การทำงานของกระบอกสูบนิวเมติก ทำความเข้าใจสักนิดก่อนคิดซื้อ

การทำงานของกระบอกสูบนิวเมติกทำความเข้าใจสักนิดก่อนคิดซื้อ

การทำงานของกระบอกลมเชื่อว่าหลายๆท่านที่ชื่นชอบระบบนิวเมติกนั้นคงจะอยากทราบการทำงานของอุปกรณ์ประเภทนี้ ว่ามันทำอย่างไร ซึ่งทางผู้เขียนเองคิดว่าการที่เราจะนำอุปกรณ์หรือเครื่องมือใดๆก็แล้วแต่มาใช้งาน เราควรมีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับเครื่องมือนั้นเสียก่อน และเป็นสิ่งที่ดีค่ะเพราะถ้าเรารู้ถึงรายละเอียดของอุปกรณ์นั้นแล้วมันก็จะทำให้เราสามารถนำอุปกรณ์หรือเครื่องมือนั้นไปใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพได้เต็มที่ จริงๆแล้วการทำงานของกระบอกลมนั้นจะทำงานในลักษณะใช้ความดันของก๊าซในลักษณะการทำงานแบบเชิงเส้นหรือแบบลิเนียร์(Linear) ซึ่งคำว่านิวเมติกนั้นจะเริ่มต้นมาจากยุคสมัยของกรีกโบราณ(ภาษากรีก) ซึ่งสมัยโบราณนั้นกรีกจะเป็นเมืองที่ค่อนข้างโด่งดังเรื่องการสร้างสรรค์ในเรื่องของเครื่องไม้เครื่องมือใหม่ๆเพื่อนำมาใช้อำนวยความสะดวกในการทำงาน เมื่อมีการประดิษฐ์เครื่องมืออะไรใหม่ๆขึ้นมาก็แล้วแต่ก็ไม่วายที่จะสรรหาคำมาแต่งเติมหรือตั้งชื่อให้ไม่เว้นแม้แต่คำว่านิวเมติกเอง เอาล่ะค่ะเรามาเข้าเรื่องของกระบอกลมกันต่อ โดยส่วนใหญ่แล้วกระบอกสูบจะเป็นการทำงานของอุปกรณ์ที่ต้องการอากาศในการทำงาน โดยในสมัยก่อนนั้นราคากระบอกลมนิวเมติกจะมีราคาค่อนข้างแพง แต่ก็ยังเป็นที่นิยมมากที่จะนำกระบอกสูบนิวเมติกดังกล่าวมาใช้งานในระบบนิวเมติกส์ในอุตสาหกรรมด้านต่างๆ โดยอากาศนั้นเราสามารถนำไปบีบอัดหรือเติมระบบลมให้กับระบบนิวเมติกได้ และไม่ก่อให้เกิดอันตรายเช่นเดียวกับก๊าซอื่นๆ เราอาจใช้แก๊สเฉื่อยบางชนิดมาใช้ทดแทนกันได้ แต่ข้อเสียคือเราต้องสั่งซื้อหรือผลิตก๊าซเหล่านั้นให้ได้คุณภาพก่อนบีบอัดลงในถังเท่านั้น และการอัดอากาศลงในถังนี้ค่อนข้างที่ทำได้อย่างจำกัดในหลายๆส่วน ต้องมีการคำนวณที่แม่นยำและต้องใช้ผู้เชี่ยวชาญเฉพาะทางเป็นผู้ดำเนินการเท่านั้น(ว้า!! แบบนี้มือใหม่อย่างเราก็แย่เลยน่ะสิ)

ประเภทของกระบอกสูบ/กระบอกลมนิวเมติก

โดยพื้นฐานแล้วกระบอกสูบนิวเมติกส่วนใหญ่นั้น จะประกอบไปด้วยห้องสำหรับเก็บและจ่ายแรงดันอากาศภายในตัวเอง ปัจจุบันได้มีการนำกระบอกลมนิวเมติกมาใช้สำหรับจ่ายแรงดันอากาศเข้าระบบนิวเมติก และแน่นอนว่ามันให้ประสิทธิการทำงานที่ดีมากเมื่อเทียบกับราคาที่เราจ่ายไป การนำกระบอกสูบนิวเมติกมาใช้งานส่วนใหญ่จะขึ้นอยู่กับประเภทของงานเป็นหลัก แต่ทั้งนี้ทั้งนั้นแล้วผลของการทำงานของกระบอกสูบนิวเมติกนี้ก็ให้ผลลัพธ์ที่คล้ายหรือใกล้เคียงด้วยกันทั้งสิ้นและในตลาดของระบบนิวเมติกในปัจจุบันเราจะพบว่ามีกระบอกลมหลายประเภทให้เราได้เลือกซื้อมาใช้งานกัน โดยแต่ละตัวก็ให้แรงดันอากาศที่แตกต่างกัน กระบอกลมนิวเมติกตัวแรกที่เป็นที่นิยมใช้งานปัจจุบันคือ กระบอกลมแบบทางเดียว(Single-acting cylinder-SAC) และอีกแบบหนึ่งก็คือกระบอกลมแบบสองทาง(Double-acting Cylinder-DAC)

กระบอกลมนิวเมติกแบบทางเดียว(Single-acting Pneumatic Air Cylinder)

กระบอกสูบแบบทางเดียวนี้จะทำหน้าที่บีบอัดอากาศผ่านวาล์วเข้าไปที่ด้านหลังของกระบอกลม โดยแรงดันอากาศที่มีแรงดันสูงนี้จะเคลื่อนที่หรือพุ่งออกเร็วมาก เป็นผลให้โหลดงานได้รับแรงดันอากาศจากกระบอกสูบที่แรงมากนั่นเอง ซึ่งขึ้นอยู่กับด้านหน้าของกระบอกสูบแบบทางเดียวและขนาดของกระบอกสูบนั้นๆ ด้วยเช่นกัน

กระบอกลมนิวเมติกแบบทางเดียวแรงดันอากาศบนหน้าลูกสูบที่บีบอัดได้นี้จะพยายามหาทางออกที่ง่ายที่สุด เพื่อปล่อยออกและเป็นแรงดันที่สูงมาก(High-Pressure) โดยพื้นที่ผิวหน้าลูกสูบหรือขนาดของรูเล็ก ๆ ของลูกสูบจะมีผลต่อความสามารถในการหมุนของลูกสูบให้ทำงานได้อย่างง่ายดายยิ่งขึ้น ยิ่งขนาดของรูเล็กลงเท่าใดก็จะทำให้อากาศเคลื่อนที่ได้ง่ายขึ้น และน้ำหนักของกระบอกสูบเองก็ถือว่าเป็นปัจจัยสำคัญในการเคลื่อนที่ของแรงดันอากาศอีกด้วย ซึ่งจากการทดสอบนำกระบอกสูบนิวเมติกแบบทางเดียวไปใช้งานพบว่ากระบอกสูบที่มีขนาดกระบอกที่ใหญ่กว่าจะให้แรงดันอากาศที่สูงกว่ากระบอกสูบที่มีขนาดของกระบอกสูบเล็กกว่า และการเคลื่อนที่ของอากาศที่อยู่ในกระบอกสูบที่มีขนาดใหญ่กว่าจะเคลื่อนที่ได้ง่ายและเร็วกว่าอีกด้วย แต่ข้อเสียคือน้ำหนักของกระบอกสูบ

ไม่เพียงเท่านั้นค่ะ กระบอกสูบที่มีรูปทรงกระบอกแบบทางเดียวนี้ยังสามารถดัดแปลงด้วยกลไกสปริงที่บีบอัดแทรกระหว่างส่วนท้ายของถังกับด้านข้างของลูกสูบที่อยู่ตรงข้ามกับที่ช่องอากาศที่ไว้สำหรับอัดอากาศ ระบบนี้ทำงานในลักษณะคล้ายกับหรือใกล้เคียงกับค่ามาตรฐาน แต่หลังจากปล่อยอากาศอัดไปแล้ว ลูกสูบจะถูกบังคับให้กลับสู่ตำแหน่งเดิมที่ปลายกระบอกโดยสปริง ระบบนี้ใช้สำหรับการเคลื่อนที่แบบเส้นตรงที่เกี่ยวข้องกับการบรรทุกหนักและต้องการใช้แรงอัดอากาศมากกว่าปรกติ

กระบอกสูบนิวเมติกแบบสองทาง (Double-Acting Pneumatic Air Cylinder)

กระบอกลมนิวเมติกแบบสองทางกระบอกสูบนิวเมติกอีกแบบหนึ่งที่ถูกนำมาใช้จนเป็นที่นิยมไม่แพ้กันอีกแบบก็คือกระบอกสูบนิวเมติกแบบสองทางนั่นเอง โดยกระบอกสูบแบบสองทางนี้จะทำงานโดยใช้วาล์วในการฉีดหรือพ่นแรงดันอากาศแรงดันสูงในแบบสองทางในทิศทางตรงข้ามกัน โดยจะทำงานสลับกันคือกระบอกสูบด้านหนึ่งใช้สำหรับบีบแรงดันอากาศออก และอีกทางเอาไว้สำหรับสร้างแรงดันในการเริ่มต้นการทำงานให้กับกระบอกสูบนิวเมติกใหม่อีกครั้ง กระบอกสูบแบบสองทางนี้จะนิยมให้กับโหลดที่ต้องการแรงดันอากาศมากกว่าปรกติ แต่ข้อเสียของกระบอกสูบแบบสองทางนี้จะต้องมีการควบคุมหรือระบบควบคุมนิวเมติกที่ได้มาตรฐานกว่ากระบอกสูบแบบทางเดียว

สุดท้ายแล้วหากคุณต้องการเลือกซื้อกระบอกสูบนิวเมติกหรือกระบอกลมนิวเมติกมาใช้งานแล้ว คุณควรพิจารณาโหลดของคุณด้วยว่าต้องการใช้แรงดันอากาศมากน้อยเพียงใด มีการออกแบบระบบควบคุมที่ดีและถูกต้องได้มาตรฐานหรือไม่ ขนาดของกระบอกลมและแรงดันของกระบอกสูบนิวเมติก/กระบอกลมนิวเมติกที่ต้องการซื้อไปนั้นสามารถให้แรงดันที่เพียงพอกับโหลดหรือไม่ ราคากระบอกลมนั้นต้องไม่แพงหรือถูกเกินไป ได้มาตรฐาน ISO และข้อมูลอื่นๆที่ใช้ในการพิจารณาด้วย เป็นต้น