Jak prawidłowo dobrać siłowniki pneumatyczne

Gdzie wszędzie znajdziemy siłowniki pneumatyczne Zalety siłowników pneumatycznych Kryteria doboru siłownika pneumatycznego Przejrzysta oferta siłowników pneumatycznych

Siłownik pneumatyczny zamienia energię sprężonego powietrza na ruch mechaniczny o sile proporcjonalnej do powierzchni jego cylindra i do ciśnienia roboczego.

Siłowniki pneumatyczne służą więc jako napędy liniowe, na przykład w prostych manipulatorach, które mają przenosić w linii prostej części lub półfabrykaty o mniejszej nośności. Siłowniki potrafią realizować nie tylko ruch liniowy, ale również obrotowy lub wahadłowy. Przydaje się to do sterowania chwytakami, elementami peryferyjnymi robotów i urządzeń zautomatyzowanych stanowisk pracy.

Napędy pneumatyczne są powszechnie stosowane w przemyśle spożywczym, gdzie trzeba zapewnić czystość zakładu (dlatego układy hydrauliczne się tam nie nadają).

Gdzie wszędzie znajdziemy siłowniki pneumatyczne w obrotowych i liniowych systemach pozycjonowania w układach automatyki w narzędziach pneumatycznych, np. w młotach pneumatycznych (młotach udarowych), manipulatorach ręcznych itd. w układach hamulców pneumatycznych, w zawieszeniu pneumatycznym, w podwoziach, w sterowaniu skrzyniami biegów, w pantografach itp. w napędach mocujących, głowicach mocujących itp., w sterowaniu armaturą przemysłową w przemyśle chemicznym, energetyce, przemyśle spożywczym itd.

Zalety siłowników pneumatycznych Bardzo prosta konstrukcja gwarantuje niezawodną pracę przy minimalnej konserwacji. Niska cena, niska masa Siłowniki pracują w szerokim zakresie temperatur roboczych od –20 °C do +80 °C w wykonaniach standardowych, a nawet od –40 °C do +250 °C w wykonaniach specjalnych. Można je stosować także w środowiskach niebezpiecznych, np. zagrożonych wybuchem (ATEX). Nieszczelności sprężonego powietrza w przewodzie lub w siłowniku nie są niebezpieczne dla obsługi maszyny.

Kryteria doboru siłownika pneumatycznego

1. Rodzaje siłowników pneumatycznych

• jednostronnego działania, dwustronnego działania
• z magnesem, bez magnesu
• o przekroju okrągłym lub nieokrągłym
• zgodne z normami (ISO 6432, ISO 15 552, CNMO)
• z regulowaną amortyzacją
• z tłoczyskiem, bez tłoczyska

@KATEGORIE@(/valce-a-prislusenstvi--jednocinne-a-dvojcinne/)(20,random)(slider)

2. Wymiary siłownika: na podstawie wymaganej siły ciągnącej lub pchającej ustalamy odpowiednią średnicę tłoka

3. Skok tłoka

4. Sposób mocowania siłownika w układzie pneumatycznym

5. Otoczenie – temperatura, wilgotność, zapylenie itp.

Siłownik pneumatyczny jednostronnego czy dwustronnego działania?

Siłownik jednostronnego działania W siłowniku jednostronnego działania powietrze doprowadzane jest do tłoka tylko z jednej strony, więc siła wywołana ciśnieniem powietrza działa na powierzchnię tłoka tylko w jednym kierunku. Po przerwaniu dopływu sprężonego powietrza do siłownika tłoczysko wraca do położenia wyjściowego pod działaniem siły sprężyny. Siłowniki jednostronnego działania stosuje się do skoków do 50 mm. Do sterowania siłownikami jednostronnego działania używa się przede wszystkim zaworów 3/2. Siłowniki pneumatyczne jednostronnego działania można wykorzystać do mocowania półfabrykatów, jako wypychacze w różnych przyrządach do podawania półfabrykatów, do ich podnoszenia i do innych operacji. W porównaniu z siłownikami dwustronnego działania o tych samych wymiarach zużywają mniej powietrza. Siła sprężyny śrubowej działa przeciwnie do siły wywołanej ciśnieniem powietrza na powierzchni tłoka, więc siła użyteczna jest mniejsza o siłę sprężyny. Siłowniki jednostronnego działania są dłuższe od siłowników dwustronnego działania o tej samej średnicy i skoku (o wymiar sprężyny).

Siłownik dwustronnego działania Powietrze doprowadzane jest do tłoka z obu stron, więc oba ruchy, do przodu i do tyłu, realizowane są za pomocą sprężonego powietrza. Dzięki temu mogą osiągać większe skoki (do 2 m) niż siłowniki jednostronnego działania. Do sterowania siłownikami dwustronnego działania używa się przede wszystkim zaworów 5/2 i 5/3. Ruch roboczy nie jest zakłócany przez sprężynę powrotną, a ruch powrotny jest szybki i równomierny. Poza tym można ustawić prędkości ruchu tłoka w obu kierunkach. Zakres ruchu ogranicza się najczęściej zderzakami tłoka w siłowniku. Przy wsuwaniu tłoczyska siłowniki pneumatyczne dwustronnego działania wywierają mniejszą siłę niż przy wysuwaniu, ponieważ czynna powierzchnia tłoka jest mniejsza o powierzchnię wynikającą ze średnicy tłoczyska. Trzeba to uwzględnić, jeżeli siłownik ma pracować z takim samym obciążeniem tłoczyska w obu kierunkach.

Siłownik pneumatyczny z magnesem

Jeżeli potrzebujesz śledzić położenie tłoka, wybierz siłownik z magnesem. Na siłowniku montuje się czujnik położenia (na zdjęciu czujnik zamontowany jest w rowku siłownika pneumatycznego), który przez ściankę siłownika wykrywa pole magnesu zintegrowanego z tłokiem

Siłowniki o przekroju nieokrągłym

Tam, gdzie trzeba zapobiec obracaniu się tłoka wokół osi tłoczyska, wybierz siłownik pneumatyczny o przekroju nieokrągłym. Siłowniki te są bardzo sztywne i odporne na momenty. Odpowiedni typ znajdziesz w przejrzystej ofercie.

Siłowniki pneumatyczne zgodne z normami

Dostawcy siłowników często podają, jakim normom odpowiadają siłowniki pneumatyczne (ISO, VDMA, CNOMO, CETOP). To, że siłowniki produkowane są według jakiejś normy, oznacza, że producent musi dotrzymać przepisanych wymiarów zabudowy i przyłączy. Wewnętrzne rozwiązanie konstrukcyjne siłownika, rodzaj zastosowanego profilu korpusu siłownika oraz konstrukcja pokryw siłownika mogą się już różnić u poszczególnych producentów. Siłowniki według poszczególnych norm znajdziesz w przejrzystej ofercie.

Regulowana amortyzacja

Przy projektowaniu mechanizmu pneumatycznego trzeba zadbać o to, aby ruch siłownika był jak najwolniejszy (a jednocześnie żeby zachowane zostały ramy czasowe danego zadania). Wolniejszy ruch oznacza słabsze uderzenie na końcu skoku, dzięki czemu wydłuża się żywotność siłownika.

Intensywne uderzenia na końcach skoku siłownika mogą prowadzić do awarii, dlatego warto je łagodzić, stosując podkładki amortyzujące, poduszki lub amortyzatory. Znacznie wydłużymy w ten sposób żywotność całego mechanizmu.

Regulowana amortyzacja umożliwia miękkie zatrzymanie w położeniach skrajnych. Krótko przed tym położeniem czop amortyzujący tłoczyska wsuwa się do wnęki w pokrywie czołowej siłownika. Powietrze, które sprężane jest w tej cylindrycznej wnęce, spowalnia ruch tłoka. Aby tłok mógł przesunąć się aż do położenia skrajnego, wnęka jest odpowietrzana małym otworem. Przy ruchu w przeciwnym kierunku powietrze przepływa swobodnie przez zawór dławiąco-zwrotny i działa ciśnieniem na przeciwną stronę tłoka.

Siłowniki z tłoczyskiem, bez tłoczyska

Przede wszystkim do układów pneumatycznych, w których wysuwające się tłoczysko przeszkadzałoby, wybierzemy siłownik bez tłoczyska. Jest bardzo oszczędny pod względem miejsca i zwykle ma tłok połączony z suwakiem na zewnątrz siłownika sztywnymi łącznikami, które poruszają się w podłużnym rowku w płaszczu siłownika. Siłowniki beztłoczyskowe produkowane są z długością skoku do 5,7 m.

Dobierzmy właściwą wielkość siłownika pneumatycznego

Kluczem do ustalenia właściwej wielkości siłownika jest wymagana siła pchająca lub ciągnąca. Zależy ona od powierzchni tłoka i ciśnienia w siłowniku.

Trzeba wziąć pod uwagę:

• Wszystkie obciążenia łącznie ze stratami na tarcie – do obliczeń należy włączyć obciążenia dynamiczne i zewnętrzne.
• Dostępne robocze ciśnienie powietrza.
• Wymagania dotyczące dynamiki urządzenia – czyli prędkości i skoku tłoka

Przy dobieraniu tłoka trzeba liczyć się z odpowiednim zapasem, ale obowiązuje zasada, że większe siłowniki nie zawsze muszą oznaczać lepsze.

Zbyt duży siłownik jest drogi w zakupie, a także jego eksploatacja jest kosztowniejsza – przewymiarowane siłowniki zużywają do pracy większą objętość sprężonego powietrza.

Niedowymiarowany siłownik będzie wprawdzie tańszy, ale może nie wytwarzać wymaganej siły albo trzeba będzie uzyskać wymaganą siłę przez podniesienie ciśnienia roboczego, co oznacza dodatkowe koszty.

Obliczenie siły siłownika pneumatycznego łatwo i szybko
Jeżeli chcesz się przekonać, czy wybrany siłownik spełni Twoje wymagania, przejdź pod ten odnośnik. Znajdziesz tam narzędzie obliczeniowe, które określi siłę siłownika pneumatycznego na podstawie średnicy tłoka i tłoczyska oraz ciśnienia sprężonego powietrza.

Montaż poziomy czy pionowy? Jeżeli siłownik zamontowany jest w położeniu pionowym, a tłoczysko porusza się w górę i w dół, tłok przy ruchu w górę musi pokonywać siłę grawitacji i dopiero potem może przyspieszyć. Przy ruchu w dół grawitacja z kolei pomaga w przyspieszeniu. Dlatego często konieczne jest zamontowanie zaworu dławiącego, aby ograniczyć prędkość i zmniejszyć energię uderzenia na końcu skoku. Przy wyborze siłowników do montażu pionowego wybierz typ o wyższej sile ciągnącej lub pchającej.

Skok tłoka siłownika pneumatycznego

Siłowniki zamawia się ze skokiem podawanym w milimetrach. Skok w siłownikach jednostronnego działania ograniczony jest wielkością sprężyny. Jeżeli nie znajdziemy w ofercie siłownika ze skokiem, którego potrzebujemy do swojego zadania, wybierzemy siłownik ze zderzakiem do ustawienia odpowiedniego skoku.

Sposób mocowania siłownika pneumatycznego

Mocowanie siłownika w urządzeniu zależy od funkcji, jaką siłownik będzie w urządzeniu pełnił. Siłownik można zamocować na przykład: kołnierzami, uchwytami bocznymi, stopkami, gwintem na końcu tłoczyska, zawieszeniami widełkowymi, wahliwymi lub przegubowymi itd.

Materiał i wykonanie siłownika w zależności od otoczenia

Jakim temperaturom będzie poddany siłownik? Czy w środowisku pracy występuje podwyższona wilgotność lub zapylenie? Czy na siłownik będą działać chemikalia? W zależności od otoczenia wybierzemy siłownik pneumatyczny z odpowiedniego materiału, wyposażony we właściwe uszczelnienia, pierścienie zgarniające, mankiety itp.

W niektórych zakładach, na przykład w przemyśle spożywczym, może być wymagana specjalna certyfikacja urządzenia dotycząca jego konstrukcji i zastosowanych materiałów.

Siłowniki z prowadzeniem Tłoczysko obciążane jest głównie naciskiem w kierunku swojej osi (nacisk osiowy). Kiedy działa na nie także obciążenie promieniowe (prostopadle do osi), uzupełniamy siłownik o zewnętrzną prowadnicę, która to obciążenie przejmie. Bez takiej dodatkowej „prowadzącej" konstrukcji siłownik może przedwcześnie się zużyć albo powstaną nieszczelności.

Przejrzysta oferta siłowników pneumatycznych

Małe siłowniki okrągłe wg ISO 6432

(o średnicy od 8 do 25 mm) wyróżniają się tym, że można je stosować również w układach z nieprzesmarowywanym sprężonym powietrzem. Dla doskonałej szczelności pokrywy siłowników połączone są z profilem przez zaprasowanie. Do wyboru są siłowniki z aluminium lub ze stali nierdzewnej.

Siłowniki o przekroju kwadratowym wg ISO 15 552

Siłowniki o przekroju kwadratowym wg ISO 15 552 (dawniej ISO 6431) wyróżniają się dużą sztywnością na zginanie i skręcanie.

Siłowniki profilowe wg CNOMO

mają pokrywy siłowników połączone ściągami i są wyposażone w regulowaną amortyzację położeń krańcowych.

Kolejne siłowniki znormalizowane

Siłowniki okrągłe RED, REDM

Siłowniki kompaktowe wg normy ISO 21287

Siłowniki gwintowane

Siłowniki krótkoskokowe

Siłowniki beztłoczyskowe

Prowadnice liniowe do siłowników

Chwytaki W ofercie są także siłowniki pneumatyczne, które realizują ruch kątowy szczęk chwytaków: chwytaki kątowe chwytaki równoległe chwytaki trójpunktowe