Классификация пневматических цилиндров. Какой цилиндр выбирать для вашей задачи?

Бывают разные типы пневмоцилиндров по конструкции и стандарту изготовления.

По конструкции

Существует несколько типов пневматических цилиндров, используемых в разных приложениях. Вот некоторые из самых распространенных типов:

• Цилиндр одностороннего действия Это самый простой тип цилиндра, в котором давление воздуха применяется только в одну сторону, а возврат поршня обеспечивается под действием пружины или внешней силой.
• Цилиндр двустороннего действия: В таких цилиндрах движение штока происходит под действием сжатого воздуха, подаваемого с двух сторон поршня.
• Поршневые цилиндры Это наиболее распространенный тип пневматических цилиндров, в которых поршень перемещается внутри цилиндра, превращая давление воздуха в механическое движение.
• Бесшточные цилиндры: В таких цилиндрах отсутствует шток, на цилиндре установлена ​​каретка, она перемещается вдоль цилиндра и обеспечивает линейное перемещение, с поршнем она соединена посредством магнитной или механической связи.
• Ротационные цилиндры: Это специальные цилиндры, обеспечивающие вращательное движение. Они могут использоваться, например, для поворота объектов или клапанов.

Кроме того существует множество вариаций и комбинаций этих базовых типов цилиндров, включая специализированные цилиндры для конкретных применений. Наша компания занимается разработкой не стандартных цилиндров и готова изготовить любой аналог уже имеющегося у Вас цилиндра или разработать под ваш проект и задачи.

По стандарту изготовления

• ISO6432 представляет собой описание серии круглых пневматических цилиндров (серия SC-MS), которые имеют нержавеющую гильзу и алюминиевые крышки. Варианты этой серии могут быть оснащены демпфированием (серия SC-MS) или функционировать без него (серия SC-МА). Эти пневматические цилиндры изготавливаются с рабочим. диаметром поршня от 8 до 32 мм. Очень часто используются в процессах, где требуется небольшое усилие, но большая скорость перемещения.
• ISO6431, также известный как ISO 15552, является группой цилиндров, включающих серии SC-CPI, SC-DNG и SC-DNI. Эти серии являются одними из наиболее распространенных и имеют встроенное регулируемое демпфирование. Крышки и гильзы пневмоцилиндров изготавливаются из алюминия, а шток может быть хромированным или из нержавеющей. стали в соответствии с преимуществами клиента. Изготавливаются с рабочим диаметром поршня. 32–320 мм .
• ISO6430 представляет собой серию цилиндров SC-SC, которые имеют схожую конструкцию с пневмоцилиндрами. по стандарту 6431, однако отличаются несколькими ключевыми особенностями. Они имеют уменьшенные габариты, меньший размер передней буксы и отличаются размерами. крепежных отверстий.
• ISO21287 описывает компактные пневматические цилиндры SC-JDA серии. Крышки и гильза цилиндров изготавливаются из алюминия, а шток может быть выполнен из хромированной. или нержавеющей стали. Гильза имеет Т-паз для установки датчиков положения поршня. Магнит на поршне устанавливается по желанию заказчика. Цилиндры данной серии не имеют регулируемого демпфирования, а вместо этого используются резиновые шайбы на поршне.

Пневмоцилиндры используются для превращения сжатого воздуха в механическое движение. Они широко применяются в различных отраслях и производствах благодаря своей простоте, надежности и относительно низкой стоимости. Вот некоторые области, где пневмоцилиндры чаще всего используются:

• Промышленное производство: Пневмоцилиндры применяются для автоматизации и механизации различных задач в промышленных процессах, таких как перемещение объектов, сжатие, раздвижение, подъем и опускание.
• Робототехника: В робототехнике пневмоцилиндры используются для создания подвижных частей. роботов, таких как руки, ноги или суставы. Они обеспечивают линейное или вращательное движение, необходимо выполнение задач робота.
• Транспортировка и логистика: Пневмоцилиндры применяются в системах транспортировки для перемещение конвейерных лент, подъемных платформ, дверей и других устройств. Так же у пневмотранспорте, где движение материала происходит под действием сжатого воздуха. Они помогают обеспечить плавное и эффективное перемещение грузов.
• Автомобильная промышленность: В автомобильной промышленности пневмоцилиндры используются для управления дверными замками, стеклоподъемниками, тормозными системами, сцеплениями и другими механизмами
• Медицинская техника: В некоторых медицинских устройствах, таких как стоматологические кресла или операционные столы, пневмоцилиндры используются для регулировки позиции и движения.
• Управление клапанами: Пневмоцилиндры используются для управления клапанами в системах. водоснабжение, отопление, вентиляция и промышленные процессы. Они позволяют открывать, закрывать или регулировать поток жидкостей или газов. Приводы одностороннего действия, где пружина разрешат закрывать клапан только в одну сторону, часто используют в системах безопасности.

Это лишь некие примеры внедрения пневмоцилиндров. В целом, они широко используются там, где требуется простое и надежное управление движением с использованием сжатого воздуха.

Расчет диаметра пневмоцилиндров зависит от нескольких факторов, включая необходимую силу, необходимо перемещение и рабочее давление. По закону Паскаля поршни ускоряются под действием силы, что формируется давлением питания.

где:

• P – давление воздуха;
• S – площадь поршня, влияющая на сжатый воздух;
• D – диаметр круговой поверхности, влияющей на сжатый воздух.

Необходимо также учитывать фактор безопасности и выбирать ближайший доступный стандартный диаметр пневмоцилиндра. Диаметры обычно указываются в миллиметрах и могут быть, например: 32, 40 или 50 мм и т.д.

Это общая формула, тогда как для точного расчета могут потребоваться дополнительные вычисления, чтобы учесть другие факторы, такие как трение, инерция и эффективность системы. При сложных условиях работы и наличия специфики (использование полых штоков, пластиковых цилиндров и т.п.) рекомендуем проконсультироваться с нашими инженерами в области пневматики компании "Специалист".

Если Вам необходим только общий расчет для выбора диаметра поршня, то Вы также можете использовать готовые справочные таблицы, в которых приведено значение усилий пневмоцилиндров в зависимости от давления в вашей системе. Обратите внимание, что усилия в таблицах указаны в Ньютонах.

Правильный выбор пневмоцилиндра зависит от ряда факторов и требует анализа и сопоставления нескольких. параметров Вот некоторые важные шаги, которые помогут вам правильно подобрать пневмоцилиндр:

• Определите требования: Изучите задачу, которую вы хотите решить с помощью пневмоцилиндра. Определите требуется перемещение, сила, скорость и другие параметры, которые нужно учесть.
• Рабочее давление: Определите максимальное рабочее давление, которое можно подать на пневмоцилиндр. Обратите внимание, что пневмоцилиндры имеют определенное рабочее давление, которое не должно быть превышено для обеспечения безопасной и эффективной работы и редко превышает 8,5 бар.
• Необходимая сила: Вычислите требуемую силу для выполнения задания. Это позволит определить минимальный необходимый диаметр пневмоцилиндра, используя формулу, описанную в предыдущем ответы. Учтите, что необходимая сила может изменяться в зависимости от условий работы и дополнительных факторов, таких как трение и инерция.
• Размеры и ограничение пространства: Учитывайте ограничение пространства, в котором будет установлено пневмоцилиндр. Убедитесь, что выбранный цилиндр физически подходит и может быть установлен в нужном месте.
• Тип цилиндра: Выберите тип цилиндра, который отвечает вашим потребностям. Например, односторонний или двусторонний действующий, поршневой или бесштоковый, в зависимости от требуемого движения и функциональности.
• Дополнительные функции и аксессуары: В зависимости от требований, может потребоваться определенные дополнительные функции или аксессуары, такие как датчики, клапаны, пневматические коннекторы и т.д. Учтите их при выборе пневмоцилиндров.
• Консультация с экспертом: Если у вас возникают сложности или вы не уверены в выборе, рекомендуем проконсультироваться с нашим инженером в области пневматики. Они смогут оценить вашу задачу более подробно и предложить наиболее подходящее решение.

Гидроцилиндр и пневмоцилиндр – это два разных типа цилиндров, которые используются для преобразования энергии в движение в разных системах. Они отличаются основными принципами работы и источниками энергии, используемые для их функционирования.

Гидроцилиндр

Гидроцилиндр использует жидкость (обычно гидравлическое масло) в качестве рабочей среды для создания силы, необходимой для перемещения поршня. Гидравлическая система питается от гидравлического насоса, приводимый в действие электрическим или механическим источником энергии. Гидроцилиндры обладают высокой силой и способны работать под высокими давлениями. Они широко применяются в тяжелых промышленных и мобильных системах, где требуется большая сила и погрузка.

Пневмоцилиндр

В Пневмо цилиндрах использует сжатый воздух в качестве рабочей среды для перемещения поршня. Воздух подается в цилиндр через компрессор, который сжимает воздух и поддерживает рабочее давление. Пневмоцилиндры обычно имеют более низкую силу по сравнению с гидроцилиндрами, но они компактны, легкие и простые в использовании. Они широко применяются в автоматизированных системах, производственных линиях, робототехнике и других процессах, где требуется относительно низкая сила.

Основные отличия между гидроцилиндром и пневмоцилиндром

• Рабочая среда: Гидроцилиндр использует гидравлическое масло, а пневмоцилиндр использует сжатый воздух.
• Источник энергии: гидроцилиндр питается от гидравлического насоса, а пневмоцилиндр – от компрессора.
• Сила и давление: Гидроцилиндры имеют большую силу и способны работать под высокими давлениями. Пневмоцилиндры имеют более низкую силу и работают при низких давлениях.

Гидроцилиндры широко применяются в тяжелых промышленных и мобильных системах, а пневмоцилиндры – в автоматизированных системах, робототехнике и других приложениях, где требуется относительно низкая сила.

Выбор между гидроцилиндром и пневмоцилиндром зависит от конкретных требований процесса, таких как сила, быстрота, точность, стоимость и доступность источников энергии.

Но если вам нужно получить большое усилие выдвижения штока, но нет возможности или желания. покупать гидроцилиндр, масло станцию ​​и дорогое гидравлическое масло, оптимально использовать Гидро-пневмоцилиндр.

Гидро-пневматический цилиндр

Гидро-пневматический цилиндр (известен также как гидро-пневмоцилиндр или гидро-пневматический привод) серии CPT – это тип цилиндра, комбинирующий принципы работы гидравлического и пневматического цилиндров. Он использует как гидравлическую, так и пневматическую энергию для перемещения поршня.

Гидро-пневматический цилиндр состоит из двух основных частей: гидравлической и пневматической. Гидравлическая часть содержит гидроцилиндр, использующий гидравлическое масло и гидравлическую систему. для создания силы Пневматическая часть включает пневмоцилиндр, использующий сжатый воздух. для создания движущей силы для гидравлической системы

Работа гидро-пневматического цилиндра происходит так: гидравлическая система придает основную силу для перемещение поршня, а пневматическая система создает силу и энергию для движения гидравлической системы.

Гидро-пневматические цилиндры широко применяются в различных промышленных и автоматизированных системах. где требуется комбинированное использование гидравлической и пневматической энергии. Их главными преимуществами являются высокая сила гидравлического цилиндра и быстрый ход и отзывчивость пневматического цилиндра.

Пневмоцилиндры обычно не требуют дополнительной смазки внутри самого цилиндра. Внутренние поверхности пневмоцилиндров обычно имеют специальное покрытие, такое как анодирование, которое обеспечивает. снижение трения и предотвращает износ. Это позволяет цилиндру работать без дополнительной смазки.

С момента производства в цилиндрах уже заложена консистентная смазка, имеющая большой срок. службы и меняется во время ремонта пневмоцилиндров, это смазка при необходимости вы можете приобрести по этой ссылке.

В некоторых случаях такие как большая скорость и цикличность работы, длительный срок службы цилиндра. (более 1 года) можно добавлять в цилиндр с помощью маслораспылителя масло серии ISO VG 32, какое совместимо с уплотнениями внутри цилиндра, но помните — жидкое масло вымывает смазку, которую мы заложили в процессе производства, и после начала подачи масла нельзя прекращать его подачу, т.к. в таком случае уплотнения будут работать «на сухую», что приведет к быстрому их выходу из строя.

При автоматизации производственных действий пневматический цилиндр интегрируется в разные установки. В большинстве случаев корпус цилиндра, состоящий из гильзы и крышек, остается неподвижным или вращается вокруг штока с помощью шарниров. Шток передвигает объект управления между крышками, придавая ему силу.

Однако иногда возникают задачи, где шток имеет фиксированную точку крепления, а корпус двигается относительно поршня со штоком, передавая силу объекту управления.

Элементы, фиксирующие цилиндр обычно называются "крепежами". Они могут быть подвижными, т.е. иметь шарниры с разными степенями свободы или быть жесткими. Шарнирные крепления, кроме фиксации цилиндра, также обеспечивающие разгрузку штока от радиальных нагрузок.

Примеры неподвижных креплений:

• А: Крепление за крышку. Цилиндр фиксируется прямо за переднюю или заднюю крышку с помощью винтовых соединений, где шпильки с гайками имеют внутреннюю резьбу.
• Фланец. Фланец представляет собой плиту, устанавливаемую на переднюю или заднюю крышку цилиндра. Фланец удобен для вертикальной установки цилиндра со штоком вверх на поверхность без сквозных отверстий, где нет доступа к гаек шпилек. При горизонтальной установке на задней крышке (за исключением короткоходовых цилиндров) не рекомендуется использование фланца, так как вес цилиндра и штока с груженым объектом вызывает изгиб фланца. То же касается закрепления за заднюю крышку.
• В: Лапы. Лапы используются для закрепления цилиндра за обе крышки, когда необходимо гарантированное соосное движение штока цилиндра и объекта управления.

Примеры подвижных креплений:

• D и F: задний цилиндрический шарнир. Одна часть шарнира, которая называется цапфой, крепится к крышке цилиндра. Вторая часть, называемая подвеской, крепится к механизму. Подвеска и цапфы соединяются стержнем (осью) и стопорными кольцами.
• Е: Передняя цапфа. Поскольку шток проходит через переднюю крышку, передняя цапфа с отверстием является единственным подвижным возможным креплением для передней крышки. Опора для цапфы, обеспечивающая шарнирное соединение, которое должно быть предусмотрено в конструкции механизма.
• G: центральная подвеска. Она крепится к гильзе цилиндра в любом месте между крышками и является одной из составляющих цилиндрического шарнира. В ответной части используются специальные кронштейны. При больших диаметрах цилиндров на шпильках делают резьбу для крепления центральной подвески, поскольку большие силы трения могут возникнуть при креплении подвески к шпилек круглого сечения.

Присоединение штока:

• Прямое резьбовое соединение: При свободном закреплении объекта управления или движении объекта по горизонтальной поверхности, параллельной оси цилиндра, шток может быть прямо закреплен на объекте с помощью резьбового соединения и гайки.
• Крепление с помощью вилки:
  1. Вилка: Добавляет одну вращательную степень свободы. При возникновении несоосных нагрузок между объектом и цилиндром вилка позволяет объекту совершать вращательное движение вокруг оси цилиндрического шарнира, предотвращая изгиб штока.
  2. Разгрузка штока: Если объект отклоняется от оси цилиндра на угол при выдвижении, радиальная перегрузка передается на шток, втулку, манжеты и т.д. Путем правильной ориентации цилиндрического шарнира (вилки), можно компенсировать угол и разгрузить шток.

Важно помнить, что увеличение скорости пневмоцилиндра может иметь ограничения и возможны негативные последствия.

Перед тем, как пытаться увеличить скорость работы пневмоцилиндров, сверьте с диаграммой максимально допустимые скорости движения штока:

Для увеличения скорости пневмоцилиндра можно применить несколько подходов:

• Повышение давления воздуха: Повышение рабочего давления в пневматической системе может увеличить быстроту движения цилиндра. Однако следует учитывать предельное рабочее давление, рекомендованное для конкретного пневмоцилиндра
• Использование более мощного компрессора: Если компрессор, поставляющий сжатый воздух в пневматическую систему, имеющую большую производительность, это может увеличить подачу воздуха и, соответственно, увеличить скорость пневмоцилиндра.
• Использование более широких воздушных линий: Ограниченный поток воздуха через узкие воздушные линии может замедлить скорость пневмоцилиндра. Установка трубопроводов и клапанов большего словного диаметра может увеличить пропускную способность и скорость движения цилиндра. Дополнительно можно купить клапаны быстрого выхлопа для пневмоцилиндра, которые помогут быстрее сбрасывать воздух в атмосферу из полости, противоположной наполняющейся. Это устраняет противоусилие и повышает скорость работы цилиндра.
• Выбор большего размера пневмоцилиндра: Использование пневмоцилиндров с большим диаметром может обеспечить более высокую скорость движения. Больший диаметр пневмоцилиндра может создать большее силу и более высокую скорость при заданном давлении.
• Минимизация нагрузки и трения: Убедитесь, что пневмоцилиндр работает с минимальным погрузкой и трением. Смазка или использование уплотнений с меньшим трением могут снизить сопротивление и увеличить скорость.

После того, как Вы определились со скоростью работы цилиндра, обратите внимание на торможение штока в конце хода. Так как по увеличению скорости будет и увеличиваться кинетическая энергия, развивающимся цилиндром.

При большой скорости работы цилиндра мы рекомендуем использовать цилиндры с пневматическим демпфированием в конце хода серии SC-MS или SC-DNG, SC-DNI, SC-CPI.

Пневматическое демпфирование

Торможение объекта управления происходит на последнем участке перемещения поршня, который зависит от диаметра поршня и может составлять от 10 до 50 мм. Система торможения реализована конструктивно и срабатывает автоматически. Она обеспечивает постепенное уменьшение площади сечения отверстия для сброса воздуха в атмосферу. Уменьшение площади проходного сечения создает воздушную подушку в конце хода, что приводит к повышению давления полости для сброса воздуха. В результате изменяется знак ускорения, что приводит к уменьшению скорости и запуска фазы торможения поршня, штока и связанного с ним объекта управления.

При большой скорости работы и при большой массе закрепленной на штоке пневмоцилиндра пневматическое демпфирование не способно справиться с поглощением кинетической энергии, в таком случае требуется использовать гидродемпферы.

Гидроамортизатор

Гидроамортизатор (гидродемпфер) – это устройство, которое используется для контроля и смягчение движения поршня в пневматическом цилиндре. Он является гидравлическим амортизатором, который обеспечивает более плавное и контролируемое замедление движения поршня в конечных положениях. Они бывают 2-х типов: не регулируемые (серия SC-AC ) и регулируемые (серия SC-AD )

Гидроамортизатор состоит из поршня, цилиндра и гидравлической жидкости обычно масла. При движении поршня внутри цилиндра, гидравлическая жидкость перемещается через поршень, создавая сопротивление и замедляя движение поршня. Это позволяет контролировать скорость и смягчить ушибы. и вибрации при достижении конечных положений

Преимущества использования гидроамортизаторов для пневмоцилиндров включают:

• Смягчение ударов и вибраций: Гидроамортизаторы позволяют снизить влияние ударов и вибраций. при достижении конечных положений поршня, что способствует улучшению безопасности и повышению надежности. системы.
• Контроль скорости: Гидравлическое сопротивление, создаваемое гидроамортизатором, позволяет более точно. контролировать скорость движения поршня. Это особенно полезно для процессов, требующих плавного и контролируемого перемещения.
• Защита от повреждений: Гидроамортизаторы помогают защитить пневмоцилиндр и другие. компоненты системы от повреждений, предотвращая резкие и сильные удары при движении поршня.