Siłowniki ISO 15552 z dwustronnym tłoczyskiem | Pneumatig

Siłowniki ISO 15552 z tłoczyskiem przelotowym

Siłownik z tłoczyskiem przelotowym ma jeden pręt połączony z tłokiem, który wychodzi przez obie pokrywy korpusu. Spotkasz też nazwy „tłoczysko dwustronne” i „podwójne tłoczysko”. Oba końce poruszają się razem i mogą służyć do połączenia z mechanizmem, zamocowania krzywki albo wykorzystania jednego końca jako mechanicznego punktu odniesienia. To inna cecha niż działanie dwustronne: ono oznacza, że sprężone powietrze napędza tłok w obu kierunkach. Zwykły siłownik dwustronnego działania może mieć tłoczysko tylko po jednej stronie.

Jeżeli drugi koniec pręta nie jest potrzebny, prostszym wyborem mogą być standardowe siłowniki profilowe ISO 15552. Wykonanie przelotowe warto wybrać wtedy, gdy korzyść konstrukcyjna uzasadnia większą długość całego zespołu i konieczność pozostawienia wolnej przestrzeni po obu stronach.

Pole pierścieniowe po obu stronach tłoka

W siłowniku z jednostronnym tłoczyskiem jedna komora działa na pełną powierzchnię tłoka, a druga na powierzchnię pomniejszoną o przekrój pręta. W wykonaniu przelotowym pręt przechodzi przez obie komory, dlatego po obu stronach występuje powierzchnia pierścieniowa:

A_eff = π × (D² − d²) / 4, gdzie D oznacza średnicę tłoka, a d średnicę tłoczyska.

Teoretyczną siłę oblicza się z zależności F = p × A_eff, gdy p oznacza ciśnienie względne w zasilanej komorze, a w komorze opróżnianej nie ma nadciśnienia. Gdy występuje przeciwciśnienie, dla równych pól bilans ma postać F = (p₁ − p₂) × A_eff. Siła może być taka sama dla obu kierunków, jeśli po obu stronach pręt ma tę samą średnicę, różnica ciśnień jest taka sama, a tarcie i obciążenie zewnętrzne zostaną pominięte. W rzeczywistym układzie wynik zmieniają spadki ciśnienia, dławienie, tarcie uszczelnień, masa i kierunek obciążenia. Dlatego równe pola czynne nie są gwarancją identycznej siły użytkowej ani prędkości.

Do liczbowego obliczenia potrzebna jest średnica tłoczyska z rysunku lub karty wybranego wykonania. Nie zastępuj jej średnicą gwintu na końcu pręta. Przy ruchu pionowym uwzględnij ciężar, a przy pchaniu także wyboczenie zależne od skoku, sposobu zamocowania i obciążenia.

Zakres konfiguratora Pneumatig

Bieżący konfigurator udostępnia średnice tłoka 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160 i 200 mm oraz pole do wpisania skoku. Zakres normy ISO 15552 jest szerszy, ale nie oznacza to, że każda średnica normowa lub dowolne połączenie średnicy i skoku znajduje się w aktualnej ofercie. Po wybraniu konfiguracji sprawdź wygenerowany symbol, cenę i dokumentację konkretnego wariantu.

ISO 15552 porządkuje podstawowe wymiary, wymiary mocowania i akcesoriów potrzebne do wymienności siłowników z odłączanymi mocowaniami. Przy zamianie urządzenia sama nazwa normy nie wystarcza. Porównaj co najmniej średnicę, skok, gwint oraz zakończenie tłoczyska, wymiary montażowe, przyłącza, długość całkowitą, sposób amortyzacji, miejsce regulacji i zgodność czujników. Jeśli stary napęd ma wykonanie specjalne, blokadę, nietypowe uszczelnienia albo zmodyfikowany pręt, dobór wymaga rysunku i pełnego oznaczenia.

Prowadzenie, osiowość i montaż obciążenia

Tłoczysko przelotowe jest podparte i uszczelnione w obu pokrywach, co pomaga utrzymać jego oś. Nie czyni to jednak siłownika prowadnicą liniową, stołem ani zabezpieczeniem przed obrotem. Okrągły pręt może obracać się wokół osi, a obciążenie boczne nadal działa na tuleje prowadzące i uszczelnienia. Znaczące siły poprzeczne i momenty powinno przejąć zewnętrzne prowadzenie dobrane do obciążenia i długości ruchu.

• Połącz mechanizm współosiowo z tłoczyskiem; nie wymuszaj przesunięcia równoległych osi śrubami montażowymi.
• Przy osobnej prowadnicy zastosuj połączenie, które kompensuje dopuszczalne odchyłki montażowe i nie klinuje zespołu.
• Zostaw przestrzeń na ruch drugiego końca tłoczyska oraz osłoń strefę, jeśli może znaleźć się w zasięgu obsługi.
• Dobierz mocowanie korpusu do kierunku obciążenia. Elementy z kategorii mocowań i akcesoriów do siłowników wymagają potwierdzenia rozmiaru i zgodności z konkretnym wykonaniem.

Prędkość i amortyzacja końca skoku

Takie samo przesunięcie tłoka zmienia objętość obu komór o tę samą wartość, jeśli pola czynne są równe. Prędkość zależy jednak od rzeczywistego przepływu przez zawór, złączki, przewody i dławiki oraz od obciążenia. Symetryczna geometria nie wyrównuje automatycznie różnic instalacji. Do regulacji najczęściej wykorzystuje się dławienie powietrza wypływającego z komory, z osobną nastawą dla każdego kierunku.

Amortyzację pneumatyczną ustawia się po zamontowaniu napędu, uwzględniając masę, prędkość, ciśnienie i energię przed końcem skoku. Tłok powinien wyhamować bez twardego uderzenia, ale też bez długiego pełzania. Jeżeli energia przekracza możliwości amortyzacji danego wykonania, potrzebny jest odpowiednio dobrany zewnętrzny ogranicznik lub amortyzator. Amortyzacja nie służy do bezpiecznego podtrzymywania ciężaru po zaniku powietrza.

Sterowanie zaworem 5/2 lub 5/3

Do zwykłego ruchu między położeniami krańcowymi stosuje się zawór 5/2, który naprzemiennie zasila jedną komorę i odpowietrza drugą. Zawór 5/3 dodaje położenie środkowe, ale trzeba określić jego funkcję: zamknięcie kanałów, odpowietrzenie albo zasilenie obu komór. Wykonanie z zasilonym środkiem może teoretycznie równoważyć cylinder o jednakowych polach, lecz obciążenie, tarcie i różnice ciśnień nadal wpływają na ruch. Zamknięty środek może ograniczyć przemieszczenie tylko tak długo, jak pozwalają przecieki zaworu, przewodów i uszczelnień.

Sam zawór 5/3 nie jest układem precyzyjnego pozycjonowania ani zabezpieczeniem osi pionowej. Powtarzalne pozycje pośrednie wymagają odpowiedniego pomiaru położenia i sterowania. Jeżeli obciążenie ma pozostać utrzymane po zaniku ciśnienia, dobierz rozwiązanie podtrzymujące lub blokujące na podstawie kierunku obciążenia i analizy ryzyka.

Jak przygotować dobór siłownika z dwustronnym tłoczyskiem

Przed konfiguracją określ wymaganą siłę w obu kierunkach, ciśnienie dostępne przy siłowniku, średnicę tłoka i tłoczyska, skok, prędkość oraz liczbę cykli. Zbierz masę i sposób prowadzenia ładunku, siły boczne, momenty, pozycję montażu, wymagany zapas na wyboczenie i energię końca skoku. Sprawdź także przestrzeń na ruch obu końców pręta, przyłącza, gwinty, czujniki, warunki środowiskowe i wymagane materiały uszczelnień.

Przy doborze zamiennika prześlij pełne oznaczenie starego siłownika, zdjęcia tabliczki, rysunek wymiarowy i opis cyklu pracy. Jeśli konstrukcja przelotowa nie rozwiązuje głównego problemu, porównaj także inne rodziny siłowników pneumatycznych, w tym wykonania prowadzone, kompaktowe i beztłoczyskowe.