PNÖMATİK PİSTON
Silindirler pnömatik sistemlerdeki en önemli ve en çok kullanılan ürünlerdir. Tekstil, sanayi, sağlık, otomotiv gibi birçok sektörde karşımıza çıkarlar. Kullanım alanlarına bir örnek vermek gerekirse, tekstilde sıkça kullanılan ütülerin açılıp kapanması bu silindirler ile sağlanmaktadır. Ya da herhangi bir otomasyon sistem içerisinde bir kapağın açılıp kapanması sağlayabilirler. Verilebilecek örneklerin sınırı yoktur. Çünkü pnömatik silindirlerin kullanım alanı tamamen hayal gücüne bağlıdır.
PNÖMATİK PİSTON
Pnömatik silindirlerin genel yapıları alüminyumdur. Çoğunlukla maksimum 10 bar basınca dayanabilecek şekilde imal edilmektedir. Farklı basınç miktarları üretici firmaya göre değişir. Özel imalat olarak da yaptırılabilirler.
Çalışma Prensibi
Pnömatik silindirler aslında basit bir çalışma mekanizmasına sahiptirler. Silindirin iç kısmındaki hareketli mil, silindir çapına uygun olarak yerleştirilmiş pistona bağlıdır. Piston ile silindirin iç yüzeyi arasında sızdırmazlık vardır. Piston hareketi basınçlı hava ile sağlanmaktadır. Fizik kurallarına göre piston çapı büyüdükçe ve/veya uygulanan basınç miktarı arttıkça milin itme kuvvetide doğru oranda artmaktadır. Pnömatik silindirler, tek etkili, çift etkili veya teleskobik, çift yönlü vb. silindirler olarak farklı şekillerde imal edilmektedirler.
Çift Etkili Pnömatik Silindir Kesiti
Resim-1 – Çift Etkili Pnömatik Silindir Kesiti
Çift Etkili Pnömatik Silindir Çalışma Prensibi
Silindirin 2 ucunda da birer tane hava girişi bulunmaktadır. Resim 1’de Pistonun ileri itilmesini sağlayan Hava Girişi (A)’dan uygulanan basınçlı hava piston ve mili iterek silindiri açar. Hava Girişi (B)’den uygulanan basınçlı hava ise aynı şekilde silindiri kapatır. Çift etkili pistonlar itme ve çekme amaçlı kullanılabilmektedirler. 5/2, 5/3 valfler ve bağlantı şekline göre diğer valfler ile de kullanılabilirler.
Basınç Farkı
PNÖMATİK PİSTON
İtme ve çekme hareketi yapılırken kuvvetler vektörel olarak hesaplanmaktadır. Yani, pistonun hareketlenebilmesi için, piston A girişinden uygulanan basınç miktarı ile B girişinden uygulanan basınç miktarı arasında basınç farkı olmalıdır. Piston herhangi bir basınç altında değilken hareketsizdir. Pistona A girişine uygulanan örneğin 8 barlık bir basınç, B girişi açık ve basınçsız haldeyken, piston 8 barlık bir kuvvet uygular. B girişinde 6 bar’lık hava dolu olduğunu varsayarsak pistonun kuvveti A girişi ile B girişi arasındaki basınç farkı kadar bir kuvvet ile itme yapıcaktır ve piston mili tam olarak açılamayacaktır. Bu sebepten, silindirler ile beraber kullanılan valfler egzoz özelliğine sahiptir. Egzozlar, itme ve çekme esnasında piston içerisindeki ters yönlü sıkışan basınçlı havayı valf içerisinden kontrollü şekilde tahliye ederler.
Tek Etkili Pnömatik Silindir
Tek Etkili Pnömatik Silindir
Tek Etkili Piston Çalışma Prensibi
PNÖMATİK PİSTON
Çalışma mantığı çift etkili pistolar ile aynıdır. Ancak tek etkili pistonlarda tek hava girişi bulunmaktadır. Yani pistonun sadece itme veya çekme etkisi vardır. Piston normal koşullarda yay iteklemesiyle kapalı ya da açık konumda bulunmaktadır. Giriştem gelen havanın gücü, yayın tansiyonunu yenerek pistonu hareketlendirir. Hava etkisi kesildiğinde piston yay ile geri itilir ve normal konuma çekilir. Kimi pistonlarda yay etkisi yerine yük ağırlığı kullanılarak çekme sağlanır. Tek etkili silindirler 3/2 valfler ile birlikte kullanılırlar. Farklı bağlantı şekilleri ile değişik valflerle de kullanılabilirler.
PNÖMATİK PİSTON
Tek etkili pistonların üzerlerinde egzoz bulunmaktadır. Egzozlar, piston hareketlendiğinde, silindir içerisinde oluşan ters basınçlı havayı tahliye etmek için kullanılır.
Kuvvet Hesabı
Pnömatik silindirler için kuvvet hesabı formül ile yapılmaktadır. İklim, rakım, nem oranı vs. gibi etkenler göz ardı edilirse, dairenin alanı ile basınç miktarının çarpımı uygulanan kuvveti vermektedir.
PNÖMATİK PİSTON
Dairenin Alanı (Piston Yüzeyi) : πr2
Örneğin, 32 x 100 ölçüsünde pnömatik silindirimiz olduğunu varsayalım. Verilen ölçüler milimetre cinsindendir ve 32 olan ilk değer pistonumuzun çapını belirtmektedir. 100 olan 2. değer ise strok ölçüsünü belirtir. Kuvvet hesabını yaparken bizi ilgilendiren değer piston çapıdır.
PNÖMATİK PİSTON
Formülde değerleri yerine koyduğumuzda;
π=3,14
P (Kompresörden Gelen Sistem Basıncı) = 8 bar = 8 kg/cm2.
R (Çap)=32mm
r=(Yarı Çap)=16mm
=3,14 X 162
=803,84 mm2 pistonumuzun yüzey alanı.
Kompresörden gelen basınçlı havamız 8 bar, yani 8 kg/cm2
Ölçü birimlerimiz birbirinden farklı olduğu için piston yüzey alanını cm cinsinden yazmamız gereklidir. Dairemizin alanı 8,0384 cm2.
= Yüzey Alanı X Basınç Miktarı
=8,0384 X 8
= 64,30 kg pistonumuzun kuvvetidir.
PNÖMATİK PİSTON