A pneumatikus hengerek kiválasztásának alapjai
A pneumatikus hengerek fontos alkatrészei a pneumatikus rendszereknek, amelyek sűrített levegővel mechanikus mozgásokat hoznak létre. Sokféle alkalmazásban használják őket, például a feldolgozóiparban, az üzemépítésben vagy az egyedi gépgyártásban.
Mi az a pneumatikus henger?
A pneumatikus henger vagy sűrített levegős henger egy olyan vezérlőegység, amely sűrített levegőt használ az erő lineáris mozgássá alakításához. Pneumatikus rendszerekben a sűrített levegőt a kompresszortól a fogyasztókhoz vezető csővezetékeken keresztül szállítják. Itt különféle elemek, például hengerek működtetése révén mechanikus mozgásokká alakul át. A hengerek általában lineáris mozgásokat végeznek, de erőátviteli alkatrészekkel billenő mozgásokat is végezhetnek. Általában hengeres házból, dugattyúból és dugattyúrúdból állnak, és különböző alkalmazásokban használják őket erőátvitelre vagy tárgyak emelésére és mozgatására. A megfelelő pneumatikus henger kiválasztása az adott alkalmazás követelményeitől függ. Fontos tényezők például a lökethossz, az erő, az üzemi nyomás és a hőmérséklet.
A pneumatikus hengerek felépítése
A pneumatikus hengerek általában a következő fő komponensekből állnak:
- Hengeres ház: A hengeres ház formája hasonló egy csőhöz vagy egy „dobhoz”, és általában acélból készül. Egyéb alkatrészeket is tartalmaz, például a dugattyút, a dugattyúrudat és tömítőelemeket.
- Csatlakozások: A csatlakozások a pneumatikus henger végén találhatók. Sűrített levegő léphet be vagy ki rajtuk keresztül.
- Dugattyú: A dugattyú a henger belsejében található, és sűrített levegő mozgatja.
- Dugattyúrúd: A dugattyúrúd a hengercsőben található, és a hajtódugattyúhoz csatlakozik. A dugattyú lineáris mozgását a dugattyúrúd viszi át más gépalkatrészekre.
- Tömítőelemek: A tömítőelemek biztosítják a hengerben lévő nyomás fenntartását, illetve kompenzálását.
(1) Dugattyúrúd (2) Hengeres ház (3) Csatlakozások (4) Dugattyú (5) Tömítőelemek
A pneumatikus hengerek működési elv szerinti megkülönböztetése
A pneumatikus hengerek a nyomás- és térfogatváltozás elve alapján működnek. A hengerbe irányított sűrített levegő mozgatja a dugattyút. A működési elvtől és az erő alkalmazásától függően különbséget teszünk az egyszeres és kettős hatású pneumatikus hengerek között.
Az egyszeres hatású pneumatikus hengernek egyetlen csatlakozása van. Sűrített levegő lép be ezen a csatlakozáson keresztül, amitől kinyúlik a dugattyúrúd. Az egyszeres hatású pneumatikus hengerek működési elve miatt az erő csak egy irányba fejthető ki. Ha a sűrített levegő kieresztése ugyanazon a csatlakozáson keresztül történik, a rúd visszaáll eredeti helyzetébe. A rúd visszahúzása visszahúzó rugóval vagy külső erővel vezérelhető.
A kettős hatású pneumatikus henger mindkét irányban működik. Két sűrített levegős csatlakozással rendelkezik, amelyek felváltva nyomás alá helyezik a pneumatikus hengert mindkét oldalról. Ily módon a dugattyúrúd előre és hátra mozog. Attól függően, hogy melyik oldalra kerül sűrített levegő, a pneumatikus henger szabályozza a mozgás irányát, és mindkét irányban kifejti teljes erejét.
A pneumatikus hengerek különböző változatai
A pneumatikus hengereknek különböző változatai vannak. A lenti magyarázatok a leggyakoribb és/vagy legismertebb változatok közé tartoznak, és példaként szolgálnak. Ezeken kívül különböző speciális alkalmazásokhoz más változatok is léteznek.
Pneumatikus henger végállás-csillapítással
A végállás-csillapítással rendelkező sűrített levegős hengerek elasztikus pufferekkel vagy állítható fojtószelepekkel vannak felszerelve, hogy enyhén lassítsák a dugattyúrúd mozgását, mielőtt elérné a végállását. Ez a csillapítás védelmet nyújt az ütésekkel szemben, és növeli a rendszer élettartamát azáltal, hogy megakadályozza, hogy a dugattyú túl nagy sebességgel hasson a henger aljára.
Rúd nélküli henger
A rúd nélküli sűrített levegős hengerek a pneumatikus hengerek speciális formái, amelyek a kiálló dugattyúrúd hiánya miatt különböznek a hagyományos hengerektől. A dugattyú a hengeren belül mozog, és az erőt külső vezetőn, szíjon vagy lineáris működtető oldalsó rögzítésén keresztül továbbítja. Ez a fajta kialakítás lehetővé teszi a hosszabb lökethosszt kompaktabb formában, így különösen alkalmassá teszi pontos alkalmazásokhoz és térbeli korlátozások esetén.
Szinkron pneumatikus henger
A szinkron sűrített levegős hengerben a hengerek úgy vannak kialakítva, hogy egymással szinkronban működjenek. Ez lehetővé teszi, hogy az összes henger egyszerre és ugyanazzal a sebességgel mozogjon. Mindez lehetővé teszi a megmunkálási folyamatok optimalizálását, mivel a szinkron mozgás lehetővé teszi az egyetlen henger intenzitását meghaladó mozgásokat is. Szinkron pneumatikus hengereket gyakran használnak olyan alkalmazásokban, ahol pontos és egyenletes mozgásra van szükség, például az összeszerelési és a csomagolási technológiánál.
Többállású hengerek
Az ilyen típusú henger több kettős hatású sűrített levegős hengerből is áll, amelyek közvetlenül kapcsolódnak egymáshoz. A sűrített levegő alkalmazásától függően az egyes hengerdugattyúk különböző irányban nyúlnak ki. Ha például két különböző lökethosszúságú henger van csatlakoztatva, a működtetés és a löketosztás négy olyan állást eredményez, amelyet a henger fel tud venni. Többállású hengereket általában akkor használnak, ha több célállásra van szükség, például csomagolási és összeszerelési technológiánál.
Membrános hengerek
A membrános hengerek szintén a pneumatikus hengerek osztályába tartoznak, és a sűrített levegős hengerrel ellentétben dugattyú helyett flexibilis membránnal vagy harmonikával rendelkeznek. A membrán a sűrített levegő ellátására reagálva kitágul, mozgást és erőt hozva létre. A membrános hengerek egyik előnye, hogy olyan környezetben tudnak működni, ahol a szivárgási vagy szennyeződési veszélyeket el kell kerülni, mivel nincs szükség a hengerből kiálló dugattyúrudakra vagy tömítésekre. Ezért ideálisak tiszta és steril alkalmazásokhoz.
A pneumatikus hengerek kiválasztása
A pneumatikus henger kiválasztásakor a terhelésnek egy bizonyos sebességgel történő mozgatásához szükséges erő kulcsfontosságú szerepet játszik. A henger erejének kissé nagyobbnak kell lennie, mint a terhelés mozgatásához szükséges erő. Az, hogy mennyi erő keletkezik, számos tényezőtől függ, többek között az üzemi nyomástól és a dugattyú effektív átmérőjétől. A pneumatikus henger F erőhatásának kiszámítására szolgáló alapképlet:
Ahol p a dugattyúra gyakorolt nyomás, a pedig az az effektív felület, amely a levegővel érintkezik. A d dugattyú átmérője alapján számítható ki az a effektív felület:
A p üzemi nyomás és az a meghatározott felszíni terület felhasználásával ekkor meghatározható a potenciális maximális erő, így a henger maximális teljesítménye is. A valóságban azonban a vezetékek és szelepek súrlódása vagy nyomásesése miatt az erő valamivel alacsonyabb lehet. Meg kell említeni azt is, hogy a fenti képletek és az erő kiszámítása az egyszeres hatású pneumatikus hengerekre vonatkozik. Kettős hatású pneumatikus hengerek esetén a számításnak a kihelyezési ütem mellett a visszatérő ütemet is figyelembe kell vennie.
A pneumatikus hengerek előnyei és hátrányai
A pneumatikus hengereket számos előny jellemzi. Fontos tényező robusztus felépítésük. Különböző környezeti hatásoknak és mechanikai igénybevételeknek is ellenállnak. Egyszerű kialakításuknak köszönhetően a sűrített levegős hengerek először is olcsóbbak, mert nem igényelnek összetett elektronikát vagy vezérlőket, másodszor pedig karbantartásuk és javításuk is könnyebb, mint például az elektronikus vagy hidraulikus rendszereké. Emellett meg kell említeni, hogy a pneumatikus hengerek nagyon tisztán működnek, mivel csak sűrített levegőt alkalmaznak. Még akkor sincs szennyeződés, ha a levegő kiszivárog. Ezenkívül az összeszerelés nagyon egyszerű, mivel a kilépő levegő közvetlenül a környezetbe léphet, így nincs szükség komplex visszatérő vezetékekre.
Ennek egyik hátránya, hogy a pneumatikus hengerek optimális működéséhez tiszta és száraz levegőre van szükség. A levegőben lévő szennyeződés vagy nedvesség idő előtti kopást vagy páralecsapódást okozhat a rendszerben, ami ronthatja a hengerek hatékonyságát és élettartamát. Egy másik szempont, amit figyelembe kell venni, az úgynevezett akadozó csúszási hatás. Ez a hatás a szilárd testek egymáson való csúszására utal, és akkor fordul elő, ha a statikus súrlódás jelentősen nagyobb, mint a csúszó súrlódás. Mivel a pneumatikus hengerek statikus súrlódásának erői körülbelül kétszer akkorák, mint a csúszó súrlódásé, az akadozó csúszási hatás néha nagyon gyorsan kialakulhat.
A pneumatikus hengerek alkalmazási területei
A pneumatikus hengereket számos iparágban és alkalmazásban használják. Gyakran használják gépészmérnöki és üzemmérnöki feladatokhoz ismétlődő mozgásokhoz például automatizált gyártósoroknál. A sűrített levegős hengereket olyan feladatok elvégzésére használják, mint a befogás, forgatás vagy emelés. A pneumatikus hengereket szállítórendszereknél is használják például csúszdák nyitására vagy zárására, vagy az anyagok egyik szalagról a másikra való mozgatására.
Kattintson ide, ha többet szeretne megtudni erről az alkalmazásról.
A MISUMI számos kiváló minőségű pneumatikus hengert kínál különböző verziókban. Válassza ki az alkalmazáshoz megfelelő pneumatikus hengert. A MISUMI online áruházában számos pneumatikus tartozékot is talál, például szelepeket, adaptereket, érzékelőket és kompresszorokat.
