Пневматический цилиндр, также известный как воздушный цилиндр, представляет собой устройство, используемое для преобразования энергии сжатого воздуха в механическое движение.
Используется такое устройство в:
- Транспорте: для открытия дверей в автобусах, экстренного торможения транспорта, подъёма и опускания стрелы крана.
- Здравоохранении: подъём коек, наклон хирургического стола под заданным углом.
- Пищевой промышленности: на конвейерах, смесителях.
- Тяжелой и легкой промышленности: в манипуляторах, прессах, машинах точечной сварки, зажимах деталей.
Основные компоненты включают цилиндр, поршень и шток.
Цилиндр представляет собой полую металлическую трубку с отверстиями для входа и выхода сжатого воздуха. Поршень движется вперед и назад внутри цилиндра под действием силы сжатого воздуха. С поршнем связан шток (выступающая часть снаружи цилиндра) и, соответственно, поршень входит и выходит из цилиндра, при подаче сжатого воздуха.
- Если пневмоцилиндр одностороннего действия, то воздух надо подавать только на одно отверстие цилиндра! Если перестать подавать воздух, то пружина внутри вернет поршень и шток в исходное положение.
- Если пневмоцилиндр двухстороннего действия, то воздух для открытия/закрытия надо подавать на два разных отверстия.
Сила поступательного движения, создаваемая пневмоцилиндром, пропорциональна давлению сжатого воздуха и площади поверхности поршня. То есть, чем больший вес надо передвинуть, тем большее давление воздуха и диаметр поршня должны быть.
Для цилиндра двустороннего действия усилие (сила в Ньютонах) определяется по формулам:
при прямом ходе штока (выдвижении) FD = h (π/4) D²p,
а при обратном ходе (втягивании) FR = h (π/4) (D² – d²) p
Для цилиндра одностороннего действия (с пружинным возвратом) усилие на штоке определяют только при прямом ходе.
FD = h (π/4) D²p – FS, где FS - усилие пружины в конце хода.
h - коэффициент нагрузки при работе с горизонтально перемещаемой нагрузкой с трением (h=0,7 при постоянной нагрузке, h=1 при знакопеременной динамической нагрузке), D - диаметр поршня, d - диаметр штока, p - рабочее давление воздуха.
Ниже приведена теоретическая справочная таблица. На практике создаваемая сила обычно меньше на 10-15%.
