Siłownik jednostronnego działania

Siłowniki C-M jednostronnego działania — powrót czy wysuw sprężyną?

Dobór siłownika jednostronnego działania zacznij od ustalenia, w którą stronę ma działać sprężone powietrze, a w którą sprężyna. C-M z powrotem sprężyną wysuwa tłoczysko pneumatycznie i cofa je sprężyną. W wykonaniu z wysuwem sprężyną kierunki są odwrotne: powietrze wciąga tłoczysko, a sprężyna je wysuwa. Te wersje nie są funkcjonalnymi zamiennikami, nawet jeżeli mają podobne wymiary.

Siłownik wykorzystuje energię powietrza dostarczonego z instalacji. Nie wytwarza jej przez samoczynne sprężanie powietrza wewnątrz cylindra. Sprężyna magazynuje część energii podczas ruchu pneumatycznego i oddaje ją przy ruchu przeciwnym. O powodzeniu doboru decyduje bilans sił w całym skoku, a nie wyłącznie średnica tłoka i maksymalne ciśnienie.

Dwa konkretne wykonania z oferty Pneumatig

Obie karty podają zakres ciśnienia 1–10 bar, temperaturę −10 do +70°C oraz amortyzację mechaniczną. Korpus jest ze stali nierdzewnej, pokrywy z aluminium anodyzowanego, tłoczysko ze stali nierdzewnej AISI 303, uszczelnienia z poliuretanu i NBR, a sprężyna ze stali. Parametrów tych dwóch modeli nie należy rozszerzać na wszystkie wykonania jednostronne.

C-M-020-0020S jest punktem wyjścia do doboru napędu wysuwającego element na 20 mm i cofającego go sprężyną. C-M-016-0025R sprawdź wtedy, gdy wymagany jest pneumatyczny ruch wciągający i sprężynowy wysuw na 25 mm. W obu przypadkach trzeba potwierdzić siłę pod obciążeniem i możliwość wykonania pełnego ruchu sprężyną. Podane kierunki nie oznaczają jeszcze gwarantowanej pozycji maszyny przy awarii.

Dlaczego nie można dobrać siły wyłącznie z ciśnienia?

W wykonaniu z powrotem sprężyną siła dostępna przy wysuwie jest mniejsza od iloczynu ciśnienia i powierzchni tłoka o siłę sprężyny oraz opory ruchu. Dla C-M-020-0020S tłok 20 mm przy 6 bar daje teoretycznie około 188 N od samego ciśnienia. Liczba ta pomija sprężynę i tarcie, więc nie jest deklaracją siły roboczej modelu.

Sprężyna ma charakterystykę zależną od położenia. Trzeba sprawdzić zarówno warunki rozpoczęcia ruchu pneumatycznego, jak i dokończenia ruchu sprężynowego przy najmniej korzystnym obciążeniu. W kartach wskazanych SKU nie podano siły sprężyny na początku i końcu skoku. Bez tych danych nie można rzetelnie podać udźwigu ani dopuszczalnego oporu mechanizmu.

W C-M-016-0025R powietrze działa od strony tłoczyska. Do obliczenia powierzchni czynnej trzeba znać jego średnicę i odjąć przekrój tłoczyska od pola tłoka. Nie przenoś tutaj siły obliczonej dla pełnego pola tłoka 16 mm. Uwzględnij też kierunek ciężaru, tarcie prowadnic i przeciwciśnienie podczas odpowietrzania.

Zawór 3/2 i zachowanie po odłączeniu zasilania

Do zasilania i odpowietrzania jednej komory roboczej stosuje się odpowiednio dobrany zawór 3/2. Jego funkcja, położenie spoczynkowe i sposób sterowania muszą odpowiadać oczekiwanemu cyklowi. Odcinanie dopływu bez otwarcia odpływu może pozostawić ciśnienie w komorze i uniemożliwić oczekiwany ruch sprężyny.

Przepustowość zaworu, przewodu i tłumika wpływa również na czas powrotu. Dławienie odpływu powoduje przeciwciśnienie działające przeciw sprężynie. Zwiększanie przepływu nie zastąpi jednak brakującej siły sprężyny przy obciążeniu zewnętrznym. Układ wymagający potwierdzonego bezpiecznego położenia trzeba ocenić jako całość; sam fakt obecności sprężyny nie jest certyfikacją funkcji bezpieczeństwa.

Przykład oszacowania zużycia powietrza

Dla C-M-020-0020S objętość geometryczna wynikająca z pola tłoka 20 mm i skoku 20 mm wynosi około 6,28 cm³. Przy założeniu napełniania do 6 bar nadciśnienia, odniesienia do 1 bar ciśnienia bezwzględnego i jednakowej temperatury odpowiada to około 44 cm³ powietrza odniesionego do tych warunków na cykl. Dla 60 cykli na minutę otrzymujemy około 2,64 l/min.

To oszacowanie obejmuje wyłącznie objętość skokową jednej komory, napełnianej raz w cyklu. Pomija objętości martwe, przewody między zaworem a napędem, przecieki i zmiany temperatury. Nie należy przedstawiać go jako zmierzonego poboru ani automatycznie oznaczać Nl/min bez uzgodnienia warunków normalnych. Sprężyna ogranicza liczbę komór wymagających zasilania, lecz sprężone powietrze nadal wymaga energii do wytworzenia.

Co porównać przed zamówieniem?

Sprawdź pełny SKU, kierunek sprężyny, średnicę, skok, gwint portu, wymiary mocowania i wymagania dotyczące temperatury oraz medium. Nie przyjmuj wspólnej granicy 100 mm dla wszystkich siłowników jednostronnych: dostępny skok i warunki pracy wynikają z konkretnego wykonania. Różnice między rodzinami pokazuje kategoria mini siłowników C-M. Do Pneumatig prześlij obciążenie w obu kierunkach, orientację montażu, czas cyklu i wymagane zachowanie po odpowietrzeniu.