หลักการทํางานของระบบนิวเมติกส์

ระบบนิวแมติกส์เป็นระบบควบคุมอัตโนมัติประเภทหนึ่งที่ใช้ในงานอุตสาหกรรมและเชิงพาณิชย์ระบบนิวแมติกส์ขับเคลื่อนด้วยอากาศอัดหรือก๊าซและโดยทั่วไปประกอบด้วยส่วนประกอบหลายอย่าง รวมทั้งเครื่องอัดอากาศ วาล์วกระบอกสูบ ตัวกรอง ปั๊ม และส่วนประกอบอื่นๆระบบนิวแมติกส์มีการใช้งานมานานหลายศตวรรษ และสามารถพบได้ในอุตสาหกรรมต่างๆรวมถึงการผลิต ยานยนต์ การบินและอวกาศ การแพทย์ และการแปรรูปอาหาร

หลักการพื้นฐานของการทำงานของระบบนิวแมติกส์คือการแปลงความดันบรรยากาศเป็นพลังงานกลที่เป็นประโยชน์สิ่งนี้ทำได้โดยการใช้เครื่องอัดอากาศซึ่งใช้อากาศ (หรือก๊าซ)ในบรรยากาศที่ความดันหนึ่งและบีบอัดให้มีความดันสูงขึ้นจากนั้นอากาศอัดจะถูกเก็บไว้ในแอคคูมูเลเตอร์หรืออ่างเก็บน้ำจนกว่าจะจำเป็นเมื่อระบบต้องการอากาศอัดจะถูกปล่อยออกจากแอคคูมูเลเตอร์ผ่านวาล์วอย่างน้อยหนึ่งตัวเพื่อสั่งงานกระบอกสูบหรืออุปกรณ์อื่นๆ

ส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดในระบบนิวเมติกคือวาล์ววาล์วใช้เพื่อควบคุมการไหลของอากาศอัดเข้าและออกจากส่วนประกอบต่างๆ เช่นกระบอกสูบและแอคทูเอเตอร์ มีวาล์วหลายประเภทให้เลือกใช้ขึ้นอยู่กับการใช้งานแต่ทั้งหมดทำงานบนหลักการพื้นฐานเดียวนั่นคือการใช้ซีลภายในเพื่อหยุดหรือเริ่มการไหลของอากาศที่มีแรงดันเมื่อได้รับคำสั่งจากสัญญาณจากผู้ควบคุมหรือตัวควบคุมโดยปกติแล้วสัญญาณเหล่านี้จะมาจากโซลินอยด์วาล์วซึ่งใช้กระแสไฟฟ้าในการเปิดหรือปิดพอร์ตภายในตัววาล์วเพื่อให้อากาศที่มีแรงดันผ่านไปได้

ส่วนประกอบที่สำคัญอีกประการหนึ่งของระบบนิวเมติกส์ส่วนใหญ่คือกระบอกสูบหรือที่เรียกว่าแอคชูเอเตอร์กระบอกสูบเป็นอุปกรณ์ที่เปลี่ยนอากาศที่มีแรงดันเป็นการเคลื่อนที่เชิงเส้นและใช้ในการเคลื่อนย้ายวัตถุ เช่น ประตู ใบมีด แขน และกลไกอื่นๆกระบอกสูบใช้ลูกสูบที่อยู่ภายในเพื่อเคลื่อนที่ไปมาเมื่อมีการจ่ายอากาศที่มีแรงดันไปยังด้านใดด้านหนึ่งของลูกสูบกระบอกสูบสามารถสร้างการเคลื่อนที่เชิงเส้นหรือการเคลื่อนที่แบบหมุนเมื่อเปิดใช้งานโดยอากาศที่มีแรงดันทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการกำหนดค่า (แบบทำงานเดี่ยวหรือแบบสองครั้ง)

นอกจากส่วนประกอบหลักสองส่วนนี้ (วาล์วและกระบอกสูบ) ยังมีชิ้นส่วนอื่นๆอีกมากมายที่ประกอบกันเป็นระบบนิวแมติกส์ทั่วไป เช่น ตัวกรอง เรกูเลเตอร์วาล์วระบายนิรภัย ท่อ/สายยาง และสารหล่อลื่นตัวกรองทำหน้าที่กำจัดฝุ่นละอองออกจากอากาศอัดก่อนที่จะเข้าสู่ส่วนใดๆ ของระบบในขณะที่ตัวควบคุมช่วยรักษาระดับแรงดันให้สม่ำเสมอทั่วทั้งระบบโดยไม่คำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงของระดับแรงดันต้นน้ำวาล์วระบายนิรภัยป้องกันแรงดันเกินในขณะที่ท่อ/ท่อขนส่งอากาศที่มีแรงดันระหว่างส่วนประกอบต่างๆเช่น วาล์วและแอคทูเอเตอร์ ประการสุดท้ายสารหล่อลื่นทำหน้าที่หล่อลื่นชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวภายในระบบ เช่นลูกสูบภายในกระบอกสูบ

โดยรวมแล้ว ระบบนิวแมติกส์ยังคงได้รับความนิยมเนื่องจากความง่ายในการติดตั้งต้นทุนต่ำ และความน่าเชื่อถือสูงในการใช้งานจำนวนมากเมื่อเทียบกับระบบที่ใช้ไฟฟ้าเมื่อเข้าใจหลักการทำงานหลักตามที่ระบุไว้ข้างต้นนักออกแบบสามารถมั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้จากระบบนิวแมติกของตนโดยไม่ต้องกลัวการพังทลายหรือการซ่อมแซมที่มีค่าใช้จ่ายสูงซึ่งเกิดจากการออกแบบหรือแนวทางการบำรุงรักษาที่ไม่เหมาะสม