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Il Cilindro Pneumatico e le condizioni ambientali

Il cilindro pneumatico e le condizioni ambientaliE’ necessario considerare in modo corretto tutti gli aspetti ambientali in cui viene impiegato un cilindro pneumatico, se si vuole garantire un certo grado di affidabilità e minimizzare i costi di fermo macchina.

Un cilindro pneumatico standard è composto da una testata posteriore, una canna, un pistone, uno stelo, una testata anteriore con bussola di guida stelo e un raschiaolio. Il design del cilindro è conforme agli standard ISO e la sua funzione è quella di soddisfare le molteplici esigenze applicative presenti nell’industria e nell’automazione di fabbrica. Solitamente la canna e la testata posteriore sono costruiti in alluminio, per garantire la robustezza e la leggerezza necessaria, mentre lo stelo del pistone è costruito in acciaio cromato oppure in acciaio inossidabile.

La corretta selezione del cilindro pneumatico per ciascuna applicazione, non può prescindere da due principi fondamentali. Il primo fa riferimento alle prestazioni richieste, mentre il secondo fa riferimento all’ambiente industriale in cui il cilindro viene impiegato. Tenere in considerazione entrambe i principi, consente di effettuare la scelta migliore in ciascun caso pratico. Partendo dal primo principio, sarà necessario disporre di alcune informazioni di base relative all’applicazione, come la pressione dell’aria, la velocità e la forza richieste al cilindro. Tra gli ulteriori fattori da valutare, c’è anche la forza teorica massima - non dimenticando che questo valore dovrà essere più elevato del 50-100% rispetto la forza richiesta, così da considerare gli effetti dell’attrito, quelli dei potenziali carichi laterali sull’asta del pistone, e gli effetti della frenatura di fine corsa. I costruttori di cilindri pneumatici riportano già questi valori tra le specifiche tecniche oppure forniscono una guida per poterli calcolare in modo semplice.

Una volta analizzato il primo aspetto, occorre considerare i fattori ambientali tipici dell’applicazione; anche se non sono rari i casi in cui questi ultimi vengano ignorati nella scelta del cilindro. Se si vogliono ottimizzare le prestazioni e massimizzare la vita utile e l’affidabilità del cilindro è necessario procedere alla loro analisi. L’aspetto ambientale include anche la valutazione della temperatura, delle vibrazioni, del tipo di fluidi e dei materiali presenti.

PD1 XNel caso dei cilindri pneumatici standard, le caratteristiche prestazionali specifiche rientrano in un campo di temperatura compresa tra -20°C e +80°C, anche se esistono applicazioni che vanno oltre questi limiti. Per questa ultima ragione alcuni costruttori di cilindri pneumatici offrono delle varianti, che grazie a lubrificanti e guarnizioni speciali, consentono l’impiego dei cilindri anche in presenza di temperature al di sotto dei -40°C oppure al di sopra dei 150°C.

Vi sono altri aspetti legati all’ambiente di lavoro che potrebbero incidere significativamente sulla decisione finale. Per esempio in un ambiente secco “non aggressivo”, il cilindro non necessita di una superficie protetta, e lo stelo in acciaio cromato dovrebbe essere sufficiente. Al contrario, in ambiente umido con possibile presenza di nebbia salina, la superficie del cilindro deve essere protetta e lo stelo utilizzato in acciaio inossidabile.

Esistono poi altre particolari tipologie di ambienti di lavoro, come gli ambienti ATEX a rischio di esplosione, e gli ambienti presenti nell’industria alimentare e in quella delle bevande. In questi ultimi due settori vengono richiesti cilindri pneumatici con una certificazione specifica e cilindri con una struttura tale da ridurre il pericolo di sedimentazione di batteri. Un ulteriore problema legato agli ambienti per la produzione di alimenti è quello relativo ai frequenti lavaggi dell’area di lavoro che potrebbero danneggiare le guarnizioni statiche e quelle dinamiche dei cilindri. Per fronteggiare questo problema, è necessario indirizzare la scelta su di un cilindro autolubrificante con funzionamento dello stelo a secco.   

p1d sIn altri casi applicativi, è possibile che i depositi presenti sul pistone possano causare dei problemi; è il caso per esempio dei sedimenti di zucchero nell’industria alimentare, delle resine, asfalti e perfino del cemento. Il problema può essere risolto installando raschiaolio in metallo, anziché plastica o gomma, così da rimuovere eventuali residui dallo stelo, evitando l’insorgere di problemi alle parti interne del cilindro.

Le sfide che i cilindri pneumatici devono affrontare sono numerose, tanto quanto i settori in cui gli stessi vengono impiegati. La necessità di ricorrere alla sola manutenzione ordinaria per ridurre al minimo i costi di fermo macchina e mancata produzione, conferma come alla base della scelta di un cilindro pneumatico ci debba essere un’attenta analisi dei requisiti operativi e di quelli ambientali.

VikingPer le temperature eccezionalmente alte e basse, Parker propone i cilindri della serie P1D-X. Questa serie si caratterizza per i suoi materiali e sistemi di tenuta, progettati appositamente per specifici range di temperatura compresi tra i -40°C e i +150°C. Le testate e i pistoni sono realizzati interamente in metallo, mentre guarnizioni e grasso sono specificamente testati per assicurare il funzionamento ottimale a temperature estreme.
Nell’ambito delle valvole per il controllo dei cilindri pneumatici Parker propone la serie Viking Xtreme, una serie di valvole, robuste e versatili che combinano prestazioni elevate con il minimo ingombro. Queste valvole sono caratterizzate da alta portata, tempi di commutazione ridotti e bassa pressione di commutazione.
 

 

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