مقارنة وتطبيق الأسطوانات المفردة والمزدوجة الفعل

تعتبر الأسطوانة أحد المكونات التنفيذية الشائعة الاستخدام في الأتمتة الصناعية، والتي تستخدم على نطاق واسع في النقل والتحكم في الأنظمة الميكانيكية المختلفة، خاصة في أنظمة نقل الطاقة السائلة والنقل الهيدروليكي. وفقًا لطريقة عمل الأسطوانة، يمكن تقسيمها إلى أسطوانة مفردة الفعل وأسطوانة مزدوجة الفعل. ستقوم هذه الورقة بمقارنة وتحليل تطبيق الأسطوانة ذات الفعل الواحد والأسطوانة ذات الفعل المزدوج.

اسطوانة أحادية المفعول

عندما تعمل الأسطوانة أحادية الفعل، يكون للأسطوانة منفذ واحد فقط متصل بالهواء المضغوط، وعندما يتدفق غاز الأسطوانة إلى الداخل، لا يمكن تطبيق الضغط إلا على جانب واحد من المكبس، وتتأثر قوة رد الفعل للنظام الميكانيكي يتم قبوله من قبل المكونات الميكانيكية، ولن يتم تطبيق الضغط على المنفذ الآخر للأسطوانة. لذلك، لا يمكن استخدام هذا النوع من الأسطوانات إلا للعمل في اتجاه واحد ولا يمكن استخدامه للتحكم في القوة أو الحركة في كلا الاتجاهين الموجب والسالب.

في التطبيقات العملية، غالبًا ما تُستخدم الأسطوانات أحادية المفعول في المواقف التي تتطلب حركة في اتجاه واحد فقط، مثل التحكم في مفتاح الباب والتحكم في المضخة الهيدروليكية للمكبس. تتميز الأسطوانة المفردة بالهيكل البسيط، الحجم الصغير، مناسبة للمناسبات ذات المساحة الضيقة، ولها سرعة استجابة سريعة.

اسطوانة مزدوجة الفعل

يختلف مبدأ عمل الأسطوانة ذات الفعل المزدوج عن مبدأ عمل الأسطوانة المفردة. تحتوي الأسطوانة مزدوجة الفعل على منفذين متصلين بالهواء المضغوط. عندما يتدفق الهواء المضغوط عبر أحد المنافذ، يتم دفع مكبس الأسطوانة حتى يخرج المنفذ الآخر إلى الخارج. وعلى العكس من ذلك، عندما يتدفق الهواء المضغوط عبر المنفذ الآخر، يتم سحب مكبس الأسطوانة. ولذلك، يمكن للأسطوانات مزدوجة الفعل تحقيق القوة الإيجابية والسلبية أو التحكم في الحركة في كلا الاتجاهين.

تُستخدم الأسطوانات مزدوجة الفعل بشكل شائع في المواقع الصناعية، مثل الروبوتات الصناعية وتعدين الحديد والصلب وغيرها من صناعات تصنيع الآلات، بالإضافة إلى آلات الرفع، وتستخدم الهندسة البحرية وآلات السيارات على نطاق واسع في الأسطوانات مزدوجة الفعل. تتمثل مزايا الأسطوانات مزدوجة الفعل في الموثوقية العالية، والتحكم في القوة أو الحركة في كلا الاتجاهين الإيجابي والسلبي، والقدرة على ضبط السكتة الدماغية، والتي يمكن أن تتكيف مع مناسبات العمل المختلفة.

يقارن

من وجهة نظر هيكلية، بالمقارنة مع الأسطوانات مزدوجة المفعول، تتميز الأسطوانات أحادية الفعل ببنية بسيطة، وحجم صغير، وتكلفة منخفضة، وسرعة استجابة سريعة، ولكنها لا يمكنها تحقيق سوى قوة أحادية الاتجاه أو التحكم في الحركة، ونطاقها من الاستخدام محدود. إن أسطوانة التمثيل المزدوج أكثر تعقيدًا في الهيكل من أسطوانة التمثيل المفردة، والحجم أكبر والتكلفة أعلى، ولكنها يمكنها تحقيق القوة أو التحكم في الحركة في كلا الاتجاهين الموجب والسالب، والاستخدام أكثر شمولاً.

من وجهة نظر التطبيق، يتم استخدام الأسطوانة أحادية الفعل بشكل أساسي في بعض مناسبات الحركة أحادية الاتجاه، مثل التحكم في مفتاح الباب والتحكم في المضخة الهيدروليكية ذات المكبس البسيط؛ تعتبر الأسطوانات مزدوجة المفعول أكثر ملاءمة للحالات التي تتطلب القوة أو التحكم في الحركة في كلا الاتجاهين، مثل صناعات تصنيع الآلات مثل تعدين الحديد والصلب، وآلات الرفع، والهندسة البحرية وآلات السيارات.

بالإضافة إلى ذلك، من وجهة نظر التطبيق العملي، تتمتع الأسطوانة مزدوجة المفعول بموثوقية عالية ولها تطبيقات مهمة في الإنتاج الصناعي. في المقابل، فإن الهيكل الميكانيكي للأسطوانة أحادية الفعل بسيط نسبيًا، ولكن نظرًا لأنه لا يمكنه تحقيق سوى قوة أحادية الاتجاه أو التحكم في الحركة، فمن السهل التسبب في قيود عنق الزجاجة في التطبيق المقابل.

يتقدم

وفقا للمقارنة المذكورة أعلاه، فإن الأسطوانة ذات الفعل الواحد والأسطوانة ذات الفعل المزدوج لها مزايا وعيوب في تطبيقات مختلفة، وهنا بعض التطبيقات الأكثر شيوعا:

1. تطبيق اسطوانة واحدة التمثيل

(1) التحكم بمفتاح الباب: لفتح وإغلاق الأبواب الأوتوماتيكية، مثل أبواب السوبر ماركت الأوتوماتيكية؛

(2) التحكم في المضخة الهيدروليكية: يستخدم للمضخة الهيدروليكية للمكبس، والتحكم في الجهاز الهيدروليكي على أدوات الآلة، إلخ.

2. تطبيق اسطوانة مزدوجة الفعل

(1) آلية الكرنك والتحكم المنزلق في نظام نقل طاقة السوائل: يستخدم في تعدين الصلب والهندسة البحرية وصناعات تصنيع آلات السيارات؛

(2) آلات رفع التحكم: تستخدم للتحكم في رفع المحرك والهيكل في صيانة المركبات وفحصها في صناعة السيارات؛

(3) الروبوتات الصناعية: تستخدم في صناعة الروبوت للتحكم في حركة ذراع الروبوت في مختلف الاتجاهات.

خاتمة

من خلال المقارنة أعلاه وتحليل التطبيقات، يمكننا أن نستنتج أن كل من الأسطوانة المفردة والأسطوانة مزدوجة الفعل لها خصائص مختلفة، في التطبيقات المختلفة لها مزاياها وعيوبها الخاصة، في الإنتاج الصناعي يجب أن يكون الاختيار والتطبيق معقولًا وفقًا للوضع الفعلي، من أجل تحقيق أفضل تأثير السيطرة. لذلك، في عملية اختيار وتطبيق الأسطوانة، من الضروري مراعاة اتجاه الحركة وحجم القوة وسرعة الاستجابة وعوامل أخرى، واختيار نوع الأسطوانة المناسب وفقًا لاحتياجات الإنتاج المحددة.