cilindri pneumatici cilindro pneumatico: applicazioni, criteri di selezione e guida pratica

Alesaggio, corsa e forza: i numeri da risolvere per primi

Un cilindro pneumatico trasforma la pressione in forza lineare. La forza di estensione teorica è la pressione relativa moltiplicata per l'area del pistone. La forza di ritrazione è inferiore perché lo stelo occupa parte della faccia del pistone: un alesaggio di 63 mm a 0,6 MPa produce circa 1.870 N in estensione, ma circa 1.680 N in retrazione con uno stelo da 20 mm. Questa differenza è trascurabile in una pinza semplice e significativa in una pressa in cui entrambe le direzioni svolgono un vero lavoro.

La forza reale è inferiore alla teoria. L'attrito delle guarnizioni dello stelo e del pistone, più la molla di ritorno nelle versioni a semplice effetto, consuma tipicamente il 10-15%. Il diametro dovrebbe quindi essere selezionato rispetto alla pressione più bassa effettivamente erogata dall'impianto alla macchina, non alla pressione nominale al compressore.

L'ictus viene spesso trattato come una misurazione piuttosto che come una decisione ingegneristica. Due abitudini prevengono la maggior parte dei problemi: lasciare una corsa sufficiente affinché il pistone non tocchi mai il fondo contro il cappuccio terminale e mantenere alcuni millimetri di corsa di ammortizzazione su ciascuna estremità in modo che l'ammortizzatore regolabile deceleri il carico invece che il cappuccio terminale assorba l'impatto.

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Quale tipo di cilindro è adatto alla macchina

Tre famiglie coprono la maggior parte delle applicazioni industriali. La scelta è normalmente guidata dallo spazio di montaggio, dai requisiti di guida e dal modo in cui il cilindro si interfaccia con il resto della macchina.

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Quanto costa far funzionare una bombola pneumatica

La forza è un calcolo una tantum. Il consumo d'aria è un costo di esercizio che si ripete ad ogni ciclo. Il volume di aria libera per corsa corrisponde all'area del pistone moltiplicata per la corsa e il rapporto di pressione assoluto; a 0,6 MPa relativi (7 bar assoluti) una corsa di estensione di 100 mm consuma quanto segue:

Un singolo cilindro con alesaggio di 63 mm e corsa di 100 mm che esegue 20 cicli al minuto aspira circa 2,6 m3 di aria libera all'ora solo durante la corsa di estensione e circa 5,2 m3/h quando anche la corsa di ritorno funziona a piena pressione. Moltiplicatelo per ogni cilindro della linea e la domanda sul dimensionamento del compressore risponderà da sola. Il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti ha stimato che le perdite da sole possono sprecare circa il 20% della potenza di un compressore, quindi un circuito con guarnizioni usurate o raccordi allentati ti carica due volte: una volta con aria sprecata, una volta con tempi di ciclo instabili.

Dove i cilindri pneumatici effettivamente falliscono

I fallimenti sono raramente casuali. Seguono la geometria del cilindro e il diagramma seguente mostra dove inizia ciascuno.

• La fuoriuscita di aria dal cappuccio anteriore solitamente indica una guarnizione dello stelo usurata, spesso causata da un'asta rigata o corrosa piuttosto che dalla guarnizione stessa.
• Strisciamento o deriva sotto i punti di carico verso il bypass interno oltre la guarnizione del pistone o verso una valvola direzionale che non sigilla più.
• Le rigature e le vaiolature dell'asta sono dovute al trascinamento di acqua e alla polvere abrasiva, il che è un problema di filtrazione prima che un problema del cilindro.
• Il caricamento laterale usura la boccola anteriore e ovalizza l'alesaggio; la soluzione ideale è un'unità guidata o un cilindro con corsa più lunga con guida esterna.
• Le viti dell'ammortizzatore lasciate completamente chiuse trasformano ogni colpo in un impatto e il rumore è il suono dei cappucci terminali che vengono martellati.

Il nostro guida all'uso e alla manutenzione del cilindro illustra la sequenza di ispezione in modo più dettagliato, dai controlli della pressione agli intervalli di sostituzione delle guarnizioni.

Guarnizioni, filtrazione e ambienti difficili

Una lista di controllo dell'approvvigionamento per acquirenti OEM e MRO

1. Intervallo di pressione di esercizio sulla macchina, non sul compressore.
2. Alesaggio e corsa, con tolleranza di ammortizzazione indicata separatamente.
3. Dimensioni standard di montaggio e staffa, soprattutto se la sostituzione deve adattarsi ai fori esistenti.
4. Tipo di ammortizzazione e se è necessaria la regolazione su entrambe le estremità.
5. Materiale di tenuta adatto alla temperatura, al fluido e alla velocità del ciclo.
6. Tipo con pistone magnetico e interruttore se è richiesto il feedback della posizione.
7. Kit di guarnizioni di ricambio, disponibilità dell'asta e tempi di consegna per ordini ripetuti.

Un fornitore in grado di rispondere a queste domande da una scheda tecnica piuttosto che dalla memoria è solitamente quello che risponde ancora alle domande dopo il terzo riordino. SENYA produce cilindri e valvole pneumatici a Ningbo dal 1994 ed esporta in più di 30 paesi. Se la vostra applicazione non rientra nell'intervallo standard (corse lunghe, velocità di ciclo elevate, atmosfere corrosive) parla con i nostri ingegneri prima che il disegno venga congelato.

Domande frequenti sui cilindri pneumatici