Spis treści
Siłownik beztłoczyskowy znajduje zastosowanie w automatyzacji linii technologicznych i procesów produkcyjnych. W drugiej części mojego poradnika skupiam się na praktycznym zastosowaniu, sposobach montażu i właściwej konfiguracji.
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.
Poradnik o siłownikach beztłoczyskowych
Poniższy tekst jest drugą częścią materiału poświęconego siłownikom beztłoczyskowym. W pierwszej części przybliżyłem teoretyczne zagadnienia z nimi związane: rodzaje, budowa, symbole, zasada działania.
Z tego artykułu dowiesz się:
W jaki sposób można obciążać siłowniki beztłoczyskowe?
Jak dobrać siłownik beztłoczyskowy?
Jak prawidłowo zamontować siłowniki beztłoczyskowe?
Jak za pomocą wariantu beztłoczyskowego wykonać manipulator osiowy?
Gdzie znajdują zastosowanie siłowniki pneumatyczne beztłoczyskowe?
Zanim rozpoczniesz lekturę poniższego poradnika, muszę na wstępie jeszcze raz podkreślić: w siłownikach beztłoczyskowych (liniowych) siła nie jest przenoszona przez tłoczysko ale przez ruchomy wózek. Takie rozwiązanie powoduje odmienny sposób ich wykorzystania, czyli przede wszystkim mocowania obciążenia
W jaki sposób można obciążać siłowniki beztłoczyskowe?
Zastosowanie wózka determinuje możliwość obciążania siłownika beztłoczyskowego zarówno siłami i momentami. Obciążenia dla siłownika beztłoczyskowego ilustruje rysunek poniżej.
◾ Fx – siła wzdłuż osi podłużnej siłownika
◾ Fy – siła poprzeczna
◾ Fz – siła prostopadła
i analogicznie
◾ Mx – moment względem osi X
◾ My – moment względem osi Y
◾ Mz – moment względem osi Z
UWAGA: Siła Fx jest odpowiednikiem siły działania siłownika tłoczyskowego
W katalogach producenci podają dopuszczalne wartości sił i momentów dla konkretnego typu siłownika (siłowniki z prowadzeniem, siłowniki z podwójnym prowadzeniem itp.) Dla siłowników z prowadzeniem oczywiście te wartości są większe niż dla siłownika standardowego w którym wózek nie posiada prowadnic.
Uwaga: Jeżeli na wózek siłownika beztłoczyskowego działają wszystkie wymienione siły czyli Fx, Fy i Fz to łączne dopuszczalne obciążenie wyliczane jest ze wzoru:
Jak dobrać siłownik beztłoczyskowy?
Jak widać z rysunku właściwy dobór siłownika beztłoczyskowego, czyli jego średnicy nie polega tylko na dobraniu odpowiedniej siły działania, lecz wymaga dodatkowych obliczeń wynikających:
▶️ ze sposobu montażu siłownika (siłowniki mogą być montowane w dowolny sposób)
▶️ ze sposobu przenoszenia siły i momentu
▶️ z rodzaju, kształtu i masy obciążenia
Dobór siłownika, czyli określenie jego siły średnicy musi być tak przeprowadzony by nie przekraczać podanych przez producentów dopuszczalnych wartości sił i momentów.
Jak prawidłowo zamontować siłowniki beztłoczyskowe?
W pierwszej części artykułu stwierdziłem, że siłowniki beztłoczyskowe przeznaczone są do wykonywania bardzo długich skoków roboczych i dużymi prędkościami oraz że nadają się one do budowy manipulatorów. Taki rodzaj działania i stosowania powoduje konieczność stosowania odmiennych elementów do jego zamocowania, co wyjaśnię na przykładach
Mocowanie siłowników o długich skokach
W przypadku długich skoków siłowniki beztłoczyskowe wymagają dodatkowego podparcia, gdyż działająca pionowo siła Fz może spowodować jego wygięcie (tzw. strzałka ugięcia). Poniżej przedstawiam przykładowy wykres pokazujący kiedy należy zastosować dodatkowe podparcie umieszczone pośrodku siłownika.
w zależności od siły Fz (ugięcie siłownika 0,5 mm)
Przykład obliczenia:
Dla siłownika D25 maksymalna siła Fz wynosi 750N, odczytana z wykresu maksymalna długość siłownika przy tym obciążeniu wynosi 750 mm. Dłuższy siłownik przy tym obciążeniu wymaga podparcia pośrodku.
Dla podparcia stosowane są:
▪️ łapa montażowa podwójna
▪️ wspornik montażowy
Mocowanie siłownika beztłoczyskowego za pomocą łap lub wspornika
Łapy montażowe i wsporniki to standardowe elementy mocujące przykręcane do pokryw siłownika liniowego.
Wahliwe mocowanie obciążenia do wózka siłownika beztłoczyskowego
W przypadku konieczności wahliwego zamocowania obciążenie do wózka zastosowane są wspornik wahliwe szerokie lub wąskie.
Jak za pomocą siłowników beztłoczyskowych wykonać manipulator o osiach prostopadłych?
Siłowniki beztłoczyskowe bardzo dobrze nadają się do budowy manipulatorów przemysłowych. Wynika to z ich bardzo długich skoków oraz szybkości działania. Osie ruchu manipulatora wykonywane są z siłowników beztłoczyskowych, a do tego celu służą specjalne łączniki dla prostopadłego połączenia siłowników. Zdjęcie poniżej ilustruje zastosowanie łącznika prostopadłego.
Gdzie znajdują zastosowanie siłowniki beztłoczyskowe?
Po lekturze dwóch artykułów poświęconych siłownikom beztłoczyskowym na pewno masz już skojarzenia do jakich zadań mogą być wykorzystane siłowniki beztłoczyskowe. Możliwości ich stosowania są praktycznie nieograniczone. Zaprezentuję więc kilka ich przykładowych aplikacji.
Podsumowując
Obydwie części artykułów dotyczące siłowników liniowych (beztłoczyskowych) przybliżają techniczne możliwości ich stosowania oraz pozwalają na ich prawidłowy dobór do stosowania jako napędy maszyn i urządzeń w tym jako manipulatory przemysłowe.
Na koniec serdecznie zachęcam do oglądnięcia naszego filmu poradnikowego dotyczącego siłowników beztłoczyskowych. Jakich wątków w filmie możesz się spodziewać?
▪️ Profil siłownika beztłoczyskowego
▪️ Elementy składowe siłownika beztłoczyskowego
▪️ Wymiary i średnice siłownika
▪️ Montaż siłownika beztłoczyskowego
▪️ Akcesoria i elementy dodatkowe do siłownika beztłoczyskowego
▪️ Zastosowanie siłownika beztłoczyskowego
▪️ Uszczelnienia siłownika beztłoczyskowego
▪️ Jak pracuje siłownik beztłoczyskowy
