سیلندر یا جکهای پنوماتیک به عنوان قطعات کلیدی در صنعت و خطوط تولید مورد استفاده قرار می‌گیرند. این سیستم‌ها انرژی هوای فشرده را به انرژی مکانیکی تبدیل نموده و به عنوان نیروی کاری استفاده می‌کنند تا به وسیله فشار هوا حرکت را ایجاد کنند. وقتی که هوا به داخل سیلندر یا جک پمپ میشود، در اثر فشرده شدن هوا، فشار افزایش می‌یابد و سیستم آماده به کار میشود. با اعمال فشار هوا، پیستون درون سیلندر به طور خطی حرکت می‌کند و به وسیله این حرکت، کار را انجام می‌دهد.
برای انتخاب بهینه جکهای پنوماتیک، نیاز است که شرایط کاری مورد نظر را مشخص کنید که این عوامل شامل موارد زیر است:
سیلندر پنوماتیک
اجزا سیلندر پنوماتیک
در سیلندر یک کاره یا جک یکطرفه، هوای فشرده از یک سطح پیستون وارد می شود و از سوی دیگر هوای فشرده به اتمسفر تخلیه می گردد. سیلندر یک طرفه، فقط در یک جهت نیرو را منتقل می کند و در جهت دیگر که فنر قرار دارد، پیستون توسط نیروی فنر به جای اول خود برگشت داده می شود. بنابراین، هیچ یک از تجهیزات سنگین کنترلی را که لازم است در کورس برگشت پیستون حرکت داده شودند، نباید به آن وصل باشد (شکل 1).
سیلندرهای یکطرفه می توانند از آلیاژهای آلومینیم ریختگی ساخته شوند که در آنها درپوش با بدنه‌ی سیلندر یک پارچه می شود. فنر برگشت به گونه ای طراحی شده که پیستون را با نیروی کافی و سرعت مناسب به وضعیت بی بار برگرداند. معمولا نیروی فنر حدود 10 تا 19 درصد نیروی رانش قابل حصول پیستون در هنگامی است که فشار 6 بار پشت پیستون باشد. طول سیلندرهای یکطرفه به وسیله فنر برگردان محدود میشود و معمولا کورس آنها از 100 میلیمتر تجاوز نمی کند، اما جکهای یک طرفه در صورتی که در برگشت جک کاری صورت نمی گیرد، از لحاظ مصرف هوا بسیار مقرون به صرفه هستند.
شکل 1
شکل 2
سیلندرهای پنوماتیکی دو کاره همیشه از نوع پیستونی بوده و دارای دهانه های ورودی هوای فشرده در دو طرف پیستون می باشند. جکهای دو کاره می توانند در هر دو جهت کورس پیستون حرکت عملیاتی انجام دهند (شکل 2).
هرچند سازندگان سیلندرهای پنوماتیک استانداردهای مخصوص به خود دارند، ولی ابعاد جکهای استاندارد ساخت سازندگان مختلف، بسیار به هم نزدیک و یا کاملا مشابه هستند. اندازه یک سیلندر پنوماتیک در واقع قطر پیستون آن است. در نخستین ستون جدول زیر قطرهای استاندارد سیلندرهای پنوماتیک فهرست شده است. این محاسبه بر اساس فشار هوای 6 بار به انجام رسیده است، به ستون دوم همین جدول نگاه کنید.
| # | قطر پیستون (mm) | حداقل و حداکثر کورس (mm) | کورس استاندارد (mm) | نیرو در فشار 6 بار |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 6 | 80-10 | 80,40,25,10 | 1.2 |
| 2 | 12 | 200-10 | 200,140,80,40,25,10 | 6 |
| 3 | 16 | 400-10 | 300,200,140,80,40,25,10 | 12 |
| 4 | 25 | 500-10 | 300,200,140,70 | 24 |
| 5 | 35 | 2000-10 | 300,200,140,80,40 | 52 |
| 6 | 40 | 2000-10 | 300,200,140,70 | 72 |
| 7 | 50 | 200-10 | 300,200,140,70 | 106 |
| 8 | 70 | 200-10 | 300,200,140,70 | 208 |
| 9 | 100 | 2000-10 | 300,200,140,70 | 424 |
| 10 | 140 | 2000-10 | 300,200,140,70 | 832 |
| 11 | 200 | 1100-10 | 300,200,140,70 | 1700 |
| 12 | 250 | 1100-10 | 300,200,140,70 | 2600 |
کورس حرکت پیستون نیز در میان سازندگان مختلف به صورت استاندارد درآمده است، به ستون سوم جدول نگاه کنید. بنابراین میتوان جکهای با قطر مشابه و کورس متفاوت تهیه کرد. البته، سازندگان این تجهیزات می توانند سیلندر با هر کورس دلخواهی را در محدوده ی حداقل و حداکثر کورس، طبق سفارش مشتری تولید کنند، ستون چهارم جدول.
حداکثر کورس در یک سیلندر دو طرفه محدود است، زیرا افزایش بیش از حد کورس به مصرف غیر اقتصادی هوای فشرده در جکهای بزرگ منجر میشود. همچنین در سیلندرهای قطر کوچک با کورس بسیار دراز، ممکن است بار وارد بر میله‌ی پیستون باعث انحراف آن و آسیب رسیدن به بوش راهنمای میله‌ی پیستون گردد. در این مورد باید حداکثر مجاز طول میله‌ی پیستون را برای جلوگیری از کمانش، مورد نظر قرار داد.
ضربه‌گیری هنگامی لازم است که خود سیلندر باید حرکت جرم‌های سنگین را به تاخیر اندازد. این کار فقط در وضعیت‌های انتهای کورس پیستون انجام پذیر است. درتمام بخشهای بینابینی، باید از یک وسیله ی ضربه‌دشئشگیری جداگانه که در خارج سیلندر نصب شده، استفاده کرد (شکل 3).
با افزودن این خاصیت استهلاکی راه فرار هوا، پیش از تمام شدن کورس پیستون توسط ضربه گیر، بسته میشود و چون هوای حبس شده نمی‌تواند فرار کند، بر حسب میزان تنظیم شیر دریچه بند، به آرامی متراکم می‌گردد. در برگشت پیستون، هوا آزادانه وارد سیلندر میشود و کورس پیستون در جهت عکس با تمام نیرو و سرعت انجام می‌گردد.
شکل 3
منبع: اصول پنوماتیک و کاربرد آن آقایان حجتی و امینی
