Пневматичний циліндр: технічні характеристики

Пневматичний циліндр – одна з складових пневмопривода, призначена для переміщення робочого органу різних верстатів і механізмів.

Конструкція пневмоциліндра

Конструкція пневмоциліндра, на відміну від поворотних виконавчих пристроїв, значно простіше і складається з порожнистої гільзи, всередині якої під тиском стислого повітря переміщається шток, створює втягуюче і штовхає вплив на механізм. Демпфери використовуються для зниження ударного навантаження в кінці ходу штока. Якщо енергія удару невелика, то ця роль відводиться гумових кілець. В циліндрах великого розміру використовується система видалення частини повітря з його подальшим виведенням через дросель.

Різновиди циліндрів за принципом роботи

Пневматичний циліндр в залежності від принципу роботи може бути декількох видів:

Вище представлений циліндр односторонньої дії.

Циліндр двосторонньої дії ви можете бачити на фото нижче.

Конструкція одностороннього циліндра передбачає наявність лише одного впускного отвору, відповідно, робочий хід механізм здійснює тільки в одному напрямку, на відміну від двостороннього циліндра. Впускні отвори в двосторонньому циліндрі розташовуються з обох боків, завдяки чому робочий хід здійснюється у двох напрямках.

Різновиди циліндрів за кількістю положень поршня

Пневматичний циліндр ділиться на кілька видів залежно від кінцевого положення поршня:

Двопозиційний, має дві фіксовані крайні позиції.

Багатопозиційні, в яких робочий механізм може фіксуватися в різних положеннях між двома крайніми позиціями.

Конструкційні особливості циліндрів

Пневматичні циліндри в залежності від призначення можуть відрізнятися по конструкції і виконання окремих її елементів.


Приміром, виконавчі пристрої з двостороннім штоком використовуються в механізмах, що вимагають високої стійкості до бічних навантажень. Забезпечується це кріпленням штока до двох опорах, розташованих на великій відстані один від одного. Пневматичний циліндр із захищеним від провертання штоком використовується в тих випадках, коли до нього кріпиться інструмент. Спеціальні плоскі фаски, чіпляючись за направляючий елемент, обмежують максимально допустимий крутний момент. Плоскі конструкції, оснащені сплющеними гільзами, застосовуються з метою економії монтажного простору і захисту корпусу циліндра від провертання. Тандем-циліндр використовується для збільшення зусилля при збереженні діаметра гільзи. Конструкція таких циліндрів складається з двох поєднаних в поздовжній площині циліндрів, що мають загальний шток. В порожнину деталей одночасно подається тиск, що дозволяє збільшити зусилля на штоку в два рази. Поточна позиція циліндра визначається за допомогою спеціальних магнітних кілець. Електромагнітні датчики фіксують їх положення і, відповідно, факт знаходження штока в певному місці.

Принцип роботи пневмоциліндра

Робота пневматичного циліндра ґрунтується на дії стисненого повітря на поршень пневмоциліндра. Вплив може бути як одностороннім, так і двостороннім. Залежно від цього пневматичні циліндри бувають двох видів – односторонньої і двосторонньої дії.
При односторонньому впливі вплив потоку повітря здійснюється тільки в одній з робочих порожнин механізму, відповідно, рухається поршень під дією стиснутого повітря тільки в одному напрямку. У зворотному напрямку поршень рухається за допомогою пружини, яка встановлюється всередині другої робочої поверхні на шток циліндра. Односторонні пневматичні циліндри поділяються на кілька категорій: з нормально висунутим і нормально втягнутим штоком. Переміщення штока в пневмоциліндрах двосторонньої дії здійснюється у двох напрямках допомогою впливу стисненого повітря, що подається в одну з робочих областей. Повітря розподіляється між порожнинами за допомогою пневморозподільника.

Особливості будови пневмоциліндрів

Пневматичний гальмівний циліндр складається з гільзи, поршня штока, самого штока і флянцев. Для кожного з перерахованих елементів характерні свої конструктивні особливості, від яких залежить те, як буде функціонувати пневматичний циліндр. Деталізування таких деталей здійснюється після уточнення всіх особливостей конструкції. Пневмоциліндри виготовляються з гладких труб або профільованих труб, до складу яких входять алюмінієві сплави. Основною відмінністю між двома такими деталями є наявність спеціальних пазів в профільованої труби, які призначаються для монтажу герконовий датчиків. Поршні пневматичних циліндрів оснащуються магнітними кільцями, які взаємодіють з герконовими датчиками. Основною конструктивною особливістю флянцев пневмоциліндрів є регульований демпфер. Поверхня флянца захищається від можливих ударів поршня за допомогою гальмівного механізму, розташованого в кінці робочого ходу. Цей механізм і є, власне, демпфером. Швидкість гальмування регулюється дроселем, вбудованим у флянци циліндра. Пневматичні циліндри, приводи в більшості випадків вибираються за допомогою розрахункового методу. Крім того, для цієї мети нерідко використовують спеціальні комп'ютерні програми. Розрахунковий метод базується на зусиллі, яке розвивається в штоку деталі. Воно безпосередньо залежить від діаметра поршня, сил тертя і робочого тиску. При визначенні теоретичного зусилля розглядається тільки осьове зусилля на нерухомому штоку без урахування сил тертя. Зусилля на штоку розрізняється для циліндрів двосторонньої дії при висуванні та втягуванні штока і для односторонньої дії з пружинним поверненням.

Пневматичні підсилювачі гальм

Пневматичні підсилювачі використовуються з метою перетворення енергії стислого повітря в необхідний тиск рідини в гідравлічному приводі гальм. Для підвищення надійності гальмівної системи на багатьох автомобілях пневматичний підсилювач головним гальмівним циліндром встановлюється у двох примірниках. Передній приводить в дію гальма переднього моста, задній, відповідно, заднього моста. Пневмоусилители знімаються з автомобіля і розбираються тільки для проведення технічного обслуговування або усунення несправностей.