Uporaba hidravlike in pnevmatike v industriji
Že od nekdaj so ljudje poskušali uporabiti lastnosti tekočin in plinov za kopičenje, shranjevanje in prenos mehanske energije od njenega vira do nekega mehanizma, ki bi opravljal koristno delo.
Prvi takšni stroji so bili mlini. Mlini na vodo in veter so delovali na jezovih, ki so sposobni hraniti vodo, shranjevati njeno potencialno energijo, da bi potem človek to energijo uporabil za svoje potrebe. Spomnimo se lahko hidravličnih vinskih stiskalnic — strojev za proizvodnjo vinskega vhodnega materiala iz grozdov.
Prva industrijska revolucija je bila delovanje pod pritiskom. Hkrati je parni stroj zahteval prenos parne energije na različne mehanizme, kot so stroji za rezanje kovin, tkalski stroji itd. Prvi prenosi so bili mehanski: zobniki, ročice in dolgi jermeni so pokazali malo učinkovitosti, medtem ko jih je bilo težko nadzor.
Malo kasneje so obsežne konstrukcije začeli nadomeščati manj obsežni in varnejši v smislu poškodb, hidravlični in pnevmatski prenosi, s pomočjo katerih se lahko energija prenaša na izvršilne organe strojev z izpostavljenostjo stisljivi tekočini ali plinu pod ogromnimi pritisk.
Ta prehod označuje začetek učinkovitejšega in prožnejšega pristopa k nadzoru gibanja mehanizmov. Postalo je mogoče gladko spreminjati njihovo hitrost, natančneje pozicionirati orodja itd., ne da bi jih izvlekli za prilagajanje navorov in delovnih sil.
Najpomembnejša prednost hidravličnega pogona je zmožnost doseganja zelo visokih gostot moči. To se nanaša na moč na enoto teže stroja. Sodobnejše hidravlične naprave zdaj vključujejo elektronsko krmiljenje, ki omogoča razširitev funkcionalnosti in povečanje moči, tako da ojačevalni faktorji danes dosegajo že okoli 100.000.
Področje industrijske uporabe hidravlike in pnevmatike v sodobnem svetu je zelo široko in raznoliko. Tukaj lahko najdete metalurško proizvodnjo, gradbeništvo, medicinsko opremo in še veliko, veliko več. Poglejmo le nekaj primerov trenutne implementacije tehnologije, tako preproste, kot se zdi na prvi pogled.
Metalurška proizvodnja v celoti temelji na hidravliki. Povsod se tukaj uporabljajo hidravlična dvigala, rotacijske enote, žerjavi, manipulatorji, dvižne in gugalne mize, žlebovi, sistemi za krmiljenje valja valjčnikov, transportne in sortirne naprave.
Hidravlika je skupaj s pnevmatiko bistveni atribut stroji za rezanje kovin… Hidravlični pogon omogoča natančno delovanje stroja z visoko močjo. Zagotavlja visoko zmogljivost z majhnimi dimenzijami in optimalno težo.
Brez hidravličnega pogona v močnih mehanizmih za kovanje in stiskanje ne gre. Na primer, kovaška stiskalnica pri svojem delu uporablja stiskalno silo do 120.000 kgf, kar je preprosto nedosegljivo brez uporabe hidravlike.
Stare avtomobilske karoserije stisnejo v pakete in razrežejo s posebno hidravlično napravo. Tukaj se nakladanje, navpično in vodoravno stiskanje, potiskanje na tekoči trak in nakladanje končnih paketov izvaja samo zahvaljujoč hidravličnim napravam.
Plastične izdelke: steklenice, ohišja za mobilne pripomočke in gospodinjske aparate, različne predmete za notranjo opremo itd., Ustvarjajo na tisoče samo zahvaljujoč brizganju, kar je mogoče le s pomočjo hidravličnega pogona.
Nemogoče je ne omeniti sodobne gradbene opreme. Tukaj zahtevana visoka gostota moči je dosežena samo s hidravliko. Živahen primer takšne tehnike je hidravlični bager.
Žerjavi, ki se uporabljajo pri rokovanju na gradbiščih in zlasti v pristaniščih, morajo vse operacije opraviti zelo hitro in natančno. Ti žerjavi uporabljajo hidravliko, kar ima za posledico visoko mobilnost kraka in ustrezno hitrost vrtenja glavnega okvirja, ki omogoča hitro dviganje.
Industrijski roboti — posebno področje uporabe hidravličnega pogona. Ti roboti uspešno izvajajo barvanje in varjenje, na primer pri avtomatiziranem sestavljanju avtomobilov.V tovarnah takšni roboti služijo stiskalnicam, strojem za rezanje kovin, kovaškim kladivom itd.
Ločeno je treba izpostaviti pnevmatiko. Njegova industrijska uporabnost je izjemno raznolika, saj se energija stisnjenega zraka izkaže za nepogrešljivo v nekaterih primerih, ko je potrebno zelo hitro poganjati delovna telesa strojev in mehanizmov, predvsem v avtomatizirani proizvodnji.
Samo pnevmatski aktuator lahko izvaja nekatere udarne operacije. On dela v zavornih sistemih železnic in težkih vozil. Prednost pnevmatike v primerjavi s hidravliko je, da je zaloga delovne tekočine neomejena.
Poleg tega ni potreben izpust stisnjenega zraka. Poleg tega je plin enostaven za transport, pogosto ni nevarnosti požara. Prav pnevmatske naprave so pogosto edine sprejemljive v rudarski, plinski in lesnopredelovalni industriji.
Prednosti pnevmatskih enot se jasno kažejo v avtomatiziranih mehanskih sistemih, kjer je treba hitro izvesti tako ponavljajoče se operacije, kot so pritrjevanje in vpenjanje, označevanje in točkovno varjenje, pakiranje, transport in nadzor linearnih dimenzij delov. Prav tako so pnevmatski manipulatorji danes najbolj razširjeni kot del nakladalno-razkladalnih robotskih sistemov.
Po nemški statistiki je pnevmatika v številnih napravah za avtomatizacijo v zadnjem času pritegnila vse več kapitalskih naložb.Strokovnjaki se strinjajo, da je pnevmatski pogon v avtomatizaciji proizvodnje tisti, ki zagotavlja optimalno kombinacijo nizkih obratovalnih stroškov z inteligentno krmilno elektroniko – temeljem mehatronski sistemi prihodnosti… Čeprav je bilo veliko nalog že rešenih s pomočjo pnevmatike in hidravlike, je pred inženirji in razvijalci še veliko tehnoloških izzivov.
Poglej tudi: Pnevmatske naprave mehatronskih sistemov