Esteu buscant equips que realitzin un moviment continu sense haver de prémer cap botó? Molts sectors comercials com l'automatització de fàbriques, l'embalatge, el transport i la fabricació d'automòbils utilitzen components pneumàtics en el disseny de les seves màquines. Els sistemes pneumàtics són coneguts per ser fiables, econòmics i nets.
Els cilindres pneumàtics, també coneguts com a cilindres o actuadors, són dispositius mecànics que utilitzen aire comprimit per moure una càrrega en una trajectòria lineal. El tipus més comú d'actuador pneumàtic consisteix en un pistó i una barra que es mouen dins d'un cilindre tancat on el pistó realitza el moviment desitjat. En els sistemes pneumàtics, l'aire s'utilitza com a font d'energia per operar i realitzar una tasca determinada, en aquest cas estenent i retraient el pistó dins del cilindre.
Els cilindres s'utilitzen habitualment com a dos tipus de cilindres: de simple efecte i de doble efecte. La principal diferència de disseny entre els dos cilindres és el nombre de ports. Els cilindres de simple efecte tenen un port per a l'entrada d'aire comprimit, mentre que els cilindres de doble efecte utilitzen dos ports per al funcionament. Aquesta diferència de disseny senzilla distingeix els dos cilindres en termes de moviment i velocitat. A l'hora d'escollir un disseny, és important entendre l'aplicació de cada dispositiu, les seves diferències, avantatges i inconvenients.
Cilindres de simple efecte
Si voleu utilitzar la vostra màquina en moviment lineal i realitzar moviments com ara subjecció, posicionament i estampació, els cilindres de simple efecte poden ser la solució per a vosaltres. Com funcionen? Els cilindres de simple efecte tenen un port per on entra aire a pressió des d'una direcció. Normalment es munta una molla o càrrega al pistó. Un cop netejat i comprimit l'aire, entra pel port únic, forçant el pistó a estendre's en una direcció, la qual cosa comprimeix la molla. La molla (o una altra força externa) retrairà el pistó a la seva posició original després d'alliberar l'aire pel mateix port on va entrar originalment el pistó. En resum, l'aire comprimit forçarà una carrera cap endavant al cilindre i la molla tornarà a la carrera.
Hi ha dos tipus diferents de cilindres d'efecte simple, push i pull.
- Cilindres d'empenta:entra aire per empènyer el pistó fora del cilindre
- Cilindres de tracció:entra aire per tirar el pistó al cilindre
Avantatges dels cilindres de simple efecte:
- Disseny senzill; fàcil d'instal·lar
- Baix cost de compra inicial
- Tancament petit i d'un sol port
- Costos de vàlvules i canonades reduïts en comparació amb els cilindres de doble efecte
Desavantatges dels cilindres de simple efecte:
- L'aire comprimit requereix una preparació adequada
- Les molles ocupen massa espai i restringeixen l'àrea de treball
- L'empenta es redueix a causa de les forces de molla oposades
- La carrera del pistó es torna inconsistent a mesura que la molla s'utilitza durant un període de temps més llarg
Cilindres de doble efecte
Quan busqueu un dispositiu que mogui càrregues en dues direccions, els cilindres de doble efecte són una aplicació útil quan la vostra màquina requereix múltiples moviments. A diferència dels cilindres de simple efecte, els cilindres de doble efecte no requereixen una molla per estendre's o retraure's. En lloc d'aplicar aire a pressió a un port, els cilindres de doble efecte tenen dos ports on l'aire pot entrar i sortir.
L'aire entra per un port, movent el pistó cap endavant, i després s'aplica aire a pressió a l'altre port, retraint el pistó cap al cilindre. Els cilindres de doble efecte són els actuadors pneumàtics més utilitzats en comparació amb els cilindres d'efecte simple perquè són capaços d'allargar-se i retreure en un període de temps molt més curt, fent-se així més eficients i precisos.
Els cilindres de doble efecte s'utilitzen principalment en la indústria i la robòtica. Realitzen tasques com obrir/tancar portes i aixecar i moure mercaderies des de les cintes transportadores. Altres usos inclouen aplicacions mèdiques, equips de moviment de terres i el programa espacial.
Avantatges dels cilindres de doble efecte:
- Millor control del moviment a causa del moviment bidireccional de l'aire a pressió
- Més ràpid, més fort, menys consum d'energia
- Més variacions de disseny disponibles: cursa i agulla
- Molts cilindres de doble efecte són compatibles amb ISO en comptes de cilindres simples
Desavantatges dels cilindres de doble efecte:
- Més car que els cilindres individuals
- Requereix un recinte més gran; si s'utilitza com a cilindre d'alimentació, s'ha de connectar a un altre sistema de màquina
- En alguns casos, el consum d'aire es pot calcular a diferents ritmes
Cilindres de simple efecte vs. de doble efecte: quin he de triar?
Tot i que ambdós sistemes utilitzen aire comprimit com a font d'energia primària, els seus dissenys de ports els fan molt diferents. Els cilindres de simple efecte s'utilitzen principalment en aplicacions industrials que requereixen força unidireccional, com ara expulsar peces/articles de les cintes transportadores. D'altra banda, els cilindres de doble efecte són més ràpids, més forts i més eficients que els cilindres d'efecte simple, cosa que els fa àmpliament reconeguts en moltes indústries. Les aplicacions que requereixen velocitat i força necessitaran l'ajuda de cilindres de doble efecte, mentre que els treballs de muntatge lleugers es poden desplegar amb cilindres de simple efecte.
Quan escolliu el tipus d'actuador pneumàtic adequat per al vostre sistema, és vital tenir en compte el pressupost. Amb quina freqüència podreu fer el manteniment? El vostre sistema requereix que la màquina funcioni tot el dia? Aquestes són algunes preguntes que cal tenir en compte a l'hora de triar el cilindre adequat. Com que els cilindres de simple efecte requereixen més manteniment que els de doble efecte, tenen un cost inicial de compra molt més baix. A més, normalment cal substituir els cilindres de simple efecte. Amb el temps, les molles poden estirar-se i causar imprecisions. Pel que fa a la potència, els cilindres de doble efecte poden funcionar més ràpid i més fort que els cilindres de simple efecte. Malgrat l'alt cost, els cilindres de doble efecte continuen sent àmpliament utilitzats i reconeguts pel seu disseny superior.
Nota addicional: els cilindres requereixen aire net i filtrat i, si no es preparen correctament, el vostre sistema i els vostres productes es poden contaminar i possiblement funcionar malament. També és important tenir en compte les normes ISO a l'hora de seleccionar actuadors pneumàtics. Tot i que els cilindres de simple efecte es consideren més fàcils d'utilitzar i mantenir, molts cilindres de doble efecte compleixen ISO.