Poznaj swoją pneumatykę: Jednostronnego czy dwustronnego działania? Wybór odpowiedniego siłownika

Najpopularniejsza konstrukcja siłownika pneumatycznego składa się z tłoka i tłoczyska poruszających się wewnątrz zamkniętego cylindra w linii prostej, aby zapewnić ruch liniowy. Ten rodzaj siłownika liniowego jest stosowany w różnych sektorach przemysłu, w automatyce przemysłowej i maszynach pakujących, a także w transporcie i w zastosowaniach z zakresu nauk przyrodniczych.

Wybierając siłownik liniowy, należy pamiętać, że możemy podzielić je na dwa typy ze względu na ich zasadę działania: jednostronnego i dwustronnego działania. Omówimy te odmiany, typowe zastosowania, a także ich zalety i wady.

Siłowniki jednostronnego działania

Siłownik jednostronnego działania to taki, w którym siła nacisku lub siła wyjściowa jest wytwarzana tylko w jednym kierunku.

Tłok jest cofany przez sprężynę zamontowaną w siłowniku lub poprzez oddziaływanie czynników zewnętrznych, takich jak ciężarek, ruch mechaniczny, grawitacja bądź sprężyna zewnętrzna. Takie siłowniki mają jedno przyłącze, którym podawane jest sprężone powietrze przesuwające tłok w żądane położenie.

Istnieją dwa typy siłowników jednostronnego działania:

• Typ „wysuwający” – w którym podanie powietrza pod ciśnieniem generuje siłę nacisku „wysuwającą” tłok.

• Typ „wsuwający” – w którym podanie powietrza pod ciśnieniem generuje siłę nacisku „wsuwającą” tłok.

Siłowniki jednostronnego działania, takie jak produkowana przez firmę Parker seria P1P, wykorzystuje się zazwyczaj w zastosowaniach wymagających ruchu sterowanego tylko w jednym kierunku, czyli np. zaciskanie, pozycjonowanie, zaznaczanie, uderzanie lub lekkie czynności montażowe.

Zalety:

• Prosta konstrukcja.

• Niewielkie rozmiary.

• Niższe koszty zaworów i rurociągów.

• Zużycie powietrza jest o połowę mniejsze niż w przypadku porównywalnej wielkości siłownika dwustronnego działania.

Wady:

• Powietrze po tej stronie siłownika, gdzie znajduje się sprężyna powrotna, jest odprowadzane do atmosfery, co może skutkować przedostaniem się do środka ciał obcych, a w konsekwencji awarią i skróceniem okresu eksploatacji siłownika.

• Z biegiem czasu działanie sprężyny może stać się nierówne i nie gwarantować już powtarzalności położeń krańcowych.

• Rozmiar otworu i skok siłownika nie mogą przekroczyć określonych wartości z powodu ograniczeń wynikających z rozmiaru sprężyny i działającej siły.

• Niewielki spadek siły w wyniku oddziaływania sprężyny w przeciwnym kierunku.

Siłowniki dwustronnego działania

Siłownik pneumatyczny dwustronnego działania to taki, w którym siła nacisku lub siła wyjściowa jest wytwarzana zarówno w kierunku wysuwania, jak i wsuwania. Siłowniki dwustronnego działania mają przyłącza na obu końcach, a wysuwanie lub wsuwanie tłoka jest realizowane przez naprzemienne podawanie powietrza pod wysokim ciśnieniem przez te przyłącza, co jest konieczne, gdy obiekt musi zostać przesunięty w obu kierunkach, np. w przypadku otwierania i zamykania bramy.

Powietrze pod ciśnieniem doprowadzane jest naprzemiennie do przeciwległych końców tłoka. Pod jego działaniem generowana jest siła zarówno w trakcie wysuwu (wypychanie), jak i wsuwu (ciągnięcie).

Siłowniki dwustronnego działania są zazwyczaj wykorzystywane we wszystkich zastosowaniach, w których wymagane są siły i długości skoku przekraczające możliwości siłowników jednostronnego działania. Małe siłowniki dwustronnego działania są również używane tam, gdzie wymagane są dodatnie położenia krańcowe dla obu skoków.
 

Siłowniki dwustronnego działania, takie jak seria P1F firmy Parker, są najpowszechniej stosowanymi ze wszystkich konstrukcji siłowników liniowych. Stanowią około 95% wszystkich siłowników używanych w pneumatycznych obwodach sterujących.

Zalety:

• Zasadniczo normy ISO opierają się na konstrukcji siłowników dwustronnego działania.

• Gama siłowników dwustronnego działania jest szersza niż siłowników jednostronnego działania, co przekłada się na znacznie większą różnorodność pod względem rozmiarów otworów i długości skoku.

• Dostępnych jest wiele odmian podstawowej konstrukcji siłowników dwustronnego działania.

Wady:

• Nie można go zatrzymać w położeniu pośrednim.

• Powietrze jest ściśliwym medium – jeśli siłownik pneumatyczny ma być wykorzystywany jako siłownik posuwowy, musi być podłączony do hydraulicznego siłownika pomocniczego w celu zapewniania stałego posuwu.

• Siłowniki o długim skoku wymagają odpowiedniego prowadzenia tłoczyska.

Dowiedz się więcej

Poznaj 6 kroków wyboru siłowników liniowych opisanych na naszym blogu Dowiedz się więcej o pneumatyce: Dobór siłowników liniowych

Artykuł napisany przez Kevina Hilla, menedżera produktu w branży siłowników pneumatycznych na Europę, Pneumatic Division Europe, Parker Hannifin Corporation.

Related Content:

Siłowniki beztłoczyskowe o dużej obciążalności rewolucjonizują automatyzację fabryk

Know Your Pneumatics: Selecting a Pneumatic Cylinder | Operating Environments

Know Your Pneumatics: 3 Ways to Adopt Advances in Pneumatic Valve Technology

Know Your Pneumatics: Rodless Linear Actuators with Integrated Valves - 5 Advantages

Know Your Pneumatics: Safety & Understanding Rod Locking Cylinders

• Cylinders & Actuators
• Pneumatics