פנאומטיקה וואקום

בוכנה פנאומטית

Pneumatic Cylinder

מפעיל שמשתמש באוויר דחוס כדי להזיז בוכנה ומוט בתנועה קווית. זה המפעיל הנפוץ ביותר באוטומציה.

בהתאם לתקן: ISO 15552, ISO 6432, ISO 21287

בוכנה פנאומטית – Pneumatic Cylinder

In English

An actuator using compressed air to drive a piston and rod in linear motion.

הסבר

בבוכנה דו-פעולתית האוויר דוחף בשני הכיוונים. בבוכנה חד-פעולתית האוויר דוחף בכיוון אחד וקפיץ מחזיר. הבחירה נעשית לפי קוטר, מהלך, תקן התקנה ואביזרים: חיישני מיקום, ריסון בסוף מהלך וחיבורי מוט.

מה זה אומר בפועל

בבוכנה בקוטר 50 מ״מ ובלחץ קו של 6 בר, כוח הדחיפה התאורטי הוא כ-1,180 N; בפועל, אחרי חיכוך ומקדם ביטחון, מתכננים לכ-600–800 N. שני ווסתי ספיקה על החיבורים קובעים את המהירות, וחיישנים מגנטיים בחריץ הגוף מודיעים לבקר שהבוכנה הגיעה לקצה.

למה זה חשוב

  • פשוטה, זולה ומהירה – מתאימה לתנועה בין שתי נקודות.
  • אוויר דחוס זמין כמעט בכל מפעל.
  • סובלת עומס יתר – הבוכנה פשוט נעצרת.
  • תקני התקנה (ISO 15552, ISO 21287) מאפשרים החלפה בין יצרנים.

בעיות נפוצות ופתרונות

  • תנועה קופצנית במהירות נמוכה (Stick-slip) → לעבוד מעל המהירות המינימלית, או מפעיל חשמלי.
  • מכה בסוף המהלך → ריסון מתכוונן בגוף או בולם זעזועים חיצוני.
  • קשה לעצור באמצע המהלך → שסתום 5/3, או מפעיל חשמלי כשנדרשות נקודות ביניים.
  • ויסות ספיקה בכניסת האוויר נותן תנועה לא יציבה → בדרך כלל מווסתים את הפליטה.

איפה משתמשים

  • מכונות אריזה וסימון
  • מתקני הידוק והרכבה
  • הסטה ומיון על מסועים
  • תופסנים ורובוטים
  • דלתות ומחסומים אוטומטיים
  • מכבשים קלים

נוסחאות ונתונים הנדסיים

pלחץDdsFבוכנהמהלך
כוח דחיפהF = η · p · π · D² / 4
כוח משיכהF = η · p · π · (D² − d²) / 4
צריכת אוויר למחזור (בקירוב)V = π · (2D² − d²) / 4 · s · (p + 1)
מקרא
FכוחN
pלחץ עבודהMPa (1 bar = 0.1 MPa)
Dקוטר בוכנהmm
dקוטר מוטmm
ηנצילות (בדרך כלל 0.85 עד 0.9)–
sמהלךmm
Vנפח אוויר חופשי למחזור; כאן p נמדד ב־barmm³

דוגמה: בוכנה Ø50 בלחץ 6 bar: A = 1963 mm², ולכן F = 0.6 · 1963 ≈ 1178 N תאורטי, וכ־1000 N בפועל (כ־100 ק״ג). מקובל לבחור בוכנה שהכוח שלה גדול פי 1.5 עד 2 מהנדרש.

נוסחאות בסיסיות להערכה ראשונית. לתכנון סופי יש לבדוק מול התקן ונתוני היצרן.

סרטון הסבר

Pneumatic Cylinder: How Does It Work? · Hydraulic and Pneumatic Systems (YouTube)

סוגים נפוצים

  • דו-פעולתית
  • חד-פעולתית
  • קומפקטית
  • מובלת (עם מוטות הובלה)
  • ללא מוט (Rodless)
  • סיבובית

צריכים תכנון מכני או שרטוטי ייצור?

מידול תלת-ממדי ב־Inventor, שרטוטי ייצור, הנדסה לאחור ורכש רכיבים.

דברו איתנו

לוגו טי.בי.אמ תכנון מכני ושרטוט