Siłownik pneumatyczny beztłoczyskowy: budowa, zasada działania, symbole, rodzaje.

20 czerwca, 2022 3:39

Siłownik pneumatyczny beztłoczyskowy znajduje zastosowanie w automatyzacji linii technologicznych i procesów produkcyjnych. Co należy o nim wiedzieć? Jakie są najpopularniejsze pytania dotyczące tego rozwiązania? Zapoznaj się z pierwszą częścią naszego poradnika.

W moich dotychczasowych artykułach w Bazie Wiedzy bardzo często pojawiają się tematy związane z siłownikami pneumatycznymi. Artykuły te dotyczyły głównie standardowych siłowników, czyli posiadających tłoczysko. Pora zatem na omówienie całkowicie innego typu siłownika, czyli siłownika beztłoczyskowego (liniowego). Ze zwykłym siłownikiem (np. ISO 15552) łączy je właściwie tylko zasada działania, natomiast konstrukcja, sposób stosowania a nawet sposób sterowania są odmienne.

silownik beztłoczyskowy jak działa

Poniższy tekst jest pierwszą częścią materiału poświęconego siłownikom beztłoczyskowym. W drugiej części chciałbym przybliżyć Ci zastosowanie siłowników beztłoczyskowych, wskazać sposoby ich doboru i pokazać praktyczne przykłady z wdrożenia.

Nie chcę Cię przytłoczyć ogromem informacji nt. siłowników beztłoczyskowych już w tym materiale. Dlatego poniżej, w tej części, odnajdziesz odpowiedzi na poniższe pytania:

🔵 Na jakiej zasadzie działa siłownik beztłoczyskowy?
🔵 Jakie są rodzaje siłowników beztłoczyskowych (liniowych)?
🔵 Jak zbudowany jest siłownik beztłoczyskowy?
🔵 Czym wyróżniają się siłowniki beztłoczyskowe?
🔵 Jakie są zalecane zawory rozdzielające do sterowania siłownikami beztłoczyskowymi?
🔵 Czy siłowniki beztłoczyskowe są wyposażone w amortyzację pneumatyczną?
🔵 Jaki jest schemat (symbol) graficzny siłownika beztłoczyskowego?
🔵 Jakie są odmiany siłowników beztłoczyskowych?

Jak działa siłownik beztłoczyskowy?

Napisałem na wstępie, że zasada działania wariantu beztłoczyskowego jest taka sama jak w siłownikach standardowych np. ISO 15552. Siła działania siłownika beztłoczyskowego zależy od:

◾ ciśnienia zasilania sprężonym powietrzem
◾średnicy tłoka.

Tu pozwolę sobie na dygresję: omówię w dalszej części budowę siłownika beztłoczyskowego ze sprzężeniem mechanicznym. Jednak w tym miejscu zaznaczę, że tłok w siłowniku standardowym (pomijając siłowniki specjalne z owalnymi tłokami) jest okrągły i jest to element z uszczelnieniami oraz prowadzeniem przykręcony do tłoczyska. W siłownikach beztłoczyskowych tłok to skomplikowany zespół, do którego przymocowany jest tzw. wózek przenoszący obciążenia

Jakie są rodzaje siłowników beztłoczyskowych (liniowych)?

W praktyce stosowane są trzy rodzaje siłowników beztłoczyskowych:
◾ ze sprzężeniem mechanicznym (czyli omawiane w tym artykule)
◾ ze sprzężeniem magnetycznym (tłok z suwakiem nie jest fizycznie połączony, połączenie przy pomocy magnesów odpowiednio spolaryzowanych zamontowanych w wózku i tłoku)
◾ ze sprzężeniem za pomocą cięgła lub paska zębatego.

Jak zbudowany jest siłownik beztłoczyskowy ze sprzężeniem mechanicznym?

Konstrukcję siłownika beztłoczyskowego ze sprzężeniem mechanicznym wyjaśnia rysunek poniżej. Najważniejsze jego cechy i różnice w stosunku do siłownika standardowego wynikające z jego konstrukcji:
◾ brak tłoczyska
◾ elementem przenoszącym siły i momenty jest wózek
◾ element napędzany (lub oprzyrządowanie) mocowane jest bezpośrednio do wózka.

 Czym wyróżnia się siłownik pneumatyczny beztłoczyskowy?

Wszystkie zalety siłowników beztłoczyskowych wynikają z ich konstrukcji warto zatem je wymienić:
✔️ brak wystającego tłoczyska co bardzo ogranicza miejsce potrzebne pod zabudowę
✔️ możliwość wykonywania bardzo długich ruchów roboczych (do 6000 mm)
✔️ bardzo szybkie działanie (zobacz nasz film by obejrzeć więcej)
✔️ jednakowa średnica tłoka z jednej i drugiej strony, co jest bardzo korzystne ze względu na pozycjonowanie i zatrzymywanie
✔️ możliwość przenoszenia zarówno obciążeń liniowych jak i momentów w 3 osiach powstających od obciążenie
✔️ możliwość zasilania siłownika beztłoczyskowego tylko przez jedną pokrywę możliwość stosowania czujników kontaktronowych zamocowanych bezpośrednio w kanałkach
✔️ siłowniki beztłoczyskowe nadają się do systemów z pozycjonowaniem (zatrzymaniem ruchu)

Jak widać powyższe cechy dają możliwość wykonywania wielu urządzeń np. manipulatorów przemysłowych. Przykłady zastosowania siłowników beztłoczyskowych znajdą się w drugiej części.

Manipulator z siłownikiem beztłoczyskowym

Na czym polega możliwość zasilania siłownika przez jedną pokrywę?

Możliwość zasilania siłownika beztłoczyskowego przez jedną pokrywę (nie wykluczająca standardowego podłączenia do dwóch pokryw) to cecha bardzo przydatna zwłaszcza przy bardzo długich skokach. W klasycznym siłowniku otwory zasilające (w których montuje się złączki wtykowe lub zawory dławiąco-zwrotne wkręcane) wykonane są po jednym w każdej pokrywie dlatego z rozdzielacza przewody prowadzone są na jedną i drugą jego stronę.

W siłownikach beztłoczyskowych w pokrywach występują otwory do zasilania pozwalające na podłączenie sprężonego powietrza do wykonania zarówno ruchu roboczego jak i powrotnego. Zasadę podłączenia ilustruje rysunek:

Możliwość zasilania siłownika beztłoczyskowego tylko z jednej strony pozwala uniknąć prowadzenia długich przewodów zasilających w siłownikach o długich skokach!

Jakie są zalecane zawory rozdzielające do sterowania siłownikami beztłoczyskowymi?

Sposób sterowania siłownikiem beztłoczyskowym jest taki sam jak dla siłowników klasycznych czyli stosuje się zawory rozdzielające 5-cio drogowe (sterowane elektrycznie, mechanicznie lub pneumatycznie) (zobacz)

Zwracam uwagę, że do sterowania tego typu siłownikami należy stosować zawory 5/3 w położeniu środkowym zasilane (zobacz tu) lub kliknij w poniższy obrazek.

elektrozawor do sterowania silownik pneumatyczny beztloczyskowy

W tym miejscu zacytuje jedno z pytań otrzymanych od Czytelnika naszej Bazy Wiedzy. Brzmiało ono następująco: „Dlaczego nie zaleca się stosowania rozdzielaczy 5/2?”

Tu musimy sobie wyobrazić taką sytuację, że jednak podłączymy do sterowania np. elektrozawór 5/2. Siłownik oczywiście będzie działać (ruch roboczy i powrotny) lecz, proszę mi uwierzyć, siłownik będzie się poruszał bardzo gwałtownie, co przy długim skoku może spowodować bardzo szybki ruch wózka. Przy zastosowaniu zaworu 5/3 w położeniu środkowym odbiorniki zasilane ciśnienie jest podawane z jednej i drugiej strony “tłoka” co powoduje w czasie przesterowania brak uderzenia ciśnienia i zapobiega gwałtownemu ruchowi.

Czy siłownik pneumatyczny beztłoczyskowy jest wyposażony w amortyzację pneumatyczną? 

Tak, siłowniki beztłoczyskowe posiadają regulowaną amortyzację pneumatyczną, jednak w kontekście tego co pisałem wcześniej, czyli dużej dynamiki pracy zaleca się stosowanie dodatkowo amortyzatorów hydraulicznych (zobacz). Do tego celu służy specjalna płytka mocująca.

mocowanie amortyzatora silownik pneumatyczny beztloczyskowy

Jaki jest schemat (symbol) graficzny siłownika beztłoczyskowego?

Na schemacie powyżej użyłem już tego symbolu, ale uściślając jest to schemat siłownika beztłoczyskowego ze sprzężeniem mechanicznym. Ze względu na inne rozwiązania siłowników beztłoczyskowych posługujemy się następującymi symbolami graficznymi:

Rodzaj siłownika beztłoczyskowego Symbol graficzny
ze sprzężeniem mechanicznym
ze sprzężeniem magnetycznym
ze sprzężeniem mechanicznym cięgłowy

Jakie są odmiany siłowników beztłoczyskowych?

Siłowniki beztłoczyskowe ze sprzężeniem magnetycznym dostępne z naszej oferty są wykonywane jako:

  • siłowniki beztłoczyskowe standardowe seria ACZS (zobacz)
  • siłowniki beztłoczyskowe z krótkim wózkiem seria ACZK (zobacz)
  • siłowniki beztłoczyskowe z prowadzeniem seria ACZF (zobacz)
  • siłowniki beztłoczyskowe z podwójnym prowadzeniem seria ACZFF (zobacz)

Chcesz do nas dołączyć?

Zobacz kim jesteśmy i poznaj aktualne oferty pracy