عوامل موثر بر کیفیت اتصالات پنوماتیک
در مقاله قبلی با عنوان معرفی انواع اتصالات پنوماتیک؛ نکات فنی مهم و کلیدی با انواع اتصالات پنوماتیک آشنا شدیم.
در آن مقاله گفتیم که به دلایل متعددی از جمله سهولت استفاده، مقاومت و دوام بالا، آببندی مطلوب و قیمت مناسب، اتصالات پلاستیکی فشاری متداولترین و پرمصرفترین نوع اتصالات پنوماتیک هستند که بخش بزرگی از سبد محصولات الیت پنوماتیک را شامل میشوند.
از اینرو در این مقاله به صورت مفصلتر درباره این نوع اتصالات صحبت میکنیم و مشخصههای فنی، اجزای داخلی و مکانیزم عملکرد آنها را شرح میدهیم.
نکته: با توجه به گستردگی استفاده از اتصالات پلاستیکی فشاری (اتصال سریع) در صنعت پنوماتیک، این نوع از اتصالات عملاً با نام اتصالات پنوماتیک در بازار شناخته میشوند.
به همین دلیل و با توجه به آشنایی ذهنی خوانندگان محترم با این نام و برای سهولت استفاده از مقاله، در ادامه مطلب از عبارت اتصالات پنوماتیک به جای اتصالات پلاستیکی فشاری استفاده خواهیم کرد.
مقدمه
هر سیستم پنوماتیک شامل شبکهای از شیلنگها و اتصالات است که جریان هوای فشرده را بین اجزای سیستم برقرار میکنند.
اتصالات پنوماتیک نوعی از اتصالات سریع هستند که به دلیل سهولت استفاده و ایجاد اتصالی مطمئن روز به روز بر محبوبیت آنها افزوده میشود.
از مزیت های متعدد اتصالات پنوماتیک آن است که به راحتی نصب میشوند، اتصالي مطمئن و با ثبات ايجاد ميكنند، قابل استفاده در انواع سيستمهاي پنوماتيكي هستند، تطبيقپذيري بالايي دارند و با دوام و بهصرفه هستند.
با این حال تمام مزایایی که در مورد اتصالات پنوماتیک برشمردیم و در ادامه نیز بیشتر آنها را توضیح میدهیم، به شرطی محقق میشود که طراحی، کیفیت ساخت و مواد مورد استفاده در ساخت آنها از استانداردهای مشخصی پیروی کند.
در ساخت این اتصالات باید از انواع خاصی از پلیمرها و آلیاژها استفاده شود.
با این حال متاسفانه برخی تولیدکنندگان برای کاهش قیمت تمام شده محصول از پلیمرها و آلیاژهای نامناسب یا نامرغوب استفاده میکنند و یا با آبکاری و پوشش دهی، ظاهر قطعه را به پلیمر و یا آلیاژ مرغوب نزدیک میکنند.
از سوی دیگر تشخیص پلیمر و آلیاژ مورد نظر برای مصرفکننده بسیار دشوار است.
مصرفکننده نیز برای کاهش هزینه این قطعات را تهیه میکند اما در زمان کوتاهی قطعه به مشکل خورده و کارآیی خود را ازدست میدهد و زمان و هزینه بیشتری بر او تحمیل میشود.
با توجه به این نکته مهم برخی از مزایای اتصالات پنوماتیک و عوامل موثر بر کیفیت اتصالات پنوماتیک را در ادامه شرح میدهیم:
1- مزایای اتصالات پنوماتیک
1-1-سهولت استفاده
كار با اتصالات پنوماتیک بسيار آسان است و نياز به هيچگونه ابزاري ندارد.
كاربران براي استفاده از اين اتصالات احتياج به تخصص و آموزش خاصي ندارند.
علاوه بر اين ميتوان اين قطعات را از روي يك مدار پنوماتيكي كه ديگر استفاده نميشود برداشته و در مدار جديدي استفاده نمود.
در حقيقت اين قطعات به راحتي قابلیت استفاده مجدد و چندين باره دارند.
همين مزايا باعث صرفهجويي در زمان و هزينه براي مصرفكنندگان و صنعتگران ميشود.
1-2-اتصال مطمئن
در صورت استفاده از اتصالات پنوماتیک با کیفیت ميتوان از تثبیت قطعی و آببند بودن اتصال مطمئن بود.
مجموعه بوش راهنما و رینگ قفلی، وظيفه نگهداری و تثبیت شیلنگ و قطعه پکینگ لاستیکی، وظیفه آببندی شیلنگ را به خوبی ایفا نموده و اتصالي محكم و بدون نشتي ايجاد ميكنند.
همچنین قطعه رهاساز، امکان آزادسازی رینگ قفلی و جداسازی سریع شیلنگ را در هر زمان به سادگی فراهم میآورد.
1-3-تنوع كاربرد
اتصالات پنوماتيك در طيف وسيعي از صنايع قابل استفاده بوده و به خوبي با انواع شيلنگها مانند شیلنگهای پنوماتیک (پلییورتان)، شیلنگهای ناجین (نایلون) و شیلنگهای پلياتيلن سازگار هستند.
فیتینگ های پنوماتیک هم در فشارهاي بالا و هم در فشارهاي پايين عملكرد بسيار خوبي دارند.
اتصالات پنوماتیکی با ساير المانهاي سيستمهاي پنوماتيكي همچون شيرها، رگلاتورها و … تطابق بسیار خوبی دارند.
همين ویژگیها مزيت بزرگي براي صنايع مختلف محسوب ميشود، زيرا نياز به تهيه اتصالات گوناگون براي كاربردهاي مختلف را از بين ميبرد، پيچيدگيهاي كاري را كم ميكند و باعث صرفهجويي در زمان و هزينه ميگردد.
1-4-مقاومت و دوام
طراحی اتصالات پنوماتیک (درصورت رعایت استانداردهای ساخت و متریال مناسب) به گونه ای است که تحمل شرایط سخت محیطی را دارند.
این اتصالات در برابر خوردگی و سایش مقاوم هستند و همین ویژگی باعث کاهش هزینه تعمیر و نگهداری بر اثر خرابی قطعات میشود.
همچنین در برابر ضربه و لرزش مقاومت خوبی دارند و به سادگی شل یا جدا نمیشوند.
در ادامه نگاه دقیقتری به اجزای داخلی اتصالات پنوماتیک انداخته و جزییات آنها را مورد بررسی دقیقتر قرار میدهیم. همچنین درباره فرایند مقایسه و نکات مهم درباره کیفیت اتصالات پنوماتیک نکات کاربردی و مفیدی ارائه میکنیم.
2- اجزای اصلی یک اتصال پنوماتیک
2-1- رهاساز
اولین قطعه قابل رویت در یک اتصال پنوماتیک که دهانه ورودی شیلنگ به اتصال میباشد، قطعه “رهاساز” است.
این قطعه که اغلب رنگی متمایز از رنگ بنده اتصال پنوماتیک دارد، امکان جداسازی شیلنگ از اتصال را فراهم میکند.
همچنین اطلاعات مربوط به نام برند و سایز اتصال پنوماتیک را نیز نشان میدهد.
در واقع شماره حک شده روی قطعه رهاساز، نشان دهنده قطر خارجی یا همان سایز شیلنگ پنوماتیک مناسب برای اتصال است.
به یاد داشته باشید:
“اولین و مهمترین روش تشخیص اصالت اتصالات پنوماتیک، کنترل نام برند حک شده بر روی قطعه رهاساز است.“
همانطور که در تصویر زیر نشان داده شده است، برای جازدن شیلنگ پنوماتیک در اتصال پنوماتیک، شیلنگ با فشار جزیی به درون اتصال هدایت شده و به طور همزمان قفل و آببند میشود.
با فشردن قطعه رها ساز به سمت پایین، شیلنگ به راحتی آزاد میشود و همین خصوصیت یکی از دلایل محبوبیت اتصالات پنوماتیک فشاری است.
متریال به کار رفته در این قطعه از عوامل مهم در کیفیت اتصالات پنوماتیک محسوب میشود.
قطعه رهاساز از جنس POM ساخته میشود. POM یا پلی اکسی متیلن که در ایران با نام هوستافرم نیز شناخته میشود، یک ترموپلاستیک صنعتی بسیار مقاوم است.
POM در عین داشتن سختی بالا، انعطاف پذیری بالایی نیز دارد و از نظر ابعادی پایدار است. بدین معنی که با افزایش یا کاهش دما تغییر اندازه نمیدهد.
این ماده مقاومت شیمیایی بسیار خوبی دارد. همچنین مقاومت خمشی و کششی بالا در شرایط تنش داشته و مقاومت خستگی بالایی نیز دارد.
در حقیقت POM جای خالی بین پلیمرهای معمولی و فلزات را در صنعت پر کرده است و مزیت هایی از هر دو گروه مواد فوق را در خود دارد.
POM ها بسته به نیاز، در گریدهای مختلفی مانند گرید استاندارد یا پایه، گریدهای تقویت شده با الیاف، گرید مقاوم در برابر UV و … تولید میشوند.
در تولید اتصالات پنوماتیک به دلیل نیاز به مقاومت کششی بالاتر، از گرید تقویت شده با الیاف شیشه یا کربن استفاده میشود.
با توجه به اینکه قطعه”رها ساز” بخش متحرک اتصال پنوماتیک است و تحت فشار، تنش و اصطکاک قرار دارد، باید حتماً از POM با گرید تقویت شده تولید شود تا دوام و عملکرد مورد انتظار را داشته باشد.
نکته مهم دیگر در قطعه رهاساز، ساختار طراحی و کیفیت تولید قطعه است.
قطعه رهاساز، به رغم سادگی ظاهری، نقش بسیار مهمی در عملکرد صحیح اتصال پنوماتیک به ویژه در هنگام اتصال و جداسازی شیلنگ پنوماتیک دارد.
طراحی این قطعه باید به گونهای باشد که ضمن حفظ کارایی و انعطاف پذیری، بر اثر فشارهای متناوب، دچار دفرمگی و شکستگی نشود.
همچنین عدم رعایت دقت ابعادی در طراحی و تولید قطعه، منجر به بروز مشکلاتی نظیر سختی هنگام جازدن و یا عدم امکان جداسازی شیلنگ (قفل شدن شیلنگ در اتصال) و یا کنده شدن رهاساز از اتصال پنوماتیک میشود.
2-2- بوش فلزی
قطعه بوش فلزی، نگهدارنده قطعه رهاساز و نشیمنگاه رینگ قفلی (معرفی شده در ادامه مقاله) است.
این قطعه همانگونه که از نامش پیداست به دلیل نیاز به تحمل فشار بالا و مقاومت به سایش و اصطکاک، قطعه ای فلزی است که از جنس “زاماک” ساخته میشود.
زاماک آلیاژی برپایه عنصر “روی” است که به دلیل نقطه ذوب پایین برای تولید قطعات ریختهگری بسیار مناسب است.
از طرفی تا دمای 200 درجه در برابر خوردگی مقاوم بوده و خاصیت “چقرمگی” بسیار زیادی دارد. (چقرمگی مقدار مقاومت ماده در برابر شکست بر اثر اعمال فشار است).
برای بالا بردن مقاومت به خوردگی و حفظ کیفیت ظاهری اتصال پنوماتیک، بوش فلزی اغلب با پوشش آبکاری زرد یا نقرهای محافظت میشود.
به طور کلی، طراحی و تولید این قطعه بسیار حساس و دقیق است و میتوان گفت که کیفیت قطعه بوش بر عملکرد و دوام اتصال پنوماتیک تأثیر مستقیم دارد.
از این رو، یکی از فاکتورهای مهم در تشخیص کیفیت اتصالات پنوماتیک، کنترل جنس و کیفیت ظاهری قطعه بوش است.
متأسفانه در سالهای اخیر، انواع اتصالات پنوماتیک بیکیفیت و نامرغوب با بوشهای پلاستیکی در بازار عرضه شدهاند که اغلب با رنگ زرد و ظاهری شبیه به بوش فلزی هستند.
بنابراین در هنگام انتخاب و خرید اتصالات پنوماتیک لازم است به جنس و کیفیت بوش توجه ویژهای داشته باشیم.
نمونه اتصال مستقیم Elite (قطعه سمت راست) با بوش فلزی در کنار دو نمونه اتصال مستقیم نامرغوب با بوش پلاستیکی
2-3-رینگ قفلی
رینگ قفلی یا خار خورشیدی با داشتن زائده های قفلی شکل خود شیلنگ را درون اتصال درگیر کرده و ثابت میکند.
این قطعه باید در عین استحکام بالا، خاصیت فنری نیز داشته باشد.
از این رو، در اتصالات با کیفیت بالا، این قطعه از “فولاد فنری زنگ ضد زنگ” (استینلس استیل با خاصیت فنری) تولید میشود.
فولادهای فنری، فولادهای آلیاژی منگنزدار با استحکام تسلیم خیلی بالا هستند.
استحکام تسلیم بالا این ویژگی را در فولاد فنری ایجاد میکند که پس از تغییرشکل مداوم و متناوب دوباره به حالت اولیه خود بازگردد.
2-4-یقه
قطعه یقه، قطعه پلاستیکی حساس و دقیقی است که از یک طرف تثبیت کننده رینگ قفلی داخل بوش فلزی است و از طرف دیگر نگهدارنده پکینگ است.
این قطعه نیز اغلب از جنس POM ساخته میشود و همانگونه که گفته شد از نظر دقت طراحی و ساخت از حساسیت بالایی برخوردار است.
2-5- پکینگ
قطعه پکینگ، وظیفه آببند کردن اتصال پنوماتیک را بر عهده دارد.
عملکرد این قطعه بدین صورت است که در هنگام مونتاژ، شیلنگ از داخل پکینگ عبور کرده و پکینگ سطح بیرونی شیلنگ را در بر میگیرد.
هنگام اعمال فشار باد داخل مدار، پکینگ به دیواره شیلنگ فشرده شده و اجازه خروج و نشت هوا را نمیدهد.
جنس این قطعه در اتصالات پنوماتیک استاندارد و برندهای مرغوب از جنس لاستیک NBR است.
لاستیک NBR یک نوع لاستیک مصنوعی است که از مواد اولیه از جمله نیتریل بوتادین (Nitrile Butadiene Rubber) تولید میشود.
این نوع لاستیک به دلیل ویژگیهایی همچون مقاومت بالا در برابر روغن، حرارت و سایش، در بسیاری از صنایع از جمله صنعت پنوماتیک و هیدرولیک، صنعت خودروسازی، تجهیزات پزشکی و غیره به شکل گستردهای مورد استفاده قرار میگیرد.
به دلیل اهمیت آببندی کامل و دائمی اتصالات پنوماتیک، استفاده از مواد اولیه مرغوب، طراحی دقیق و کیفیت بالای تولید قطعه پکینگ در عملکرد مطلوب و دوام بالا و به طور کلی در کیفیت اتصالات پنوماتیک نقش تعیین کنندهای دارد.
2-6- بدنه
بدنه اتصالات پنوماتیک که اغلب به رنگ مشکی تولید میشود، در برگیرنده سایر قطعات اتصال بوده و طراحی، جنس، کیفیت تولید و ابعاد آن در کیفیت اتصالات پنوماتیک از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است.
جنس بدنه اتصالات پنوماتیک از انواع پلاستیک های مقاوم صنعتی و اغلب از پلیآمید ممزوج با الیاف شیشه (PA+GF) و یا پلیمر صنعتی PBT است.
بدنه اتصالات پنوماتیک باید ضمن دارا بودن خاصیت استحکام و ضربهپذیری، مقاومت بالایی نسبت به تغییرات فشار و دما داشته و در برابر شرایط محیطی نیز مقاوم باشد.
عدم وجود هر یک از ویژگیهای برشمرده، باعث کاهش عمر و کیفیت اتصالات پنوماتیک بر اثر شکستگی، دفرمگی و یا جدایش اجزای داخلی و خرابی کامل اتصال پنوماتیک خواهد شد.
در پایان این بخش لازم است یادآور شویم که در انواعی از اتصالات پنوماتیک که از طریق اتصال رزوهای به سایر قطعات مدار پنوماتیک متصل میشوند، یک قطعه فلزی رزوهدار به اجزای اتصال اضافه میشود.
معروفترین قطعه از این گروه اتصالات پنوماتیک، فیتینگ اتصال مستقیم است.
بخش فلزی اتصالات پنوماتیک باید از جنس آلیاژ برنج مرغوب و با طراحی و ابعاد استاندارد باشد.
عدم استفاده از آلیاژ برنج مرغوب و یا عدم رعایت الزامات فنی در قسمت رزوه دار اتصالات پنوماتیک، باعث ایجاد مشکلاتی نظیر سختی مونتاژ، هرز شدن یا شکستگی اتصال هنگام مونتاژ، اجبار به استفاده از مقادیر زیاد نوار تفلون برای آببندی اتصال و آسیب به شیرها و سایر قطعات گران قیمت خواهد شد.
در پایان این بخش لازم است یادآور شویم که در انواعی از اتصالات پنوماتیک که از طریق اتصال رزوهای به سایر قطعات مدار پنوماتیک متصل میشوند، یک قطعه فلزی رزوه دار به اجزای اتصال اضافه میشود.
معروفترین قطعه از این گروه اتصالات پنوماتیک، قطعه اتصال مستقیم است.
2-7- اورینگ
اورینگ همانگونه که از نامش پیداست قطعه لاستیکی دواری است که برای آببندی ناحیه اتصال پیچ برنجی به بدنه اتصال پنوماتیک از آن استفاده میشود.
با وجود سادگی ظاهری این قطعه، استفاده از متریال مناسب در کیفیت اتصالات پنوماتیک تاثیر به سزایی دارد.
جنس اورینگ ار لاستیک NBR بوده و قابلیت تحمل گرما تا 80 درجه سانتیگراد را دارد.
2-8- پیچ برنجی
اتصالات پنوماتیک از طریق یک قطعه برنجی و اغلب به صورت پیچی به شیرها، جکها، واحدهای مراقبت و سایر قطعات مدار پنوماتیک متصل میشوند.
اتصالات پیچی در سیستمهای پنوماتیک اغلب از نوع رزوه اینچی است و سطح رزوههای پیچ به موادی از جنس تفلون آغشته است که در صورت استاندارد بودن اتصال و قطعه مقابل، بدون نیاز به استفاده از نوار تفلون، اتصال همزمان با مونتاژ آببند میشود.
بخش فلزی اتصالات پنوماتیک باید از جنس آلیاژ برنج مرغوب و با طراحی و ابعاد استاندارد باشد.
عدم استفاده از آلیاژ برنج مرغوب و یا عدم رعایت الزامات فنی در قسمت رزوه دار اتصالات پنوماتیک، باعث ایجاد مشکلاتی نظیر سختی مونتاژ، هرز شدن یا شکستگی اتصال هنگام مونتاژ، اجبار به استفاده از مقادیر زیاد نوار تفلون برای آببندی اتصال و آسیب به شیرها و سایر قطعات گران قیمت مدار خواهد شد.
متأسفانه برخی از عرضهکنندگان اتصالات پنوماتیک نامرغوب، بدون در نظر گرفتن الزامات فنی و عملکردی، با استفاده از آلیاژهای متفرقه یا استفاده از برنج ناخالص و یا کوچک و سبک سازی قسمت برنجی اتصال پنوماتیک، ضمن تضییع حقوق مصرفکنندگان، لطمات زیادی به صنعتگران وارد میآورند.
3- مقایسه اتصالات پنوماتیک استاندارد با اتصالات غیر استاندارد
از آنجا که فاکتور قیمت یکی از فاکتورهای مهم در نزد برخی مشتریان میباشد گاهی در مقایسه با محصولات برندهای دیگر این سوال مطرح میشود که دلیل تفاوت قیمت محصولات Elite با سایر برندهای موجود که حتی گاهی ظاهر مشابهی دارند چیست؟
در ادامه سعی میکنیم کمی این مطلب را روشن سازیم.
3-1- ابعاد محصول
همانطور که قبلا اشاره شد برای انتخاب اتصال مورد نظر باید سایز شیلنگ و سایز رزوه را مشخص کنیم و این دو عامل بر روی ابعاد اتصال تاثیر مستقیم دارد.
بدین معنی که مشخصاً هر چقدر سایز شیلنگ مورد استفاده بزرگتر باشد، ابعاد اتصال هم بزرگتر میشود.
و باز همانطور که پیشتر تأکید کردیم، طراحی جزء به جزء این اتصالات از لحاظ سایز و جنس باید از استاندارد های مشخصی پیروی کند.
اما همانطور که در شکل میبینید متاسفانه برخی تولیدکنندگان برای صرفجویی در مواد مصرفی، این استانداردها را رعایت نکرده و ابعاد محصول را کوچکتر از حد استاندارد در نظر میگیرند.
رعایت نکردن این نکته باعث میشود تا دوام و کیفیت اتصالات پنوماتیک بسیار کم شده و احتمال دفرمه شدن، شکستن، آببند نشدن اتصال و …. بسیار بالا باشد.
در عکس زیر تفاوت طول حدود 5 میلی متری را در یک اتصال مشابه مشاهده میفرمایید.
3-2- میزان مواد مورد استفاده
برخی تولیدکنندگان نیز برای کاهش قیمت تمام شده محصول و در عین حال ظاهر مناسب از وزن مواد مصرفی کم میکنند و ضخامت پلاستیک یا فلز را کمتر در نظر میگیرند که همین امر باز بر دوام و عملکرد درست محصول تاثیر بسزایی دارد.
3-3- جنس مواد مصرفی
همانگونه که در متن مقاله اشاره شد، جنس مواد مصرفی بر عملکرد، عمر مفید و در کل، کیفیت اتصالات پنوماتیک تأثیر مستقیم دارد.
تشخیص کیفیت مواد مصرفی در تولید اتصالات پنوماتیک به سادگی امکانپذیر نیست و اطمینان به اعتبار برند عرضهکننده اتصالات پنوماتیک بهترین راه اطمینان از کیفیت مواد مصرفی در اتصال است.
اتصالات پنوماتیک بیکیفیت، به رغم اینکه ظاهری مشابه اتصالات استاندارد و مرغوب دارند، از مواد پلاستیکی بازیافتی، بیکیفیت و ارزان قیمت ساخته شدهاند.
عدم کیفیت مواد مصرفی در صورت توجه به کیفیت ظاهری و مقایسه با نمونه اتصالات مرغوب قابل تشخیص است.
جمع بندی و نتیجه گیری
در این مقاله سعی کردیم ضمن معرفی اتصالات پنوماتیک و بیان مزایای آنها، با نگاه دقیقتر و عمیقتری این اتصالات را بشناسیم.
هدف ما در این مقاله آشنایی بیشتر شما عزیزان با نکات فنی تأثیرگذار بر کیفیت اتصالات پنوماتیک و اشراف و تسلط شما عزیزان در تشخیص اتصالات با کیفیت و استاندارد و کمک به صنعتگران محترم در انتخاب و خرید بهترین و مناسب ترین اتصالات پنوماتیک بوده است.
همان گونه که اشاره شد، تمرکز ما در این مقاله بر معرفی اجزای داخلی اتصالات پنوماتیک و بیان ویژگیهای فنی و کیفی آنها بود.
تشخیص این نکات به شما در انتخاب بهتر اتصالات پنوماتیک و شناخت تمایزهای فنی و کیفی برندهای متنوع موجود در بازار یاری خواهد نمود.
تلاش همکاران ما در بخش مهندسی شرکت Elite ، افزایش میزان آگاهی مشتریان محترم در انتخاب و خرید کارشناسانه و هوشمندانه محصولات صنعتی است.
در نظر داریم در مقالهای دیگر به شما در انتخاب نوع اتصال مناسب بر اساس نیاز عملکردی و منطق مدار سیستم پنوماتیک کمک کنیم.
در آن مقاله به انواع اتصالات پنوماتیک از نظر نوع کاربری، ویژگیهای عملکردی، شکل، سایز و نحوه اتصال آنها به سایر المانهای مدار اشاره خواهیم نمود.
همچنین توضیحاتی در مورد انواع رزوههای مورد استفاده در صنعت پنوماتیک از جمله رزوههای اینچی و متریک خواهیم داشت و شما را با اتصالات مینیاتوری پنوماتیک آشنا خواهیم نمود.
منتظر مطالب بعدی ما باشید.
2 دیدگاه. همین الان خارج شوید
ممنون بابت اطلاعات مفید و کاربردی.
موفق باشید
درود بر شما
برقرار باشید