تک بازیگری در مقابل سیلندر دو بازیگر: تفاوت های کلیدی

تک بازیگری در مقابل سیلندر دو بازیگر: پاسخ کوتاه

اگر به یک حکم سریع نیاز دارید: یک سیلندر عملکرد دوگانه به شما حرکت نیرو در هر دو جهت می دهد، در حالی که یک سیلندر تک عمل فقط از هوای فشرده برای یک ضربه استفاده می کند و برای برگشت به فنر یا گرانش متکی است. این تفاوت واحد هر جنبه ای از نحوه انتخاب، نصب و نگهداری یک سیلندر هوا را در یک سیستم پنوماتیک واقعی شکل می دهد.

برای کاربردهایی که کنترل دقیق، نیروی خروجی بالاتر در هر دو جهت، و سرعت ثابت در طول هر دو ماده امتدادی و پس‌کشی (مانند اتصالات گیره‌ای، ابزار پرس و سیستم‌های انتقال خطی) در آن‌ها وجود دارد، یک سیلندر هوای دو اثر تقریباً همیشه انتخاب درستی است. برای کارهای ساده تری مانند بستن فنر برگشتی، فعال کردن سوپاپ، یا هر کار دیگری که در آن یک حرکت حرکتی کافی است، یک سیلندر عمل کننده به طور معنی داری هزینه، پیچیدگی و مصرف هوا را کاهش می دهد.

بخش‌های زیر نحوه عملکرد هر نوع در سطح مکانیکی، جایی که تفاوت‌های عملکرد واقعی در عمل ظاهر می‌شوند و نحوه انتخاب مناسب برای سیستم خاص خود را توضیح می‌دهد.

چگونه یک بازیگری مجرد سیلندر هوا کار می کند

یک سیلندر تکی دارای یک پورت تحت فشار است. هنگامی که هوای فشرده وارد می شود، پیستون را به یک جهت فشار می دهد - معمولاً حرکت کششی. سکته برگشتی توسط یک فنر کویل فشرده که در داخل بدنه سیلندر قرار دارد، یا در برخی تنظیمات توسط وزن خود بار تغذیه می شود.

فنر به مقدار نیروی خاصی در کارخانه از قبل بارگذاری می شود. سیلندرهای تک عملکرد استاندارد از نیروهای فنر استفاده می کنند که از تقریباً متغیر است 8 N تا 60 N بسته به اندازه سوراخ و طول ضربه. این نیروی فنر در برابر فشار هوا در حین حرکت قدرت عمل می کند، به این معنی که نیروی خروجی موثر در انتهای میله کمتر از چیزی است که فشار هوا به تنهایی ایجاد می کند.

برای یک سیلندر 50 میلی متری که در فشار 6 بار (87 psi) کار می کند، نیروی نظری تقریباً 1178 نیوتن است. پس از کسر نیروی فنر معمولی 25 نیوتن و محاسبه اصطکاک آب بند (معمولاً 5 تا 10 درصد نیروی نظری)، نیروی واقعی میله موجود برای کار به حدودی کاهش می یابد. 1030-1050 نیوتن . این کسر در اندازه‌های سوراخ کوچک‌تر که نیروی فنر درصد بیشتری از کل نیروی موجود را نشان می‌دهد، قابل توجه‌تر است.

اجزای داخلی کلیدی

• تک پورت هوا (معمولاً در انتهای درپوش برای سیلندرهای فشاری)
• فنر برگشتی بین صفحه پیستون و درپوش انتهای میله قرار دارد
• دریچه یا دریچه تنفس در سمت فنر برای جلوگیری از افزایش فشار
• مهر و موم تک پیستون (یک محل آب بندی پویا)
• مهر و موم میله در سر سیلندر

درگاه تنفس اغلب در حین نصب نادیده گرفته می شود اما بسیار مهم است. اگر در اثر آلودگی مسدود شود یا به طور تصادفی وصل شود، هوای محبوس شده در سمت فنر فشار معکوس ایجاد می کند که نیروی کشش را کاهش می دهد و سرعت ضربه را به طور غیرقابل پیش بینی کاهش می دهد.

سیلندر هوای دو اثره چگونه کار می کند

یک سیلندر دو عملکرد دو درگاه هوا دارد - یکی در انتهای کلاهک و دیگری در انتهای میله. برای گسترش میله، هوای فشرده وارد درگاه انتهایی می شود در حالی که درگاه انتهایی میله تخلیه می شود. برای جمع شدن، سوئیچ تغذیه: هوا وارد انتهای میله می شود در حالی که انتهای کلاهک تخلیه می شود. یک شیر کنترل جهت (معمولاً یک شیر برقی 5/2 یا 4/2) این سوئیچینگ را مدیریت می کند.

چون نیروی جذب فنر برگشتی وجود ندارد، نیروی پنوماتیک کامل در هر دو جهت موجود است . با این حال، یک عدم تقارن مهم برای درک وجود دارد: ناحیه سوراخ انتهای میله کوچکتر از ناحیه سوراخ انتهایی است زیرا میله پیستون از آن عبور می کند. این بدان معنی است که نیروی پسرفت همیشه کمی کمتر از نیروی کشش در همان فشار منبع است.

برای یک سیلندر دو اثره با سوراخ 63 میلی متر، قطر میله 20 میلی متر، با فشار 6 بار:

• نیروی گسترش (انتهای درپوش): π/4 × 63 × 6 = تقریباً 1871 نیوتن
• نیروی پسرفت (انتهای میله): π/4 × (63² – 20²) × 6 = تقریباً 1682 نیوتن

این تفاوت تقریباً 10 تا 12 درصدی در نیرو بین امتداد و پس‌کشی در اندازه‌های سوراخ ثابت است و یک عامل استاندارد در محاسبات اندازه سیلندر دو اثره است. اگر حرکت پس‌کشی شما بار معنی‌داری را تحمل می‌کند، باید سیلندر را بر اساس نیروی پس‌کشی اندازه‌گیری کنید، نه نیروی کشش.

اجزای داخلی کلیدی

• دو درگاه هوا (انتهای درپوش و انتهای میله)
• آب بندی پیستون دو لبه یا U-Cap در دو طرف پیستون
• مهر و موم میله و برف پاک کن در سر سیلندر
• بدون فنر - طول سوراخ داخلی کامل برای سکته مغزی در دسترس است
• بالشتک های داخلی اختیاری در هر دو موقعیت انتهایی

مقایسه کنار هم: سیلندر تک بازیگری در مقابل سیلندر دو بازیگر

خروجی نیرو: جایی که اعداد واقعاً از هم جدا می شوند

محاسبه نیرو جایی است که مهندسان اغلب هنگام مقایسه این دو نوع سیلندر اشتباهات پرهزینه ای مرتکب می شوند. فرمول ها در سطح مشابه به نظر می رسند، اما تفریق فنر در یک استوانه عمل کننده، متغیری را معرفی می کند که با موقعیت ضربه تغییر می کند.

نیروی فنر سیم پیچ از قانون هوک پیروی می کند: با فشرده شدن نیرو به صورت خطی افزایش می یابد. این یعنی نیروی خروجی موثر یک سیلندر فعال در طول حرکت تغییر می کند . در ابتدای گسترش، فنر نزدیک به طول آزاد خود است و حداقل مقاومت را اعمال می کند. با گسترش کامل، به طور کامل فشرده شده و حداکثر مقاومت را اعمال می کند - دقیقاً در لحظه ای که میله با قطعه کار برخورد می کند، بیشترین نیرو را از خروجی کم می کند.

یک سیلندر 40 میلی متری با سوراخ 100 میلی متری با فشار تغذیه 5 بار را در نظر بگیرید:

• نیروی پنوماتیکی نظری: ~628 نیوتن
• نیروی فنر در شروع گسترش: ~10 نیوتن (تقریباً طول آزاد)
• نیروی فنر در امتداد کامل: ~ 35 نیوتن (کاملاً فشرده)
• محدوده نیروی موثر: تقریبا 580–615 N در سراسر سکته مغزی

برای یک سیلندر دو اثر با همان حفره 40 میلی‌متری در 5 بار، نیروی کشش یک ~ 628 نیوتن در طول حرکت است (منهای اصطکاک مهر و موم، که تقریباً ثابت است). این قوام در کاربردهایی مانند فشار دادن، شکل‌دهی یا بستن که در آن نیرو در انتهای ضربه پارامتر حیاتی طراحی است، اهمیت زیادی دارد.

حرکت برگشتی یک سیلندر تکی به طور کامل توسط فنر کنترل می شود. فنری طراحی شده برای بازگرداندن پیستون در برابر اصطکاک مهر و موم به علاوه یک بار متوسط ممکن است تولید کند 15-50 نیوتن نیروی خالص بسته به اندازه سیلندر این را با نیروی برگشتی چند صد نیوتنی سیلندر با عملکرد دوگانه مقایسه کنید، و روشن می شود که چرا سیلندرهای تک عمل برای کاربردهایی که در آن جمع شدن باید بر مقاومت قابل توجهی غلبه کند یا بار را به سرعت جابجا کند، نامناسب هستند.

تفاوت کنترل سرعت بین دو نوع

کنترل سرعت در سیستم های پنوماتیک با محدود کردن جریان هوای خروجی از سیلندر با استفاده از دریچه های کنترل جریان (پیکربندی خروجی متر) یا محدود کردن جریان هوای عرضه (پیکربندی ورودی متر) به دست می آید. کنترل خروجی متر به طور کلی ترجیح داده می شود زیرا تنظیم سرعت پایدارتر و مستقل از بار را فراهم می کند.

برای یک سیلندر هوای دوگانه، شیرهای کنترل جریان را در هر دو پورت نصب می کنید. این به شما امکان تنظیم مستقل سرعت برای کشش و جمع شدن را می‌دهد - برای مثال، با تنظیمات ساده سوپاپ، می‌توانید کشش را با سرعت 200 میلی‌متر بر ثانیه و عقب‌کشی را با سرعت 500 میلی‌متر بر ثانیه اجرا کنید. این کنترل مستقل در اتوماسیون چرخه بالا که بهینه سازی زمان چرخه مهم است، ارزشمند است.

برای یک سیلندر تک عمل، می‌توانید هوای داخل و خارج را در سمت تحت فشار اندازه‌گیری کنید تا سرعت گسترش را کنترل کنید. با این حال، سرعت برگشت توسط نیروی فنر و بار ثابت می شود . اگر فنر سفت و بار سبک باشد، پیستون به سرعت به عقب باز می‌گردد و بارهای ضربه‌ای روی درپوش انتهایی ایجاد می‌کند. اگر فنر نرم و بار سنگین باشد، بازگشت ممکن است خیلی کند یا ناقص باشد. شما نمی توانید به سادگی یک سوپاپ را بچرخانید تا بازگشت یک سیلندر برگشت فنر را کاهش دهید - که نیاز به تغییر خود فنر یا اضافه کردن یک بالشتک اختصاصی دارد.

در عمل، این باعث می‌شود که سیلندرهای تک‌عملی برای کاربردهایی با بارهای متغیر در حرکت برگشتی یا جاهایی که سرعت بازگشت نیاز به تنظیم برای مطابقت با یک فرآیند دارد، مناسب نباشند. خطوط بسته‌بندی، ابزارهای روباتیک انتهای بازو، و نوار نقاله‌های انتقال معمولاً نیاز دارند که هر دو سرعت حرکت به طور مستقل شماره‌گیری شوند - و این امر بیشتر این برنامه‌ها را محکم به قلمرو عملکرد دوگانه سوق می‌دهد.

مصرف هوا: مقایسه هزینه هوای فشرده

هوای فشرده یکی از گران ترین ابزارهای برق در یک کارخانه تولیدی است. مطالعات سازمان هایی مانند وزارت انرژی ایالات متحده این را تخمین زده است سیستم های هوای فشرده 20 تا 30 درصد از مصرف برق صنعتی را تشکیل می دهند و محرک‌های پنوماتیکی مصرف‌کنندگان اصلی در این سیستم‌ها هستند. بنابراین درک تفاوت مصرف هوا بین سیلندرهای تک و دو اثره یک تمرین آکادمیک نیست - تأثیر مستقیمی بر هزینه های عملیاتی دارد.

یک سیلندر تک عمل تنها هوای تحت فشار را در جریان برق مصرف می کند. سکته برگشتی توسط فنر هدایت می شود و هوا از سمت ضربه برق به سادگی به اتمسفر تخلیه می شود. برای یک چرخه کامل، حجم هوای مصرفی برابر با مساحت سوراخ ضرب در طول ضربه است که برای نسبت تراکم در فشار عرضه تنظیم شده است.

یک سیلندر دو عملکرد در هر دو حرکت هوا را مصرف می کند. با این حال، از آنجایی که ناحیه سوراخ انتهای میله از انتهای کلاهک کوچکتر است، حجم مصرفی در حرکت پس‌کشی کمی کمتر از کورس اکستنشن است. کل هوای مصرفی در هر چرخه تقریباً است 1.7 تا 1.9 برابر هوای مصرف شده توسط یک سیلندر تک اثر معادل، بسته به قطر میله.

به عنوان مثال ملموس: یک سیلندر دو اثره 50 میلی‌متری، سکته‌ای 100 میلی‌متری که با فشار 6 بار کار می‌کند و چرخش با سرعت 60 بار در دقیقه تقریباً مصرف می‌کند:

• انتهای درپوش در هر ضربه: (π/4 × 0.05²) × 0.1 × (6 1) = ~ 1.37 لیتر (هوای آزاد) در هر ضربه
• انتهای میله در هر ضربه (با فرض میله 20 میلی متر): تقریباً 1.09 لیتر در هر ضربه
• مجموع در دقیقه در 60 چرخه: ~146 لیتر در دقیقه هوای آزاد

یک سیلندر تک اثر معادل تقریباً 82 لیتر در دقیقه مصرف می کند. در ماشینی با 20 سیلندر که در دو شیفت کار می کنند، تفاوت هزینه برق سالانه قابل اندازه گیری می شود. هنگامی که تعداد زیادی سیلندر را مستقر می کنید، یا زمانی که سیلندرها در ضربات طولانی یا با سرعت چرخه بالا کار می کنند، تفاوت مصرف هوا به طور معنی داری بر اقتصاد عملیاتی تأثیر می گذارد - حتی اگر سیلندر عملکرد دوگانه از نظر فنی برتر باشد.

محدودیت‌های طول سکته مغزی: چرا سیلندرهای تک اثر زودتر بالا می‌روند

فنر برگشتی داخلی در یک سیلندر تکی از نظر فیزیکی مدت زمان حرکت را محدود می کند. با افزایش طول ضربه، به فنر طولانی‌تری نیاز دارید، که به بدنه سیلندر طولانی‌تری نیاز دارد - و فنرهای بلندتر برای پایدار نگه داشتن و هدایت صحیح در داخل سوراخ سخت‌تر است. آنها همچنین طول بیشتری به سیلندر کلی حتی در موقعیت جمع شده اضافه می کنند.

اکثر سازندگان سیلندرهای تک عمل را با حداکثر ضربات 25 تا 200 میلی متر ارائه می دهند. تعداد کمی از طرح های تخصصی به 300 میلی متر می رسد. فراتر از آن، بهار غیرعملی می شود. اگر برنامه شما نیاز به حرکت 400 میلی‌متری، 600 میلی‌متری یا 1000 میلی‌متری دارد، سیلندر دو اثره تنها گزینه مناسب در محدوده محصولات سیلندر هوای استاندارد است.

این محدودیت همچنین با نیرو در تعامل است: با افزایش ضربه، فشرده‌سازی فنر در امتداد کامل نیز افزایش می‌یابد، که به این معنی است که نیروی بیشتری برای غلبه بر فنر در پایان ضربه مصرف می‌شود. برای ضربات بیشتر از حدود 100 تا 150 میلی‌متر در یک طرح تک اثر، تفریق نیروی فنر شروع به تبدیل شدن به درصد قابل‌توجهی از کل نیروی پنوماتیک موجود، به ویژه در اندازه‌های سوراخ کوچک می‌کند.

رفتار ایمن ناشی از شکست: یک ملاحظۀ ایمنی حیاتی

یکی از مهم‌ترین تفاوت‌های عملی بین این دو نوع سیلندر این است که وقتی هوا از بین می‌رود چه اتفاقی می‌افتد - چه به دلیل خرابی کمپرسور، توقف اضطراری یا پارگی خط.

یک سیلندر برگشت فنری تک عمل به طور خودکار به موقعیت سمت فنر خود در صورت کاهش فشار باز می گردد. اگر سیلندر طوری پیکربندی شده باشد که قطعه کار را روی کورس برق (کشش) گیره کند، از دست دادن هوا باعث آزاد شدن آن می شود. اگر با فنر-extend پیکربندی شده باشد (که برخی از طرح ها برای بستن ایمنی ارائه می دهند)، از دست دادن هوا باعث گیره شدن آن می شود. این رفتار قطعی عمداً برای کاربردهای ایمنی مهندسی شده است.

محافظ ماشین، مکانیسم‌های آزادسازی ترمز، و توقف‌های اضطراری اغلب از سیلندرهای تک‌عملی استفاده می‌کنند دقیقاً به این دلیل که رفتار ایمن آنها توسط فنر قابل پیش بینی و تضمین شده است، نه با سیگنال الکتریکی یا موقعیت سوپاپ.

در مقابل، یک سیلندر با عملکرد دوگانه، زمانی که هوا از بین می‌رود، آخرین موقعیت خود را حفظ می‌کند - اگر شیر جهت‌دار از نوع فروگیر یا مرکز فنری باشد که هر دو درگاه را مسدود می‌کند. گاهی اوقات این امر مطلوب است (شما نمی خواهید یک محور بارگذاری شده سقوط کند)، اما همچنین می تواند خطرناک باشد اگر سیلندر در وسط عملیات گیره یا فشار دادن در هنگام از کار افتادن هوا بود.

استانداردهای ایمنی از جمله ISO 13849 و IEC 62061 از طراحان ماشین می‌خواهد که رفتار همه محرک‌ها را تحت شرایط خطا تحلیل و مستند کنند. انتخاب بین یک سیلندر تک عملکرد و دو اثر مستقیم به این تجزیه و تحلیل مربوط می شود، و مشخصه ایمن خرابی نوع تک عملکرد اغلب جایگاهی را برای آن در مدارهای دارای رتبه ایمنی کسب می کند، حتی زمانی که ممکن است در غیر این صورت از یک سیلندر دو اثره برای کنترل بیشتر استفاده شود.

مناطق کاربردی معمولی برای هر نوع سیلندر

Where Single Acting Cylinders Excel

• محرک های شیر پنوماتیک: شیرهای توپی ربع دور و شیرهای دروازه ای اغلب از سیلندرهای تک عمل برگشت فنری استفاده می کنند تا در هنگام کاهش فشار هوا، سوپاپ در موقعیت امن شناخته شده (باز یا بسته) قرار نگیرد.
• وسایل گیره با ضربات کوتاه: نگه داشتن قطعات کار برای ماشینکاری در جایی که نیروی ماشینکاری همیشه در یک جهت است و گیره فقط باید تحت بار کم آزاد شود (پس‌کشیده شود).
• کنترل درب و دریچه: جایی که بازگشت فنر بسته شدن در هنگام قطع برق را تضمین می کند.
• مرتب سازی و تغییر مسیر دروازه ها: گیت های چرخشی ساده در نوار نقاله ها که در آن یک جهت همیشه پیش فرض و جهت دیگر محرک برقی است.
• درگیری ترمز و کلاچ: ترمزهای فنری را برای توقف های اضطراری فشار دهید - وقتی هوا از بین می رود، ترمز درگیر می شود.

جایی که سیلندرهای دو عمله مورد نیاز است

• اتوماسیون انتخاب و مکان: هم کشش و هم جمع شدن باید دارای قدرت، کنترل سرعت و توانایی تحمل وزن قطعات متغیر باشند.
• عملیات پرس و شکل دهی: نیروی زیاد در هر دو جهت؛ بازگشت باید بر مقاومت فنری یا اجکتور قطعه کار غلبه کند.
• انتقال خطی دراز: هر ضربه ای بیش از 200 میلی متر نیاز به سیلندر هوای دوگانه دارد.
• کاربردهای سیلندر بدون میله: سیلندرهای پنوماتیکی بدون میله ذاتاً عملکرد دوگانه دارند و برای انتقال افقی در سفرهای طولانی استفاده می شود که در آن سیلندر میله ای معمولی به طور عملی طولانی نیست.
• میزهای کج و چرخان: هر دو واژگونی و برگرداندن میز به نیروی قابل کنترل و نیرومند نیاز دارند.
• برنامه های پر چرخه بالای 60 سیکل در دقیقه: جایی که سرعت جمع باید دقیقاً تنظیم شود تا زمان چرخه بدون بارگذاری ضربه حفظ شود.

مورد نیاز شیر کنترل: 3/2 در مقابل 5/2

تفاوت در درگاه‌های هوا بین سیلندرهای تک و دو عملکرد مستقیماً شیر کنترل مورد نیاز را تعیین می‌کند که بر سیم‌کشی، طراحی منیفولد و هزینه تأثیر می‌گذارد.

A شیر 3/2 (3 پورت، 2 موقعیت) برای یک سیلندر تنها کافی است. در یک موقعیت، منبع تغذیه را به درگاه سیلندر متصل می کند. در موقعیت دیگر، درگاه سیلندر را به اگزوز متصل می کند. فنر بقیه را اداره می کند. یک شیر 3/2 از نظر فیزیکی کوچکتر است و معمولاً 20 تا 40٪ ارزانتر از یک شیر 5/2 است. همچنین به بلوک منیفولد ساده تری نیاز دارد که بسیاری از دریچه ها به هم متصل شوند.

A شیر 5/2 (5 پورت، 2 موقعیت) استاندارد برای یک سیلندر دو کاره است. در یک موقعیت، عرضه به انتهای کلاهک می رود و انتهای میله اگزوز می شود. در موقعیت دیگر، منبع تغذیه به انتهای میله می رود و انتهای کلاهک اگزوز می شود. دو درگاه اگزوز معمولاً جایی هستند که دریچه های کنترل جریان برای تنظیم سرعت نصب می شوند.

در سیستم‌هایی با محورهای زیاد - برای مثال یک ماشین مونتاژ 20 ایستگاهی - تفاوت هزینه تجمعی بین 20 شیر 3/2 و 20 شیر 5/2 می‌تواند معنی‌دار باشد. برای سیلندرهای کوچکتر در کاربردهای ساده، این تفاوت هزینه اغلب تعیین یک سیلندر تک عملکرد را توجیه می کند، حتی زمانی که یک سیلندر با عملکرد دوگانه ممکن است عملکرد کمی بهتری ارائه دهد.

همچنین توجه داشته باشید که دریچه‌های 5/2 با بازگشت فنر، بازدارنده (حافظه) یا فعال‌سازی برقی دوگانه در دسترس هستند ، هر کدام رفتار حالت شکست متفاوتی را ارائه می دهند. انتخاب نوع سوپاپ با نوع سیلندر تعامل دارد تا رفتار ایمنی در سطح سیستم را تعیین کند - چیزی که باید در مرحله طراحی تجزیه و تحلیل شود، نه اینکه بعداً به روز شود.

تفاوت های تعمیر و نگهداری در عمل

از نظر تعداد مهر و موم، یک سیلندر تک اثر دارای سطوح آب بندی دینامیکی کمتری نسبت به یک سیلندر دو اثره است. آب بندی کمتر به طور کلی به معنای مسیرهای نشتی کمتر و فرکانس تعویض آب بندی کمی کمتر است. با این حال، فنر در یک سیلندر تک اثر یک جزء سایش اضافی است که در طراحی دو اثره وجود ندارد.

فنرها در سیلندرهای پنوماتیک برای میلیون ها چرخه رتبه بندی می شوند، اما باعث خستگی می شوند. فنری که کشش را از دست داده است باعث می شود سیلندر به آرامی، ناقص و یا اصلاً برگردد. در ماشینی که 24 ساعت در روز با سرعت 60 دور در دقیقه کار می کند، یک سیلندر کامل می شود. 86 میلیون چرخه در سال . خستگی فنر در آن سرعت چرخه یک نکته نگهداری واقعی است، به ویژه در سیلندرهایی با ضربات کوتاه تر که در آن فشرده سازی فنر در هر چرخه کسری بزرگتر از کل سفر فنر است.

برای سیلندرهای دو اثره، سایش آب بند نگرانی اصلی نگهداری است. مهر و موم های پیستونی مبتنی بر پلی اورتان و PTFE مدرن معمولا دوام دارند 50 تا 100 میلیون چرخه در شرایط عملیاتی معمولی با هوای خشک تمیز، روغن کاری شده یا بدون روغن. هوای آلوده شایع ترین علت خرابی زودرس آب بندی در هر دو نوع سیلندر است.

درگاه تنفس روی یک سیلندر تکی شایسته ذکر خاص است: به عنوان بخشی از نگهداری پیشگیرانه باید مرتباً بازرسی و تمیز شود. گرفتگی تنفس به قدری عملکرد را به تدریج کاهش می دهد که ممکن است تا زمانی که سیلندر شروع به عملکرد نادرست نکند متوجه آن نشوید - این امر بازرسی برنامه ریزی شده را مهم تر از تعمیر واکنشی می کند.

انتخاب اندازه حفره مناسب برای هر نوع

اندازه صحیح حفره اساسی ترین مرحله در تعیین هر سیلندر هوا است. سایز کمتر سوراخ باعث تولید نیروی ناکافی می شود. اندازه زیاد هوا و پول را هدر می دهد. فرآیند برای هر نوع سیلندر کمی متفاوت است.

برای سیلندرهای تک اقدام

1. نیروی مورد نیاز را در انتهای ضربه (جایی که فشرده سازی فنر حداکثر است) تعیین کنید.
2. حداکثر نیروی فنر برای ضربه انتخابی را به نیروی خروجی مورد نیاز اضافه کنید.
3. اصطکاک مهر و موم را اضافه کنید (معمولاً 10٪ نیروی نظری به عنوان حاشیه ایمنی).
4. مساحت سوراخ مورد نیاز را محاسبه کنید: مساحت = نیروی کل ÷ فشار تامین.
5. اندازه سوراخ استاندارد بعدی را از ناحیه محاسبه شده به بالا انتخاب کنید.
6. بررسی کنید که نیروی فنر برای برگرداندن پیستون در برابر بار در کورس برگشت کافی باشد.

برای سیلندرهای دوتایی

1. نیروی مورد نیاز برای هر دو حرکت کششی و پس‌کشی را جداگانه تعیین کنید.
2. سوراخ مورد نیاز برای هر ضربه را در فشار عرضه موجود محاسبه کنید، با محاسبه کاهش سطح انتهای میله در محاسبه پسرفت.
3. ضریب ایمنی 1.25-1.5× را برای در نظر گرفتن تغییرات اصطکاک، ناهماهنگی و فشار اضافه کنید.
4. سوراخی را انتخاب کنید که هر دو مورد نیاز سکته مغزی را برآورده کند - معمولاً بزرگتر از دو مقدار محاسبه شده.
5. اگر میله تحت فشار است و نسبت به قطر آن طولانی است، قطر میله را در برابر محدودیت های کمانش بررسی کنید.

اندازه سوراخ استاندارد در هر دو نوع سیلندر از استانداردهای ISO 15552 پیروی می کند: 12، 16، 20، 25، 32، 40، 50، 63، 80، 100، 125، 160 و 200 میلی متر رایج ترین هستند. تعیین اندازه سوراخ استاندارد قابلیت تعویض بین تولیدکنندگان را تضمین می کند و مدیریت قطعات یدکی را ساده می کند.

محدوده فشار عملیاتی و تأثیر آنها بر انتخاب

سیلندرهای هوای تک و دو اثره هر دو برای فشارهای کاری معمولی درجه بندی می شوند 1 تا 10 بار (14.5 تا 145 psi) ، با رایج ترین فشار عرضه صنعتی 6 بار (87 psi) است. با این حال، کار در فشارهای پایین‌تر بر هر نوع متفاوتی تأثیر می‌گذارد.

برای سیلندرهای تک عمل، حداقل فشار عملیاتی برای غلبه بر پیش بار فنر و اصطکاک آب بند لازم است. اگر فشار منبع تغذیه به مثلاً 3 بار در یک سیستم دارای 6 بار کاهش یابد، نیروی خروجی مؤثر تقریباً 50٪ کاهش می یابد. اما نیروی فنر بدون تغییر باقی می‌ماند - به این معنی که کاهش نیروی سیلندر تک اثر در مقایسه با نوع عملکرد دوگانه در همان فشار کاهش‌یافته نامتناسب است.

علاوه بر این، سیلندرهای تک اثر ممکن است دارای حداقل فشار کاری باشند که توسط سازنده مشخص شده است که در زیر آن سیلندر به طور کامل در برابر فنر گسترش نمی یابد. این آستانه معمولاً در برگه اطلاعات محصول ذکر شده است و باید با حداقل فشار عرضه تضمین شده در سیستم شما مقایسه شود - نه فشار نامی عرضه.

سیلندرهای دو اثره از این نظر حساسیت کمتری به نوسانات فشار دارند زیرا هیچ یک از سکته‌ها مقاومت مکانیکی ثابتی برای غلبه بر اصطکاک ندارند. در فشارهای کمتر، نیروی خروجی به طور متناسب در هر دو ضربه کاهش می‌یابد و سیستم همچنان کار می‌کند - فقط با نیروی کمتر در دسترس.

انواع سیلندر دو بازیگر ارزش دانستن دارد

در رده بازی دوگانه، چندین طرح تخصصی به الزامات کاربردی خاص پاسخ می‌دهند:

• سیلندر دو میله ای دو کاره: میله پیستون از دو سر سیلندر امتداد دارد. هر دو طرف دارای مساحت سوراخ یکسانی هستند، بنابراین نیروهای کشش و پسرفت یکسان هستند. هنگامی که خروجی نیروی متقارن حیاتی است یا زمانی که میله عبوری برای اتصال مکانیکی یا مرجع اندازه گیری در هر دو طرف مورد نیاز است استفاده می شود.
• سیلندر پشت سر هم: دو سیلندر دو عملکردی که به صورت سری روی یک میله پیستون نصب شده اند. این دو پیستون به طور همزمان عمل می کنند و تقریباً نیروی موجود را از یک قطر مته مشخص دو برابر می کنند. زمانی استفاده می شود که فضای سوراخ محدود است اما نیروی زیادی مورد نیاز است.
• سیلندر دو اثر بدون میله: بار از طریق شکاف یا کوپلینگ مغناطیسی در دیواره سیلندر به پیستون متصل می شود. حرکت های بسیار طولانی را در یک بسته فشرده فعال می کند. در ضربات تا 6000 میلی متر یا بیشتر موجود است.
• سیلندر دو عمله هدایت شونده: راهنماهای خطی را مستقیماً با بدنه سیلندر ادغام می کند تا گشتاور چرخشی و نیروهای بار جانبی روی میله را حذف کند. برای کاربردهایی که حرکت خطی دقیق و دقت زاویه ای بدون راهنماهای خارجی مورد نیاز است بسیار مهم است.

خلاصه: انتخاب بین تک بازیگری و دو بازیگری

زمانی که الزامات برنامه خود را در برابر تمایزات کلیدی ترسیم کردید، تصمیم گیری ساده است. از چارچوب زیر استفاده کنید:

• تک بازیگری را انتخاب کنید وقتی: برنامه نیاز به بازگشت ایمن به یک موقعیت اصلی دارد. سکته مغزی کوتاه است (زیر 150-200 میلی متر)؛ نیروی برگشت مورد نیاز حداقل است. مصرف هوا باید به حداقل برسد. مدار شیر ساده تر ترجیح داده می شود. و صرفه جویی در هزینه در شیرآلات و لوله کشی در مقیاس معنی دار است.
• بازی دوگانه را انتخاب کنید وقتی: هر دو ضربه باید نیروی معنی‌داری ارائه دهند. طول سکته مغزی بیش از 200 میلی متر است. کنترل مستقل سرعت هر دو ضربه مورد نیاز است. سرعت چرخه بالا است و سرعت بازگشت باید تنظیم شود. بار روی ضربه برگشت متغیر یا قابل توجه است. یا برنامه یک مکانیسم فشار، انتقال، یا انتخاب و مکان است.

در اکثریت قریب به اتفاق کاربردهای اتوماسیون صنعتی، سیلندر هوای دو اثره اسب کاری پیش فرض است - انعطاف پذیر، قدرتمند و کاملاً قابل کنترل. سیلندر تک عملکردی جایگاه خود را در طرح‌های ساده‌تر، حساس‌تر، ایمنی یا حساس‌تر به دست می‌آورد، جایی که رفتار بازگشت فنری ذاتی آن یک ویژگی است تا یک محدودیت. درک هر دو نوع در این سطح از جزئیات به شما این امکان را می‌دهد که آن انتخاب را عمداً و بر اساس الزامات مهندسی به جای قرارداد انجام دهید.