Podstawowe informacje o siłownikach pneumatycznych

Siłowniki pneumatyczne są najczęściej wykorzystywanymi podzespołami elementów
wykonawczych, tj.: manipulatorów ramion, linii produkcyjnych, transporterów i innych.
Znajdują również zastosowanie w maszynach rolniczych, pakujących, budowlanych.
Siłowniki umożliwiają obracanie, przesuwanie, pozycjonowanie, czy wszelkiego rodzaju
przemieszczanie elementów.
Są stosowane we wszelkich dziedzinach szeroko pojętego przemysłu: np. przetwarzanie tworzyw, spożywczy, kamieniarski, stolarki okiennej. Pełnią one funkcję elementów wykonawczych dociskających, otwierających/zamykających, przesuwających, itd.
Tuleje siłowników poddawane są od wewnętrznej strony procesowi honowania, który
zapewnia uzyskanie dużej gładkości, co przekłada się bezpośrednio na żywotność uszczelnień
siłownika.
Tłoczyska wykonywane są ze stali nierdzewnej, a także chromowej poddawanej ulepszaniu
cieplnemu. Duże znaczenie na żywotność siłownika ma chropowatość wałka tłoczyskowego.
Tuleje (prowadnice) tłoczyska wykonywane są głównie z mosiądzu.
Tłoki wykonywane są ze stali z domieszką brązu, aluminium, coraz rzadziej z tworzywa.
Pokrywy siłowników wykonuje się z anodowanego aluminium, ale na rynku dostępne są
również wykonania ze stali nierdzewnej i chromowanej lub tworzywa.
Uszczelnienia w siłownikach są zwykle dostosowywane na życzenie odbiorcy, który ma do
wyboru:
– NBR (kauczuk nitrylo-butadienowy) – wykazuje się odpornością na parę wodną, czy
wodę, niestety jest wrażliwy na działanie promieni UV i wykazuje się mniejszą żywotnością, niż
poliuretan
– poliuretan – obniża tarcie podczas ruchu, sprawdza się podczas pracy w ujemnych
temperaturach, a także wykazuje odporność na chemię (np. propan, butan, benzyna). Niestety nie
sprawdzi się on przy wyższych temperaturach, gdyż powyżej 50 st. C ulega degradacji oraz
wchodzi w reakcje z wodą i parą wodną;
– viton – uszczelnienia vitonowe wykorzystuje się wszędzie tam, gdzie od siłownika
wymagana jest szybka praca oraz wysoka temperatura. Materiał ten jest odporny na dużą gamę
środków chemicznych, niestety nie sprawdza się przy kontakcie z parą wodną
– teflon – materiał ten jest jednym z najtrwalszych chemicznie tworzyw, może pracować w
temperaturach ujemnych oraz wysokich (230 stC!)
Budowa siłowników pneumatycznych określana jest według standardów wykonania, co
przekłada się na wymienialność produktów różnych producentów. Standardy budowy siłowników
pneumatycznych tłoczyskowych określone są według oznaczeń ISO, tak więc:
– ISO 6432 – siłowniki okrągłe
– ISO 6431 – siłowniki o kwadratowym profilu lub w wykonaniu ze szpilkami
montażowymi
– UNITOP – standard siłowników profilowych
– ISO 21287 – siłowniki kompaktowe
Zamienność elementów różnych producentów jest to jedna z najważniejszych cech tych napędów, ale
nie zawsze wymagana. Ważne jest również to, że możliwe jest ich wykonanie według wytycznych
odbiorcy, co daje szerokie pole do modyfikacji i wykonań „niestandardowych”.
Ze względu na zasadę działania wyróżniamy kilka typów siłowników:
– siłowniki dwustronnego działania
– siłowniki jednostronnego działania (pchające i ciągnące)
– siłowniki typu tandem
– siłowniki obrotowe
– siłowniki wahadłowe
Są to tylko podstawowe wykonania siłowników pneumatycznych. Do tego możemy
wyróżnić opcje takie, jak zabezpieczenie przed obrotem tłoczyska, dwustronne tłoczysko, potrójne
tandemy, itd.
Występują również siłowniki w wykonaniach specjalnych dla konkretnych gałęzi
przemysłu, które wykonane są z certyfikatem ATEX, oraz takie, które charakteryzują się wysoką
klasą czystości do przemysłu spożywczego, czy farmaceutycznego.
Za wykorzystaniem siłowników pneumatycznych przemawia niewątpliwie ich szybkość
działania oraz gabaryt, a także „czystość” medium roboczego.
Prostota wykonania siłowników przekłada się na bezawaryjność oraz na duże możliwości
regeneracji urządzenia.
Przy obecnym poziomie automatyzacji możliwe staje się budowanie skomplikowanych
układów wykorzystujących siłowniki, a co za tym idzie zwiększa się ilość aplikacji, w których
mogą wykonać stawiane im zadania.
Niemniej ważną cechą siłowników pneumatycznych jest niewrażliwość na przeciążenia
niemożliwa do osiągnięcia innymi podzespołami.
Niestety tak, jak każde urządzenie siłowniki mają swoje minusy. Z uwagi na ścieśliwość
medium roboczego nie uda się osiągnąć takiej siły, jak siłownikami hydraulicznymi, ani takiej
dokładności i powtarzalności, jak siłownikami elektrycznymi.
Pozostaje również sprawa rozszczelnień układu oraz stosunkowo drogiego medium
roboczego.