باعث می‌شود تا بتوان از آن‌ها به شکلی انعطاف‌پذیر استفاده کرد. در فضاهای محدود سیلندرهای بدون میله بهترین گزینه هستند.

با توجه به شیارهای نصب موجود در طرفین سیلندرهای بدون میله، می‌توان اجزای مدولار مانند ترمزها یا سنسورها را به‌طور مستقیم روی خود سیلندر نصب کرد. علاوه بر این، وجود نوار آب‌بندی داخلی و خارجی، خواص آب‌بندی مناسبی را تضمین می‌کند. این ویژگی‌ها امکان حرکت طولانی بدون محدودیت را فراهم می‌آورد.

پارامترهای مهم خرید جک پنوماتیک

هنگام انتخاب یک سیلندر پنوماتیک برای یک کاربرد خاص، چندین پارامتر مانند نوع عملکرد (سینگل یا دابل اکت)، نوع اتصال، استانداردها، برند، قیمت و … باید برای اطمینان از عملکرد و سازگاری بهینه در نظر گرفته شود. برخی از مهمترین پارامترهای خرید جک پنوماتیک عبارتنداز:

نیرو و اندازه سوراخ

یک سیلندر پنوماتیکی باید نیروی کافی برای جابجایی بار را تولید کند. برای محاسبه نیروی مورد نیاز جهت حرکت یک جسم با جرم m و شتاب a، می‌توان از فرمول F=m×a استفاده کرد. بسیار مهم است که این محاسبه را برای هر دو حالت حرکت به داخل و خارج انجام دهید و سیلندری را انتخاب کنید که نیروی آن کمی بیشتر از نیروی محاسبه شده باشد.

انتخاب اندازه سوراخ مناسب نیز از اهمیت بالایی برخوردار است تا اطمینان حاصل شود که سیلندر قادر به تولید نیروی کافی برای کاربرد مورد نظر است. انتخاب سیلندر با اندازه بزرگ‌تر ممکن است به دلیل هزینه‌های بالاتر ناشی از ابعاد بزرگ‌تر، به صرفه نباشد.

از سوی دیگر، یک سیلندر کوچک ممکن است نتواند بار مورد نظر را جابجا کند. به‌طور کلی، یک قاعده خوب این است که اندازه سوراخ را 1.5 تا 2 برابر قطر بار در حال جابجایی انتخاب کنید. این کار کمک می‌کند تا نیروی لازم برای جابجایی بار تأمین شود و عملکرد بهینه سیلندر تضمین گردد.

طول کورس

طول کورس به مسافتی گفته می‌شود که پیستون در حین حرکت خود تحت تأثیر هوای فشرده به‌صورت خطی طی می‌کند. برای بلند کردن بار به ارتفاع 1 متر، طول کورس سیلندر باید حداقل 1 متر باشد تا بار بتواند از نقطه شروع به انتها منتقل شود. تخمین دقیق طول کورس بسیار حائز اهمیت است، زیرا افزایش طول کورس می‌تواند به افزایش هزینه‌های سیلندر منجر شود.

سیلندری با طول کورس بسیار کوتاه نمی‌تواند بار را به موقعیت مورد نظر منتقل کند. از سوی دیگر، طول کورس بیش از حد طولانی می‌تواند باعث شود که بار از موقعیت هدف فراتر رود و وزن سنگینی که در انتهای پیستون کاملاً کشیده قرار می‌گیرد، ممکن است منجر به تنش و خمش در پیستون شود. بنابراین، انتخاب طول کورس مناسب برای عملکرد بهینه و جلوگیری از آسیب‌های احتمالی ضروری است.

سرعت

سرعت یک سیلندر پنوماتیکی به نسبت طول حرکت آن به زمان لازم برای انتقال بار به موقعیت نهایی تعریف می‌شود. هنگام انتخاب سرعت، باید الزامات خاص کاربرد خود را مد نظر قرار دهید. به عنوان مثال، برای کارهای مونتاژ، معمولاً سرعت کمتری مورد نیاز است، در حالی که فرآیندهای بسته‌بندی نیازمند سرعت بالاتری هستند.

سرعت سیلندر پنوماتیکی می‌تواند با تنظیم فشار هوا، نصب شیر کنترل جریان و استفاده از کنترل‌های الکترونیکی یا تنظیم‌کننده فشار مدیریت شود. این روش‌ها به شما این امکان را می‌دهند که سرعت عمل سیلندر را به طور دقیق تنظیم کنید و عملکرد بهینه‌ای را در کاربردهای مختلف به دست آورید.

برندهای مطرح تولید کننده جک پنوماتیک

• جک پنوماتیک فستو (آلمان)
• جک پنوماتیک لگریس (فرانسه)
• جک پنوماتیک SMC (ژاپن)
• جک پنوماتیک سیماتیک (ایتالیا)
• جک پنوماتیک متال ورک (ایتالیا)
• جک پنوماتیک کاموزی (ایتالیا)
• جک پنوماتیک پارکر (ایتالیا)
• جک پنوماتیک اگنپ (ایتالیا)
• جک پنوماتیک CDC (کره جنوبی)
• جک پنوماتیک CPC (چین)
• جک پنوماتیک BIMBA (آمریکا)

فروش جک پنوماتیک

تجهیز صنعت به عنوان یکی از بزرگترین تأمین‌کنندگان تجهیزات صنعتی، مجموعه‌ای کامل از جک‌های پنوماتیکی را برای پاسخگویی به نیازهای متنوع صنایع مختلف ارائه می‌دهد. جک‌های پنوماتیکی به دلیل کارایی بالا و قابلیت اطمینان، در بسیاری از فرآیندهای صنعتی و اتوماسیون کاربرد دارند.

انواع جک پنوماتیکی 4 میل، پروفیلی، کامپکت و غیره با بهترین کیفیت و قیمت مناسب از برندهای مختلفی به فروش می رسد. جهت کسب اطلاعات بیشتر در زمینه خرید و فروش و استعلام قیمت جک پنوماتیک با کارشناسان فروش ما تماس بگیرید.

جک پنوماتیک شاکو