Pneumatiniai cilindrai varo daugybę pramoninių mašinų, tačiau daugelis inžinierių susiduria su pagrindinėmis cilindrų sąvokomis. Šių pagrindų supratimas padeda išvengti brangiai kainuojančių sistemos gedimų ir pagerina našumą.
Pneumocilindras - tai mechaninė pavara, kurioje suslėgto oro energija paverčiama linijiniu judesiu per cilindrinėje kameroje esantį stūmoklį ir strypą.
Praėjusį mėnesį padėjau Vokietijos automobilių gamykloje dirbančiam techninės priežiūros inžinieriui Marcusui išspręsti pasikartojančius cilindrų gedimus. Jo komanda kas mėnesį keitė cilindrus, nesuprasdama pagrindinių veikimo principų. Kai paaiškinome pagrindus, jų gedimų skaičius sumažėjo 80%.
Turinys
- Kaip veikia pneumatinis cilindras?
- Kokios yra pagrindinės pneumatinio cilindro sudedamosios dalys?
- Kokių yra pneumatinių cilindrų tipų?
- Kaip apskaičiuoti cilindro jėgą ir greitį?
- Kokios yra įprastos cilindrų naudojimo sritys?
Kaip veikia pneumatinis cilindras?
Pneumatiniai cilindrai veikia pagal paprastus slėgio principus, kurie oro energiją paverčia mechaniniu judesiu.
Suslėgtas oras patenka į cilindro kamerą, spaudžia stūmoklio paviršių ir sukuria jėgą, kuri tiesiškai judina stūmoklio strypą.
Pagrindinis veikimo ciklas
Cilindras veikia keturiais pagrindiniais etapais:
- Oro tiekimas: Suslėgtasis oras patenka per įleidimo angą
- Slėgio didinimas: Oro slėgis veikia stūmoklio paviršiaus plotą
- Jėgos generavimas: Slėgis sukuria jėgą (F = P × A)
- Linijinis judėjimas: Jėga juda stūmoklio ir strypo sąranka
Viengubo veikimo ir dvigubo veikimo
Balionai veikia skirtingai, priklausomai nuo oro tiekimo konfigūracijos:
| Cilindro tipas | Oro tiekimas | Grąžinimo metodas | Paraiškos |
|---|---|---|---|
| Viengubo veikimo | Vienas prievadas | Pavasarinis grįžimas | Paprastas padėties nustatymas |
| Dvigubo veikimo | Du prievadai | Oro grąžinimas | Tikslus valdymas |
Slėgio ir jėgos santykis
Pagrindinė lygtis reglamentuoja visas cilindro operacijas:
Jėga = slėgis × plotas
2 colių skersmens cilindrui, kurio slėgis 80 PSI:
Jėga = 80 PSI × 3,14 kvadratinių colių = 251 svaras
Greičio valdymo veiksniai
Cilindro greitis priklauso nuo kelių kintamųjų:
- Oro srauto greitis: Didesnis srautas padidina greitį
- Stūmoklio plotas: Didesniam plotui reikia didesnio oro kiekio
- Atsparumas apkrovai: Didesnės apkrovos sumažina greitį
- Tiekimo slėgis: Didesnis slėgis gali padidinti greitį
Kokios yra pagrindinės pneumatinio cilindro sudedamosios dalys?
Supratimas apie cilindrų sudedamąsias dalis padeda inžinieriams efektyviai parinkti, prižiūrėti ir šalinti gedimus pneumatinėse sistemose.
Pagrindinės cilindro sudedamosios dalys yra cilindras, stūmoklis, strypas, strypas, sandarikliai, galiniai dangteliai ir prievadai, kurie kartu paverčia oro slėgį linijiniu judesiu.
Cilindro cilindras
Būgne yra visi vidiniai komponentai ir suslėgtas oras:
Medžiagų parinktys
- Aliuminis: Lengvas, atsparus korozijai
- Plieno: Didelio stiprumo, didelio apkrovimo reikmėms
- Nerūdijantis plienas: Korozinė aplinka
Paviršiaus apdorojimas
Stūmoklio surinkimas
Stūmoklis oro slėgį paverčia mechanine jėga:
Stūmoklio medžiagos
- Aliuminis: Standartinės programos
- Plieno: Dideli jėgos reikalavimai
- Sudėtinis: Speciali aplinka
Sandariklių konfigūracijos
- O-Ring: Pagrindinis sandarinimas
- Taurės sandarikliai: Didelio slėgio taikymas
- V formos žiedai: Dvipusis sandarinimas
Strypų sudedamosios dalys
Strypas perduoda stūmoklio jėgą išorinei apkrovai:
Strypų medžiagos
| Medžiaga | Stiprumas | Atsparumas korozijai | Išlaidos |
|---|---|---|---|
| Chromuotas plienas | Aukštas | Geras | Žemas |
| Nerūdijantis plienas | Aukštas | Puikus | Vidutinis |
| "Hard Chrome | Labai aukštas | Puikus | Aukštas |
Strypų sandarikliai
- Valytuvų sandarikliai: Užkirsti kelią užteršimui
- Strypų sandarikliai: Užkirskite kelią oro nutekėjimui
- Atsarginės kopijos žiedai: Palaikykite pirmines plombas
Galiniai dangteliai ir montavimas
Galiniai dangteliai uždaro cilindrą ir suteikia montavimo galimybių:
Montavimo stiliai
- Klemensai2: Pasukamosios taikomosios programos
- Flanšas: Fiksuotas montavimas
- Strypas: Tvirtas montavimas
- Pėdos: Pagrindo montavimas
Kokių yra pneumatinių cilindrų tipų?
Skirtingi cilindrų tipai naudojami konkrečioms pramonės automatizavimo reikmėms ir atitinka tam tikrus eksploatacinius reikalavimus.
Įprasti pneumatinių cilindrų tipai yra viengubo ir dvigubo veikimo, bepakopiai cilindrai, rotacinės pavaros ir specialios konstrukcijos, skirtos konkrečioms reikmėms.

Vieno veikimo cilindrai
Vienpusio veikimo cilindrai naudoja oro slėgį tik viena kryptimi:
Privalumai
- Paprastas dizainas: Mažiau komponentų
- Mažesnės išlaidos: Mažiau sudėtinga konstrukcija
- Efektyvus oro: Naudoja orą tik viena kryptimi
Apribojimai
- Pavasario sugrįžimas: Ribota grąžinimo jėga
- Pozicijos kontrolė: Mažiau tikslus padėties nustatymas
- Greičio valdymas: Ribotas greičio reguliavimas
Dvigubo veikimo cilindrai
Dvigubo veikimo cilindrai naudoja oro slėgį abiem kryptimis:
Veiklos privalumai
- Dvipusė jėga: Maitinimas abiem kryptimis
- Tikslus valdymas: Geresnis padėties nustatymo tikslumas
- Kintamas greitis: Nepriklausomas ištraukimo ir įtraukimo greitis
Paraiškos
- Surinkimo linijos: Tikslus padėties nustatymas
- Medžiagų tvarkymas: Kontroliuojamas judėjimas
- Staklės: Tikslus padėties nustatymas
Cilindrai be strypų
Cilindrai be strypų užtikrina ilgą eigą be vietos apribojimų:
Dizaino tipai
- Magnetinė jungtis: Nekontaktinis jėgos perdavimas
- Kabelių cilindrai: Mechaninė jungtis
- Juostiniai cilindrai: Sandari juostinė jungtis
Privalumai
- Erdvės taupymas: Nėra išsikišusio strypo
- Ilgi smūgiai: Galima iki 20+ pėdų
- Didelis greitis: Mažesnė judanti masė
Specialūs cilindrai
Specializuotos konstrukcijos skirtos unikalioms reikmėms:
Kompaktiniai cilindrai
- Trumpas kūnas: Erdvės apribojimų turinčios taikomosios programos
- Integruoti vožtuvai: Supaprastintas montavimas
- Greitas prijungimas: Greita sąranka
Nerūdijančio plieno cilindrai
- Maisto klasės: FDA reikalavimus atitinkančios medžiagos3
- Plaunamas: IP67+ apsauga
- Atsparumas cheminėms medžiagoms: Atšiauri aplinka
Kaip apskaičiuoti cilindro jėgą ir greitį?
Tikslūs cilindrų skaičiavimai užtikrina tinkamą pneumatinių įrenginių dydžio nustatymą ir eksploatacinių savybių prognozavimą.
Cilindro jėga lygi slėgiui, padaugintam iš stūmoklio ploto (F = P × A), o greitis priklauso nuo oro srauto greičio, stūmoklio ploto ir sistemos pasipriešinimo.
Jėgos skaičiavimai
Pagrindinė jėgos lygtis taikoma visiems cilindrų tipams:
Teorinė jėga = slėgis × stūmoklio plotas
Stūmoklio ploto apskaičiavimas
Apvaliems stūmokliams: Plotas = π × (skersmuo/2)²
| Gręžinio dydis | Stūmoklio plotas | Jėga esant 80 PSI |
|---|---|---|
| 1 colis | 0,785 kv. in | 63 svarai |
| 2 coliai | 3,14 kv. in | 251 svaras |
| 3 coliai | 7,07 kv. in | 566 svarų |
| 4 coliai | 12,57 kv. colių | 1 006 svarų |
Faktinė ir teorinė jėga
Reali jėga yra mažesnė nei teorinė dėl:
- Sandariklio trintis: 5-15% jėgos nuostoliai
- Vidinis nuotėkis: Slėgio nuostoliai
- Sistemos slėgio kritimas: Tiekimo apribojimai
Greičio skaičiavimai
Cilindro greitis priklauso nuo oro srauto ir stūmoklio darbinio tūrio:
Greitis = srauto greitis ÷ stūmoklio plotas
Srauto greičio reikalavimai
2 colių cilindrui, judančiam 12 colių per sekundę:
Reikalingas srautas = 3,14 kv. col. × 12 in/s ÷ 60 = 0,628 CFM
Greičio valdymo metodai
- Srauto valdymo vožtuvai: Apriboti oro srautą
- Slėgio reguliavimas: Valdymo varomoji jėga
- Apkrovos kompensavimas: Pritaikykite kintančioms apkrovoms
Apkrovos analizė
Supratimas apie apkrovos charakteristikas pagerina cilindrų pasirinkimą:
Įkrovos tipai
- Statinė apkrova4: Pastovus jėgos poreikis
- Dinaminė apkrova: Pagreičio jėgos
- Trinties apkrova: Atsparumas paviršiui
- Gravitacinė apkrova: Svorio sudedamosios dalys
Kokios yra įprastos cilindrų naudojimo sritys?
Pneumatiniai cilindrai naudojami įvairiose gamybos, automatizavimo ir procesų pramonės šakose.
Dažniausiai cilindrai naudojami medžiagoms tvarkyti, surinkimo operacijoms, pakavimui, užspaudimui, pozicionavimui ir procesų kontrolei gamybos aplinkoje.
Gamybos programos
Cilindrai maitina svarbiausius gamybos procesus:
Surinkimo linijos
- Dalies padėties nustatymas: Tikslus komponentų išdėstymas
- Prispaudimas: Saugus ruošinio laikymas
- Spausdinimas: Priverstinės taikomosios operacijos
- Išstūmimas: Detalių šalinimo sistemos
Medžiagų tvarkymas
- Konvejerių sistemos: Produkto perdavimas
- Kėlimo mechanizmai: Vertikalus judėjimas
- Rūšiavimo sistemos: Produkto atskyrimas
- Pakrovimas / iškrovimas: Automatizuotas tvarkymas
Naudojimas perdirbimo pramonėje
Procesų pramonės šakose cilindrai naudojami valdymui ir automatizavimui:
Vožtuvo valdymas
- Uždaromieji vožtuvai: Įjungimo / išjungimo valdymas
- Rutuliniai vožtuvai: Ketvirčio apsisukimo operacija
- Sklendės vožtuvai: Srauto moduliavimas
- Apsauginiai užraktai: Avarinis izoliavimas
Pakavimo operacijos
- Sandarinimas: Pakuotės uždarymas
- Pjovimas: Produkto atskyrimas
- Forming: Formos kūrimas
- Ženklinimas: Taikymo sistemos
Specialios programos
Unikalioms reikmėms reikia specializuotų cilindrų sprendimų:
Neseniai dirbau su Elena, procesų inžiniere iš Nyderlandų maisto perdirbimo įmonės. Jos pakavimo linijai reikėjo balionų, kurie galėtų būti dažnai plaunami ir atitiktų maisto produktų reikalavimus. Pateikėme nerūdijančio plieno cilindrus be strypų su FDA patvirtintais sandarikliais, kurie padidino jų gamybos trukmę 30%.
Maisto perdirbimas
- Galimybė plauti: IP67+ apsauga
- FDA medžiaga: Maistui saugūs komponentai
- Atsparumas korozijai: Nerūdijančio plieno konstrukcija
- Lengvas valymas: Lygūs paviršiai
Automobilių gamyba
- Suvirinimo įtaisai: Tikslus padėties nustatymas
- Surinkimo įrankiai: Komponentų montavimas
- Testavimo įranga: Automatinis testavimas
- Kokybės kontrolė: Tikrinimo sistemos
Išvada
Pneumatiniuose cilindruose suslėgtas oras paverčiamas linijiniu judesiu taikant paprastus slėgio principus. Pagrindinių sąvokų supratimas padeda inžinieriams pasirinkti tinkamus cilindrus ir optimizuoti sistemos veikimą.
DUK apie pneumatinius cilindrus
Kas yra pneumatinis cilindras?
Pneumocilindras - tai mechaninė pavara, kurioje suslėgto oro energija paverčiama linijiniu judesiu naudojant cilindrinėje kameroje esantį stūmoklį ir strypą.
Kaip veikia pneumatinis cilindras?
Suslėgtas oras patenka į cilindro kamerą, sukuria slėgį į stūmoklio paviršių ir sukuria jėgą, kuri tiesiškai judina stūmoklio strypą pagal formulę F = P × A.
Kokie yra pagrindiniai pneumatinių cilindrų tipai?
Pagrindiniai tipai: vienpusio veikimo cilindrai (oras tiekiamas viena kryptimi), dvipusio veikimo cilindrai (oras tiekiamas abiem kryptimis) ir cilindrai be strypų, skirti ilgos eigos darbams.
Kaip apskaičiuoti pneumatinio cilindro jėgą?
Apskaičiuokite cilindro jėgą pagal formulę F = P × A, kur F - jėga svarais, P - slėgis PSI, A - stūmoklio plotas kvadratiniais coliais.
Kokios yra įprastos pneumatinių cilindrų naudojimo sritys?
Dažniausiai naudojami medžiagų tvarkymui, surinkimo operacijoms, pakavimui, vožtuvų įjungimui, prispaudimui, pozicionavimui ir procesų valdymui gamybos aplinkoje.
Kuo skiriasi viengubo ir dvigubo veikimo cilindrai?
Viengubo veikimo cilindruose oro slėgis veikia viena kryptimi ir yra grąžinamas spyruokle, o dvigubo veikimo cilindruose oro slėgis veikia abiem kryptimis, kad būtų galima geriau valdyti ir nustatyti padėtį.
-
Sužinokite, kaip vyksta honingavimo procesas ir kaip jo metu cilindro cilindre sukuriama tiksli ir lygi paviršiaus apdaila, užtikrinanti optimalų sandarumą. ↩
-
Išnagrinėkite šarnyrinio laikiklio - įprasto U formos tvirtinimo elemento, naudojamo sukamajai jungčiai sukurti, - konstrukciją ir taikymą. ↩
-
Suprasti reikalavimus ir taisykles, taikomas medžiagoms, kurias JAV Maisto ir vaistų administracija (FDA) laiko saugiomis tiesioginiam sąlyčiui su maistu. ↩
-
Sužinokite pagrindines inžinerines sąvokas, pagal kurias statinės (pastovios) apkrovos skiriasi nuo dinaminių (kintamų) apkrovų. ↩
English 
Deutsch 
Français 
Italiano 
Español 
Português 
Русский 
العربية 
日本語 
한국어 
Bahasa Indonesia 
Türkçe 
Nederlands 
Ελληνικά 
Български 
Čeština 
Dansk 
Eesti 
Suomi 
Magyar 
Lietuvių kalba 
Latviešu valoda 
Polski 
Română 
Svenska 
Slovenčina 
Slovenščina 
Norsk bokmål 
Українська