science >> Wetenschap >  >> Natuur

Principes van pneumatische systemen

Pneumatische systemen zijn mechanische systemen die gecomprimeerde gassen gebruiken. Ze lijken op hydraulische systemen, dat zijn mechanische systemen die vloeistoffen gebruiken bij het overbrengen van krachten. Pneumatische systemen zijn bijna overal in de moderne wereld. Tandartsen gebruiken pneumatiek om boren te bedienen, timmerlieden gebruiken pneumatiek om luchthamers te voeden, truckers gebruiken pneumatische remmen en NASA gebruikt pneumatiek om de werking van satellietlanceringsvoertuigen te regelen.

Basisprincipes

Pneumatiek is eigenlijk een methode om elektriciteit in mechanische beweging om te zetten met behulp van gecomprimeerde gassen in plaats van motoren of elektromagneten. Voor veel toepassingen is dit veel efficiënter en praktischer. Systemen bevatten meestal een luchtcompressor, die perslucht opslaat in een cilinder en deze onder elektrische controle vrijgeeft. Het gecomprimeerde gas is bijna altijd gewone lucht omdat het vrij en niet-toxisch is. Vaak wordt de lucht enigszins aangepast door een deel van de waterdamp te verwijderen en een kleine hoeveelheid verstoven olie toe te voegen om het gas machinevriendelijker te maken.

Toepassingen

Pneumatieksystemen worden veel gebruikt voor stroomvoorziening hulpmiddelen. Het gereedschap dat een automonteur gebruikt om de wielmoeren te nemen die een band op de naaf vasthouden, is daar een voorbeeld van. De monteur kan zelfs de moeilijkste moeren in enkele seconden gemakkelijk verwijderen. Er zijn tientallen andere pneumatische gereedschappen in tandheelkunde, timmerwerk, machinewerkplaatsen en laboratoria. Andere toepassingen zijn jackhammers, de cilinderafleversystemen die door sommige banken worden gebruikt en verschillende draagarmen en pistolen die zijn ontworpen om objecten voort te stuwen. Een interessante toepassing is een nieuwe Franse auto die op perslucht werkt. Elektriciteit wordt 's nachts gebruikt om lucht in een ingebouwde cilinder te persen en de auto rijdt de hele dag zonder brandstof en geen uitstoot van schadelijke stoffen.

Pneumatisch versus hydraulisch systeem

Hydraulische systemen gebruiken meestal olie als controle vloeistof. Hydraulische systemen hebben het voordeel dat ze grotere lasten aankunnen, en het nadeel is dat als er een lek is, dit een grote puinhoop veroorzaakt en dat het duur is om te repareren. Een lek in een pneumatisch systeem betekent dat u gewone lucht afvoert, die gratis kan worden vervangen als het lek is verholpen. Pneumatische systemen hebben de voorkeur wanneer er een bepaalde hoeveelheid "geven" of "spelen" in het systeem moet zitten (gassen zijn samendrukbaar). Hydraulische systemen hebben de voorkeur wanneer hoge drukken zonder fluctuaties moeten worden aangehouden.

Hightech-toepassingen

Pneumatiek is geen uitstervende technologie - verre van dat. Er zijn ten minste twee hightech toepassingen van pneumatiek die een plaats hebben in onze technologische toekomst: McKibbens en pneumatische logische systemen. McKibbins worden soms "kunstmatige spieren" genoemd. Het zijn opblaasbare rubberen buizen omgeven door een gaas. Wanneer opgeblazen trekken ze zich samen en worden dan langwerpig wanneer ze leeglopen. Ze worden momenteel gebruikt voor het aandrijven van robotarmen en -armen. Pneumatische logica is het gebruik van complexe kanalen voor vloeistoffen die werken als eenvoudige computercircuits. Pneumatische logische systemen hebben veel voordelen ten opzichte van elektronische systemen, zoals het feit dat straling ze niet verstoort. Deze systemen worden momenteel door de NASA gebruikt om de scheiding tussen raketten en trappen te regelen.