Что такое пневматический цилиндр? Типы, принципы работы, применение

Пневматический цилиндр также известен как воздушный цилиндр или пневматический привод. Он используется для преобразования сжатого воздуха в прямолинейное механическое движение. Его действие заключается в создании давления на поршень, находящийся в герметичной камере, в результате чего возникает сила, перемещающая груз.

Они широко используются в различных отраслях промышленности, таких как автомобилестроение, производство, упаковка и автоматизация, благодаря своей простоте, надежности и легкости обслуживания. Пневматические цилиндры бывают разных типов, каждый из которых служит определенной цели.

В этой статье мы поговорим о принципе работы пневматических приводов, обсудим некоторые из их распространенных типов и области их применения.

Как работают пневматические цилиндры?

По сути, пневматический цилиндр преобразует сжатый воздух в цилиндрическом стволе в прямолинейное движение. Этот поршень соединен с внешним штоком, который используется для выполнения работы. Принцип работы прост: давление на поршень перемещает шток, который можно использовать для подъема детали машины на сборочной линии, открытия затвора в упаковочной системе или для любого другого необходимого движения.

Это основной принцип работы цилиндра одностороннего действия, в котором для возврата поршня в исходное положение после сброса давления воздуха используется пружина или сила тяжести. С другой стороны, цилиндр двустороннего действия имеет отверстия на обоих концах. Здесь давление воздуха используется попеременно для перемещения поршня в каждом направлении. Этим цилиндрам не нужна пружина или воздух для втягивания поршня, поскольку воздух управляет обоими движениями.

Клапаны используются для регулирования давления воздуха внутри цилиндра. Различные типы клапанов — электромагнитные, ручные, пневматические или механические — направляют поток воздуха в цилиндр и из него, управляя тем самым, когда и как движется поршень.

Пневматические цилиндры используют воздух, что делает их чистым, тихим и не требующим особого обслуживания вариантом для различных отраслей промышленности. Кроме того, они обеспечивают постоянную силу напора и не прольются и не загрязнят окружающую среду в случае утечки.

Типы пневматических цилиндров

Вы не можете просто выбрать любой пневматический цилиндр, доступный на рынке, и ожидать, что он выполнит всю работу за вас. Эти приводы бывают разных типов, каждый из которых имеет свои преимущества и варианты использования. 

Вот некоторые из распространенных типов:

Цилиндры одностороннего действия

Они используются для сжатия воздуха в одном направлении, а для возвращения поршня в исходное положение применяется внешняя сила. Это экономически выгодный вариант, идеально подходящий для легких задач, таких как зажим, подъем и т. д. Они отлично подходят для применений, требующих только одностороннего движения.

Цилиндры двустороннего действия

Эти цилиндры оснащены двумя воздушными отверстиями и позволяют поршню двигаться в обоих направлениях. Они более управляемы по сравнению с цилиндрами одностороннего действия и обеспечивают более плавное движение, лучшую обработку материалов для точных применений.

Телескопические цилиндры

Телескопические цилиндры также известны как многоступенчатые цилиндры, поскольку они оснащены вложенными друг в друга ступенями, которые можно выдвигать по мере необходимости. Эти компактные цилиндры обеспечивают очень большой ход и могут быть свернуты в гораздо меньший блок. Они в основном используются в приложениях, где от компактного устройства требуется большая дальность действия.

Бесштоковые цилиндры

В этих цилиндрах для приведения в движение вместо традиционных штоков используется скользящая каретка или магнитная муфта. Подвижная каретка перемещается по внешней стороне корпуса цилиндра, обеспечивая более длинные ходы и экономя при этом пространство для установки. Бесштоковые цилиндры идеально подходят для ограниченного пространства, например, конвейерных систем или промышленных упаковочных линий.

Поворотные пневматические цилиндры

Вращающиеся цилиндры преобразуют давление воздуха в круговые движения вместо линейных. Они часто используются для приведения в действие клапанов, индексации, захвата и других вращательных задач. 

Цилиндры рулевой тяги и специального типа

Цилиндры с рулевой тягой, также известные как направляющие цилиндры, оснащены двойными штоками или направляющими для сопротивления боковым нагрузкам и обеспечивают очень точное позиционирование. 

Некоторые другие специальные типы пневматических цилиндров включают::

• Тандемные или многопозиционные цилиндры, которые увеличивают усилие или обеспечивают несколько фиксированных положений хода.

• Ударные цилиндры (предназначены для поглощения ударов) 

• Мембранные или мембранные цилиндры.

Эти цилиндры специального типа используются в случаях, когда требуются индивидуальные решения, например, для прессования в тяжелых условиях, зажима или деликатного обращения с грузами.

Хотя для желаемой области применения вам может понадобиться только один из этих типов, знание всех этих типов может оказаться полезным при выборе подходящего варианта.

Применение пневматических цилиндров

Воздушные цилиндры широко используются в различных отраслях промышленности благодаря своей прочности, надежности и экономической эффективности. Позволять’Давайте поговорим о некоторых наиболее распространенных вариантах их использования.

Сборочные и производственные линии

Современные сборочные линии в значительной степени опираются на такие движения, как толкание, вытягивание, зажим и подъем. Пневматические цилиндры могут легко справиться со всеми этими движениями и помочь в таких процессах, как штамповка, прессование и сварка. Их включение в сборочные линии помогает повысить производительность и точность в различных областях применения.

Автомобильная промышленность

Наша автомобильная промышленность не просуществует и дня без этих пневматических цилиндров. Они повсюду: от сборки кузова автомобиля до обработки деталей. Они играют важную роль в точечной сварке, выравнивании панелей и работе роботизированных рук, обеспечивая плавность и точность операций.

Обработка материалов и логистика

В распределительных центрах и на складах пневматические цилиндры управляют воротами, подъемниками и сортировщиками. Они помогают перемещать посылки, управлять конвейерными системами и обеспечивать бесперебойный логистический поток.

Сборка робототехники и электроники

В робототехнике пневматические цилиндры используются для точного, контролируемого движения при выполнении задач по подъему и перемещению грузов. Они позволяют выполнять такие деликатные операции, как выравнивание компонентов, избегая при этом загрязнения.

Хотя эти приводы активно используются в тяжелой промышленности, они также находят широкое применение в нашей повседневной жизни. От регулируемых кроватей и подъемных систем в ближайшей больнице до терапевтических компрессионных систем — они молчаливо играют свою роль в медицинском обслуживании, фитнесе, автоматизированных транспортных системах, вспомогательных устройствах и даже в креативных самодельных установках.

Заключение

Пневматические цилиндры являются основой механических устройств, преобразующих сжатый воздух в линейное движение. Они играют важную роль в автоматизации различных отраслей промышленности: от упаковки до робототехники. Их простота, экономичность и надежность делают их устойчивыми к сложным производственным условиям. 

Знание принципа их работы и распространенных типов может оказаться полезным при выборе подходящего варианта для вашего случая.