न्यूमेटिक एक्ट्यूएटर: निर्माण, कार्य और इसके अनुप्रयोग

आम तौर पर, एक वाल्व एक प्रक्रिया को स्वयं नियंत्रित नहीं कर सकता है, इसलिए उन्हें एक प्रक्रिया चर को नियंत्रित करने के लिए उन्हें रखने के लिए एक ऑपरेटर की आवश्यकता होती है। एक एक्चुएटर जैसे एक विशेष उपकरण की आवश्यकता होती है जो वाल्वों को दूर से संचालित करने और उन्हें स्थानांतरित करने के लिए स्वचालित रूप से संचालित करता है। एक्चुएटर एक प्रकार का उपकरण है जिसका उपयोग किसी चीज को संचालित या स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है। एक्चुएटर तीन प्रकारों में उपलब्ध हैं जो उनके ऊर्जा स्रोत द्वारा परिभाषित हैं और इलेक्ट्रिक, हाइड्रोलिक और न्यूमेटिक जैसे उद्योगों में उपयोग किए जाते हैं। तो यह लेख के एक सिंहावलोकन पर चर्चा करता है नयूमेटिक एक्चुएटर - कार्य और उनके अनुप्रयोग।

न्यूमेटिक एक्ट्यूएटर क्या है?

एक न्यूमेटिक एक्चुएटर परिभाषा है; एक प्रकार का एक्चुएटर जिसका उपयोग संपीड़ित हवा के रूप में ऊर्जा को गति में बदलने के लिए किया जाता है। ऐसे विभिन्न निर्माता हैं जो विभिन्न प्रकार के न्यूमेटिक एक्ट्यूएटर पेश करते हैं जहां कुछ एक्ट्यूएटर संपीड़ित हवा की ऊर्जा को रैखिक गति में परिवर्तित करते हैं और कुछ एक्ट्यूएटर रोटरी गति में बदलते हैं। इन एक्चुएटर्स के उद्योग में अलग-अलग नाम हैं जैसे एयर सिलेंडर, एयर एक्ट्यूएटर और न्यूमेटिक सिलेंडर।

न्यूमेटिक एक्ट्यूएटर कैसे काम करता है?

एक न्यूमेटिक एक्ट्यूएटर मुख्य रूप से संपीड़ित हवा जैसे दबाव वाली गैस के कुछ रूपों पर निर्भर करता है जो दबाव बनाने के लिए एक कक्ष में प्रवेश करती है। एक बार जब यह हवा बाहरी वायुमंडलीय दबाव की तुलना में पर्याप्त दबाव बना लेती है, तो इसके परिणामस्वरूप गियर या पिस्टन जैसे उपकरण की नियंत्रित गतिज गति होती है। तो यह परिणामी गति या तो एक वृत्ताकार गति में या एक सीधी रेखा में निर्देशित होती है। ये एक्चुएटर्स वर्तमान उद्योगों की एक विस्तृत श्रृंखला में सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले यांत्रिक उपकरणों में से एक हैं, जब संपीड़ित गैस को ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है, तो यह अत्यंत नियंत्रित और दोहराने योग्य और विश्वसनीय होता है।

वायवीय Actuator निर्माण और कार्य

न्यूमेटिक एक्ट्यूएटर का निर्माण विभिन्न घटकों जैसे वसंत, कंप्रेसर, जलाशय, डायाफ्राम और वाल्व का उपयोग करके किया जाता है। निम्नलिखित आरेख एक वायवीय एक्ट्यूएटर के निर्माण का प्रतिनिधित्व करता है। इस प्रणाली को चलाने के लिए, द्रव की ऊर्जा को यांत्रिक में बदल दिया जाता है। इस प्रणाली में, ताजी हवा को कंप्रेसर के माध्यम से संपीड़ित किया जाता है और यह हवा केवल भंडारण जलाशय के भीतर जमा हो जाती है।

यहां, हवा की दिशा और उसके प्रवाह की गति को नियंत्रित करने के लिए एक प्रवाह नियंत्रण वाल्व का उपयोग किया जाता है। इस एक्ट्यूएटर में स्प्रिंग यूनिट एक स्थान से दूसरे स्थान पर वायु प्रवाह को संभालती है और पिस्टन की ओर एक रिटर्न स्ट्रोक भी देती है।
सबसे पहले, नियंत्रण वाल्व खुला रहेगा और हवा की आपूर्ति की आवश्यकता में वसंत क्रिया के माध्यम से डायाफ्राम को ऊपर खींच लिया जाता है। फिर वायुमंडल से हवा खींची जाती है, इसे एक फिल्टर द्वारा फ़िल्टर किया जाता है और कंप्रेसर को दिया जाता है। अब, कंप्रेसर हवा को संपीड़ित करेगा और दबाव के स्तर को बढ़ा देगा।

यहां हमें ध्यान देना होगा कि जब वायुदाब का स्तर बढ़ जाता है तो वायु का तापमान भी बढ़ जाता है। इस प्रकार, तापमान को सामान्य श्रेणी में रखने के लिए एयर कूलर का उपयोग किया जाता है। उसके बाद, दबाव वाली हवा को केवल एक भंडारण जलाशय के भीतर संग्रहित किया जाता है ताकि दबाव के स्तर को बनाए रखा जा सके। इसके अलावा, सिस्टम के भीतर यह दबाव वाली हवा वायवीय एक्ट्यूएटर के डायाफ्राम पर ऊर्जा लागू करती है। एक बार जब बल दबाव वाली हवा के कारण वसंत के बल पर काबू पा लेता है तो यह डायाफ्राम को सबसे ऊपर रखता है जिससे डायफ्राम नियंत्रण वाल्व को बंद करने के लिए नीचे की ओर चला जाता है।

जब वायु आपूर्ति का दबाव बढ़ जाता है, तो डायाफ्राम नीचे की दिशा में लगातार चलता रहता है और यह एक विशेष बिंदु पर नियंत्रण वाल्व को पूरी तरह से बंद कर देता है। इसी तरह, एक बार जब वायु आपूर्ति दबाव कम हो जाता है, तो वसंत द्वारा डायाफ्राम पर लगाया गया बल आपूर्ति बल के कारण बल पर काबू पाता है। यह नियंत्रण वाल्व को खोलने के लिए डायाफ्राम की ऊपर की दिशा में गति पैदा कर सकता है।

यहाँ, यह भी ध्यान दिया जाता है कि नियंत्रण वाल्व की स्थिति मुख्य रूप से हवा के दबाव पर निर्भर करती है। नतीजतन, नियंत्रण वाल्व खोलना और बंद करना हवा के दबाव के साथ डायाफ्राम की गति से संबंधित है।

हम जानते हैं कि एक नियंत्रक के बाद, पसंदीदा कार्रवाई करने के लिए एक नियंत्रण संकेत प्रदान करने के लिए एक्चुएटर होते हैं। तो प्राप्त नियंत्रण संकेत के आधार पर वायु दाब बदल जाएगा और यह नियंत्रण वाल्व की स्थिति को एक साथ बदलता है। इस तरह यह एक्ट्यूएटर प्राप्त नियंत्रण सिग्नल के अनुसार काम करता है और प्रक्रिया को चलाता है।

वायवीय Actuators के प्रकार

पिस्टन, रोटरी वैन और स्प्रिंग्स, या डायाफ्राम जैसे विभिन्न प्रकार के वायवीय एक्ट्यूएटर हैं।

पिस्टन वायवीय Actuator

इस प्रकार का वायवीय एक्चुएटर एक सिलेंडर के भीतर एक पिस्टन का उपयोग करता है। पिस्टन की गति केवल पिस्टन के एक चेहरे पर कम या अधिक शक्ति लगाने के कारण हो सकती है।

सिंगल-एक्टिंग आधारित पिस्टन स्टाइल न्यूमेटिक एक्ट्यूएटर एक चेहरे पर स्प्रिंग का उपयोग करता है और दूसरे चेहरे पर बल बदलता है जबकि डबल-एक्टिंग आधारित पिस्टन स्टाइल न्यूमेटिक एक्ट्यूएटर में वायु दाब होता है जो पिस्टन के दोनों चेहरों पर लागू होता है। पिस्टन की रैखिक गति का उपयोग सीधे रैखिक गति के क्रियान्वयन के लिए किया जा सकता है अन्यथा इसे पिनियन और रैक या संबंधित यांत्रिक व्यवस्था के साथ रोटरी गति में बदला जा सकता है। इन एक्चुएटर्स को केवल सिलेंडर के व्यास और स्ट्रोक की लंबाई के साथ पहचाना जाता है। एक बड़े सिलेंडर के साथ एक न्यूमेटिक एक्ट्यूएटर अधिक बल लगाने में सक्षम है।

रोटरी फलक वायवीय Actuator

रोटरी वेन टाइप न्यूमेटिक एक्ट्यूएटर केवल दो दबाव वाले कक्षों के साथ पिस्टन न्यूमेटिक एक्ट्यूएटर की तरह काम करता है। इस एक्ट्यूएटर का आवास सिलेंडर के रूप में नहीं बल्कि पाई वेज के आकार का है। आउटपुट शाफ्ट सहित एक पैडल बस दो दबाव वाले कक्षों को विभाजित करता है। पैडल में अंतर की डिग्री बदलने से आउटपुट शाफ्ट अपने 90 डिग्री के आंदोलन के अनुसार तदनुसार चलता है।

स्प्रिंग/डायाफ्राम न्यूमेटिक एक्चुएटर

इस तरह के वायवीय एक्ट्यूएटर को एक प्लेट के खिलाफ एक डायाफ्राम को जोर देने के लिए संपीड़ित हवा की आवश्यकता होती है जो एक वसंत द्वारा विरोध किया जाता है। एक बार जब दबाव कम हो जाता है तो वसंत डायाफ्राम को वापस खींच लेगा। तो बल बदलकर पद प्राप्त किया जा सकता है। इस प्रकार का एक्चुएटर फेल-ओपन/फेल-क्लोज्ड हो सकता है, जब स्प्रिंग द्वारा एक्ट्यूएटर को ब्रेक की स्थिति में लौटाने से वायु सेना खो जाती है।

फायदे और नुकसान

वायवीय एक्चुएटर के लाभ एस में निम्नलिखित शामिल हैं।

• एक बार रैखिक गति नियंत्रण-आधारित अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने पर वायवीय एक्ट्यूएटर उच्च बल और तेज गति गति प्रदान करते हैं।
• इन एक्चुएटर्स में उच्च स्थायित्व होता है।
• उनकी उच्च विश्वसनीयता है।
• ये पसंदीदा उपकरण हैं जहां अनुप्रयोगों में स्वच्छता आवश्यक है।
• प्रभावी लागत।
• इन्हें बनाए रखना और स्थापित करना बहुत आसान है
• ये बेहद टिकाऊ होते हैं और अपने प्रदर्शन को बनाए रखने के लिए आवश्यक लागत को कम कर सकते हैं।
• इन एक्चुएटर्स में तापमान की एक विस्तृत श्रृंखला होती है जो 0 - 200 डिग्री सेल्सियस के बीच होती है।
• ये विस्फोट और अग्निरोधक हैं।
• वायवीय एक्चुएटर्स का वजन कम होता है।

वायवीय एक्चुएटर्स के नुकसान निम्नलिखित को शामिल कीजिए।

• इस एक्चुएटर की o/p शक्ति हाइड्रोलिक एक्चुएटर से छोटी होती है।
• द्रव की तरह हवा के उपयोग के कारण मशीन के अंदर के हिस्से चिकनाई नहीं करते हैं।
• कम-वेग-आधारित संचालन के भीतर आउटपुट सटीकता काफी कम है।
• जब ये विशेष अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किए जाते हैं तो ये एक्चुएटर बहुत कुशलता से काम करते हैं।
• ये कम गति पर अच्छा प्रदर्शन नहीं करते हैं।
• संपीड़ित हवा को अच्छी तैयारी की आवश्यकता होती है
• स्नेहन या तेल से वायु प्रदूषित हो सकती है जिससे उसका रख-रखाव कम हो जाता है।

अनुप्रयोग

वायवीय एक्चुएटर्स के अनुप्रयोग निम्नलिखित को शामिल कीजिए।

• वायवीय एक्ट्यूएटर विभिन्न औद्योगिक क्षेत्रों जैसे अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला में लागू होते हैं और इन एक्ट्यूएटर्स के कुछ अनुप्रयोग क्षेत्र हैं;
• वायु संपीड़क।
• विमानन।
• रेलवे आवेदन।
• पैकेजिंग और उत्पादन मशीनरी।
• दहनशील ऑटोमोबाइल इंजन।
• इन एक्चुएटर्स का उपयोग आमतौर पर गैसोलीन से चलने वाले वाहनों के पिस्टन और इग्निशन चेंबर में किया जाता है। इसलिए वे वायु प्रज्वलन और गैसोलीन का उपयोग दबाव वाली ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए करते हैं जो अंततः पिस्टन को स्थानांतरित करती है और ऊर्जा को कार के क्रैंकशाफ्ट में बदल देती है। लेकिन, ये एक्चुएटर पसंदीदा यांत्रिक बल उत्पन्न करने के लिए ज्यादातर बिना प्रज्वलन के दबाव वाली गैस पर निर्भर करते हैं।
• इस प्रकार के एक्चुएटर पैकेजिंग और उत्पादन मशीनरी, एयर कम्प्रेसर, मेल ट्यूब और परिवहन उपकरणों जैसे विमान और रेलवे अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक हैं।

रोबोटिक्स में न्यूमेटिक्स का उपयोग कैसे किया जाता है?

आमतौर पर, न्यूमेटिक्स भौतिक प्रणालियों को नियंत्रित करने के लिए दबावयुक्त गैस का उपयोग करता है। ये यांत्रिक गति उत्पन्न करने के लिए संपीड़ित हवा वाले रोबोटों पर व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।

न्यूमेटिक रोबोटिक आर्म क्या है?

वायवीय रोबोटिक भुजा मानव हाथ की तरह काम करती है और इसमें दो भुजाएँ शामिल होती हैं; ऊपरी बांह और प्रकोष्ठ। ऊपरी भुजा घूर्णन योग्य आधार पर टिका हुआ समर्थन के साथ स्थायी होती है और एक वायवीय सिलेंडर के साथ सक्रिय होती है, जबकि प्रकोष्ठ ऊपरी भुजा पर टिका हुआ समर्थन द्वारा तय किया जाता है। इसलिए रोबोटिक भुजा एक वायवीय सिलेंडर का उपयोग करके मानव हाथ की तरह काम करती है।

इस प्रकार, यह है एक वायवीय एक्चुएटर का अवलोकन - अनुप्रयोगों के साथ काम करना। ये एक्चुएटर कुशल, अत्यधिक विश्वसनीय और सुरक्षित गति नियंत्रण स्रोत हैं जो ऊर्जा को रैखिक या रोटरी गति में परिवर्तित करने के लिए गैस या दबाव वाली हवा का उपयोग करते हैं। ये विशेष रूप से बार-बार वाल्व खोलने और बंद करने के लिए उपयुक्त हैं और अन्य औद्योगिक-आधारित अनुप्रयोगों में भी उपयोग किए जाते हैं जहां बिजली के उपयोग से प्रज्वलन या आग का खतरा हो सकता है। यहां आपके लिए एक प्रश्न है, एक्चुएटर्स के उदाहरण क्या हैं?