Thiết bị khí nén của hệ thống cơ điện tử
Máy di động, rô-bốt và các hệ thống cơ điện tử khác nhau có khả năng di chuyển hoặc thay đổi vị trí của các bộ phận nhờ bộ truyền động. Hướng chuyển động của phần này hoặc phần kia của hệ thống được gọi là bậc tự do và bộ truyền động càng có nhiều bậc tự do thì khả năng di chuyển của máy, rô-bốt hoặc bộ truyền động càng lớn.
Tùy thuộc vào loại ổ đĩa, việc thực hiện ít nhiều chất lượng về sự tương tác của các bộ phận máy với nhau, cũng như hiệu quả và tính linh hoạt của hoạt động của nó, đạt được. Chọn loại bộ truyền động là một nhiệm vụ khó khăn được quyết định ở giai đoạn thiết kế hệ thống bởi các kỹ sư và nhà công nghệ robot.
Một trong những loại ổ đĩa phổ biến được sử dụng trong hệ thống cơ điện tử — thiết bị truyền động khí nén… Ở đây khí được sử dụng làm môi trường làm việc, thường là khí nén, có năng lượng điều khiển cơ chế. Đó là lý do tại sao thiết bị truyền động khí nén rẻ, đáng tin cậy, dễ cài đặt và vận hành và an toàn cháy nổ.Không có chi phí để mua và xử lý chất lỏng làm việc (không khí).
Tuy nhiên, có một số nhược điểm, ví dụ, có thể giảm áp suất làm việc do rò rỉ do độ kín của đường ống kém, dẫn đến tổn thất điện năng và tốc độ, cũng như sự phức tạp khi định vị. Tuy nhiên, động cơ khí nén, xi lanh khí nén và động cơ khí nén khí nén ngày nay được sử dụng rộng rãi trong robot và máy di động.
Hãy xem xét một thiết bị điển hình ổ đĩa khí nén… Truyền động khí nén như vậy nhất thiết phải bao gồm máy nén và động cơ không khí. Trong sự kết hợp này, hệ thống có thể chuyển đổi các đặc tính cơ học của ổ đĩa theo yêu cầu của tải.
Bộ truyền động khí nén của chuyển động tịnh tiến là hai vị trí, khi chuyển động của cơ thể làm việc được thực hiện giữa hai vị trí đầu cuối, cũng như nhiều vị trí, khi chuyển động được thực hiện ở các vị trí khác nhau.
Theo nguyên tắc hoạt động, bộ truyền động khí nén có thể là tác động đơn (khi lò xo cung cấp khả năng quay trở lại vị trí ban đầu) hoặc tác động kép (sự quay trở lại, giống như chuyển động làm việc, được tạo ra bởi khí nén). Thiết bị truyền động tuyến tính khí nén chủ yếu được chia thành hai loại: piston và màng ngăn.
Trong bộ truyền động pít-tông khí nén, pít-tông di chuyển trong xi-lanh dưới tác dụng của khí nén hoặc lò xo (hành trình quay trở lại của bộ truyền động tác động đơn được cung cấp bởi lò xo).Trong một thiết bị truyền động màng khí nén, một buồng được chia bởi màng ngăn thành hai khoang có một bên là khí nén ép màng ngăn, và ở phía bên kia, một thanh được gắn vào màng ngăn và nhận lực dọc từ màng ngăn. Do đó, bộ truyền động khí nén được sử dụng thành công trong các hệ thống điều khiển theo chu kỳ, ví dụ như trong các bộ điều khiển có chuyển động thân ngang.
Về mặt chức năng, bộ truyền động khí nén có thể được chia thành bốn bộ phận: bộ phận chuẩn bị không khí, bộ phận phân phối khí nén, động cơ bộ truyền động và hệ thống truyền khí nén đến bộ truyền động.
Trong bộ phận điều hòa không khí, không khí được làm khô và làm sạch bụi. Theo chương trình, khối phân phối mở hoặc đóng (với sự trợ giúp của các van) nguồn cung cấp khí nén đến khoang của các động cơ truyền động.
Các van thường được vận hành bằng nam châm điện hoặc cũng có thể bằng khí nén (nếu môi trường dễ cháy nổ). Khối động cơ điều hành thực sự là các xi-lanh có các pít-tông quay hoặc chuyển động theo đường thẳng—các xi-lanh khí nén khác nhau về chuyển vị, lực và tốc độ nhất định.
Mỗi động cơ có chu kỳ làm việc riêng và trình tự chu kỳ được xác định nghiêm ngặt bởi quy trình công nghệ và được điều khiển bởi chương trình tương ứng hệ thống điều khiển robot… Hệ thống truyền khí nén đến các thiết bị khác nhau sử dụng truyền động khí nén với các tiết diện khác nhau tùy theo nhiệm vụ đang làm.
Về nguyên tắc, việc truyền và chuyển đổi năng lượng trong truyền động khí nén trông như thế này.Động cơ chính dẫn động máy nén, nén không khí. Khí nén sau đó được đưa qua thiết bị điều khiển đến động cơ khí nén, tại đây năng lượng của nó được chuyển hóa thành năng lượng cơ học (chuyển động của pít-tông, thanh truyền). Sau đó, khí làm việc được thải ra môi trường, tức là không quay trở lại máy nén.
Những lợi thế của ổ đĩa khí nén khó có thể được phóng đại. So với chất lỏng, không khí dễ nén hơn, ít đậm đặc hơn và nhớt, lỏng hơn. Độ nhớt của không khí tăng theo áp suất và nhiệt độ.
Nhưng vì không khí luôn chứa một lượng nhỏ hơi nước và không có đặc tính bôi trơn, nên có nguy cơ gây ra tác hại của sự ngưng tụ trên bề mặt làm việc của các buồng. Do đó, các ổ đĩa khí nén cần được điều hòa, nghĩa là chúng được cung cấp các đặc tính như vậy trước để kéo dài tuổi thọ của ổ đĩa mà nó được sử dụng làm môi trường làm việc.