I cilindri pneumatici sono dispositivi meccanici che producono forza utilizzando l’energia dell’aria pressurizzata. Il giusto cilindro pneumatico aiuterà la tua macchina a lavorare. Convertono l’energia dalla compressione dell’aria in forze cinetiche in modo che le altre parti funzionino. Conoscere i diversi tipi ti aiuterà a sceglierne uno per gestire la tua aria compressa e aiutarla a fluire attraverso la macchina.

Cosa sono i cilindri pneumatici

Questi dispositivi sono costituiti da un pistone, un’asta del pistone e un cilindro. La pressione all’interno del cilindro aumenta quando l’aria entra da un lato del cilindro. L’aumento della pressione interna fa muovere il pistone in una direzione specifica. Lo stelo del pistone trasmette la forza sviluppata all’oggetto da spostare.

Il fluido di lavoro nei cilindri pneumatici è aria compressa. Pertanto, i cilindri pneumatici sono desiderabili per ambienti che richiedono un elevato livello di pulizia, poiché il fluido non contaminerà l’ambiente circostante in caso di perdite. I cilindri pneumatici funzionano silenziosamente e non richiedono grandi serbatoi di stoccaggio per il fluido di lavoro. I cilindri pneumatici sono utilizzati nell’automazione di macchine e processi industriali.

La forza e il movimento prodotti dai cilindri pneumatici possono essere utilizzati in meccanismi come il bloccaggio, l’espulsione, il blocco e il sollevamento. Nelle fabbriche, vengono utilizzati per raccogliere e posizionare ripetutamente oggetti in una macchina o attrezzatura. Nei sistemi di tubazioni, vengono utilizzati nelle valvole di azionamento.

Come garantiscono la sicurezza

Quando si progetta un sistema pneumatico, ci sono cinque funzioni di sicurezza chiave che devono essere considerate. Una delle funzioni di sicurezza più importanti in un sistema pneumatico, o addirittura in qualsiasi sistema automatizzato, è la protezione contro l’avviamento accidentale della macchina. Il modo più comune per farlo è con una valvola di sicurezza pneumatica che è stata costruita per lo scopo e certificata secondo il PLr appropriato.

Lo scarico o l’esaurimento della pressione dell’aria si verificheranno probabilmente contemporaneamente a un avvio imprevisto e molti componenti di sicurezza moderni combinano le due funzioni. Una valvola di alimentazione della pressione interromperà l’alimentazione dell’aria in caso di guasto, prevenendo l’accumulo di pressione dell’aria in eccesso nel sistema. Allo stesso tempo, la pressione dell’aria all’interno del sistema verrà scaricata in modo sicuro, sebbene sia possibile installare anche un rilascio manuale dello scarico come riserva.

La tenuta, il blocco o l’arresto delle apparecchiature operative è una delle funzioni di sicurezza chiave in un sistema pneumatico e si applica a tutti i tipi di applicazioni in un’ampia gamma di PL. Può essere semplice come installare una valvola di ritegno a pressione nella porta del cilindro. La pressione dell’aria intrappolata nel cilindro manterrà il carico e assicurerà che non possa muoversi, e un pressostato aggiunto al circuito potrebbe fornire corrente continua. In applicazioni più complesse che richiedono un PL più elevato, è possibile installare un blocco meccanico o un freno sullo stelo del pistone del cilindro.

In applicazioni semplici a basso PL, l’inversione del movimento del cilindro può essere realizzata in un sistema pneumatico mediante un’elettrovalvola con ritorno a molla. Infine la riduzione della velocità è la più facile da implementare tra le principali funzioni di sicurezza in un sistema pneumatico. Richiede l’installazione di semplici controlli di flusso che possono essere convalidati con i parametri di movimento appropriati.

Cilindri a doppio effetto

Quando si dispone di un cilindro a doppio effetto, si dispone dei mezzi per estendere e ritrarre le corse contemporaneamente, con una spinta ottimale per spingere e tirare. Entrambe le estremità sono aperte per il flusso d’aria, con le porte che si alternano per mantenere la pressione. Di conseguenza, ottieni un colpo in uscita e un colpo in entrata. Questi sono ottimi per quando devi spostare l’output in entrambe le direzioni.

Il gruppo pistone e stelo ritorna nella sua posizione originale fornendo aria pressurizzata sull’altro lato del cilindro. La forza di estensione dei cilindri a doppio effetto è maggiore della forza di retrazione perché l’area è maggiore sul lato del pistone vicino al fondello. Questo è vero solo quando l’aria pressurizzata fornita su entrambi i lati del pistone è uguale.

Inoltre, la velocità di retrazione è maggiore della velocità di estensione perché l’asta diminuisce il volume effettivo che rende la camera riempita di aria compressa più veloce. I cilindri a doppio effetto sono utili per l’apertura e la chiusura di saracinesche e valvole. Sono utilizzati per applicazioni che richiedono velocità e forza elevate. Hanno una forza di uscita più forte e più costante e corse più lunghe. Quindi, richiedono un sistema di ammortizzazione più forte. Il movimento del gruppo pistone e stelo è più rapido e controllato poiché l’aria pressurizzata lo muove in entrambe le direzioni. Tuttavia, i cilindri a doppio effetto hanno un maggiore consumo di aria compressa e sono più costosi. La posizione del pistone non può essere determinata in caso di improvvisa perdita di pressione o di potenza.

Cilindri pneumatici a semplice effetto

Nei cilindri pneumatici a semplice effetto, una molla è montata attorno allo stelo del pistone, che aiuta nella retrazione del gruppo pistone e stelo. L’aria compressa entra attraverso uno dei tappi del cilindro e riempie solo un lato della camera. Ciò fa sì che il gruppo pistone e stelo si muova linearmente e si estenda in una direzione mentre comprime o allunga la molla. Una volta che lo stelo del pistone ha raggiunto la sua massima spinta, la molla ritorna nella sua posizione originale insieme al gruppo pistone e stelo. L’aria viene rilasciata sulla porta di sfiato in uno dei tappi. In caso di perdita di pressione o interruzione di corrente, il pistone ritornerà semplicemente nella sua posizione base.

In un cilindro a semplice effetto, solo un lato del pistone ha flusso d’aria. L’aria compressa muove il pistone. Una molla interna riporta il pistone nella sua posizione originale dopo che l’aria ha lasciato il cilindro. Questi cilindri hanno un design compatto e semplice e funzionano bene quando si desidera utilizzare meno aria. È possibile ottenere un cilindro a semplice effetto di tipo push o pull, entrambi utilizzano una spinta di pressione dell’aria per far muovere il pistone. La dimensione della molla è importante in questo caso per ottenere l’output desiderato per le operazioni quotidiane. Questo può essere uno svantaggio quando vuoi un colpo più forte o se vuoi una taglia diversa.

Cilindri pneumatici senza stelo

I cilindri pneumatici senza stelo spostano i carichi insieme a un pistone azionato da aria compressa. Il pistone è fissato a un supporto su cui è montato il carico. Il pistone muove il carrello in linea retta. La direzione del movimento del pistone è sempre verso il lato della camera con minore pressione interna. Offrono corse paragonabili alle loro dimensioni di assemblaggio a velocità più elevate. Pertanto, sono adatti se la lunghezza complessiva deve essere ridotta al minimo a causa dello spazio limitato. L’ammortizzazione finale è necessaria per evitare un forte impatto sul pistone dopo la corsa completa in corrispondenza delle testate.

Nei tipi meno comuni di cilindri a semplice effetto, il meccanismo di retrazione è realizzato da un carico esterno o dalla gravità. I cilindri a semplice effetto hanno una struttura semplice e sono economici grazie al minor consumo d’aria. Sono ideali per l’applicazione della forza in un’unica direzione, come il bloccaggio, la punzonatura e il posizionamento. Si trovano anche nelle pompe e negli arieti. Tuttavia, la forza di uscita è limitata a causa della forza della molla opposta. La dimensione della molla limita la lunghezza della corsa. Le corse del pistone diventano incoerenti con l’uso prolungato della molla.