Yksitoiminen vs. kaksitoiminen sylinteri: keskeiset erot

Yksitoiminen vs. kaksitoiminen sylinteri: lyhyt vastaus

Jos tarvitset nopean tuomion: kaksitoiminen sylinteri antaa sinulle voimakkaan liikkeen molempiin suuntiin, kun taas yksitoiminen sylinteri käyttää vain paineilmaa yhteen iskuun ja luottaa jouseen tai painovoimaan palautukseen. Tämä yksittäinen ero muokkaa jokaisen näkökohdan, jolla valitset, asennat ja huollat ​​ilmasylinterin todellisessa pneumaattisessa järjestelmässä.

Kaksitoiminen ilmasylinteri on melkein aina oikea valinta sovelluksiin, joissa tarkka ohjaus, suurempi voimantuotto molempiin suuntiin ja tasainen nopeus sekä pidennys- että sisäänvetoasioissa – kuten kiinnityskiinnikkeet, puristustyökalut ja lineaariset siirtojärjestelmät. Yksinkertaisempiin töihin, kuten jousipalautteiseen kiinnitykseen, venttiilien käyttöön tai muihin tehtäviin, joissa yksi koneisku riittää, yksitoiminen sylinteri vähentää kustannuksia, monimutkaisuutta ja ilmankulutusta merkittävästi.

Alla olevissa osioissa kerrotaan, miten kukin tyyppi toimii mekaanisella tasolla, missä todelliset suorituserot näkyvät käytännössä ja kuinka tehdä oikea valinta juuri sinun järjestelmällesi.

Kuinka sinkkunäyttelijä Ilmasylinteri Toimii

Yksitoimisessa sylinterissä on yksi paineistettu portti. Kun paineilma tulee sisään, se työntää mäntää yhteen suuntaan - tyypillisesti pidennysiskuun. Paluuisku saa voimansa puristetusta kierrejousesta, joka on sijoitettu sylinterin rungon sisään, tai joissakin kokoonpanoissa itse kuorman painosta.

Jousi on esijännitetty tehtaalla tiettyyn voimaarvoon. Tavalliset yksitoimiset sylinterit käyttävät jousivoimia, jotka vaihtelevat karkeasti 8 N - 60 N riippuen reiän koosta ja iskun pituudesta. Tämä jousivoima toimii ilmanpainetta vastaan ​​tehoiskun aikana, mikä tarkoittaa, että tehollinen ulostulovoima tangon päässä on pienempi kuin ilmanpaine yksinään.

50 mm:n yksitoimisella sylinterillä, joka toimii 6 baarilla (87 psi), teoreettinen voima on noin 1 178 N. Kun tyypillinen 25 N jousivoima on vähennetty ja tiivisteen kitka (yleensä 5–10 % teoreettisesta voimasta) on otettu huomioon, todellinen työhön käytettävissä oleva tankovoima laskee noin 1 030–1 050 N . Tämä vähennys kasvaa merkittävämmäksi pienemmillä reikäkooilla, joissa jousivoima edustaa suurempaa prosenttiosuutta käytettävissä olevasta kokonaisvoimasta.

Tärkeimmät sisäiset komponentit

• Yksi ilmaportti (yleensä työntösylinterien korkin päässä)
• Palauta jousi männän pinnan ja varren pään kannen väliin
• Tuuletusaukko tai tuuletusaukko jousen puolella paineen muodostumisen estämiseksi
• Yhden männän tiiviste (yksi dynaaminen tiivisteen paikka)
• Tangon tiiviste sylinterin kannessa

Tuuletusaukko jätetään usein huomiotta asennuksen aikana, mutta se on kriittinen. Jos se tukkeutuu epäpuhtauksien takia tai tukkeutuu vahingossa, jousen puolelle jäänyt ilma luo vastapainetta, joka vähentää venymisvoimaa ja hidastaa iskunopeutta arvaamattomasti.

Kuinka kaksitoiminen ilmasylinteri toimii

Kaksitoimisessa sylinterissä on kaksi ilma-aukkoa - yksi kannen päässä ja toinen varren päässä. Tangon pidentämiseksi paineilma tulee kannen pään porttiin, kun sauvan pään portti poistuu. Sisäänvetämiseksi syöttökytkin kytkee: ilma tulee tangon päähän, kun kannen pää poistuu. Suuntaohjausventtiili (yleensä 5/2 tai 4/2 solenoidiventtiili) hallitsee tätä vaihtoa.

Koska paluujousen vaimennusvoimaa ei ole, täysi pneumaattinen voima on käytettävissä molempiin suuntiin . On kuitenkin ymmärrettävä tärkeä epäsymmetria: tangon pään reiän pinta-ala on pienempi kuin kannen pään reiän pinta-ala, koska männänvarsi kulkee sen läpi. Tämä tarkoittaa, että sisäänvetovoima on aina hieman pienempi kuin venymisvoima samalla syöttöpaineella.

Kaksitoimiselle sylinterille, jonka reikä on 63 mm, tangon halkaisija 20 mm ja joka toimii 6 baarilla:

• Jatkevoima (kannen pää): π/4 × 63² × 6 = noin 1 871 N
• Vetovoima (tangon pää): π/4 × (63² – 20²) × 6 = noin 1 682 N

Tämä noin 10–12 %:n ero venymisen ja sisäänvetämisen välillä on johdonmukainen kaikissa porauskooissa ja on vakiotekijä kaksitoimisten sylinterin mitoituslaskelmissa. Jos takaisinvetoiskullasi on merkittävä kuorma, sinun on mitoitettava sylinteri takaisinvetovoiman, ei ulosvetovoiman, mukaan.

Tärkeimmät sisäiset komponentit

• Kaksi ilma-aukkoa (kannen pää ja tangon pää)
• Kaksihuuliset tai U-kuppimännän tiivisteet männän molemmilla puolilla
• Tangon tiiviste ja pyyhin sylinterinkannessa
• Ei jousta – koko sisäinen reiän pituus käytettävissä iskua varten
• Valinnaiset sisäpehmusteet molemmissa päätyasennoissa

Vierekkäinen vertailu: yksitoiminen vs. kaksitoiminen sylinteri

Force Output: Missä luvut todella eroavat

Voiman laskenta on tapa, jossa insinöörit tekevät useimmiten kalliita virheitä vertaillessaan näitä kahta sylinterityyppiä. Kaavat näyttävät pinnalta samanlaisilta, mutta jousivähennys yksitoimisessa sylinterissä tuo mukanaan muuttujan, joka muuttuu iskun sijainnin mukaan.

Kierrejousen voima noudattaa Hooken lakia: voima kasvaa lineaarisesti puristuessaan. Tämä tarkoittaa yksitoimisen sylinterin tehollinen ulostulovoima muuttuu koko iskun ajan . Pidennyksen alussa jousi on lähellä vapaata pituuttaan ja vastustaa vain vähän. Täysin pidennettynä se on puristunut kokonaan kokoon ja tuottaa maksimaalisen vastuksen - vähentäen suurimman voiman ulostulosta juuri sillä hetkellä, kun sauva kohtaa työkappaleen.

Tarkastellaan 40 mm:n yksitoimista sylinteriä, jonka iskunpituus on 100 mm 5 baarin syöttöpaineella:

• Teoreettinen pneumaattinen voima: ~628 N
• Jousivoima venytyksen alussa: ~10 N (lähes vapaa pituus)
• Jousivoima täydessä ulosvedetyssä: ~35 N (täysin puristettuna)
• Tehokas voimaalue: noin 580–615 N aivohalvauksen poikki

Kaksitoimisessa sylinterissä, jossa on sama 40 mm:n reikä 5 baarissa, pidennysvoima on tasainen ~628 N koko iskun ajan (miinus tiivisteen kitka, joka on suunnilleen vakio). Tällä johdonmukaisuudella on valtava merkitys sovelluksissa, kuten puristamisessa, muovauksessa tai puristamisessa, joissa voima iskun lopussa on kriittinen suunnitteluparametri.

Yksitoimisen sylinterin paluuiskua ohjaa kokonaan jousi. Jousi, joka on suunniteltu palauttamaan mäntä tiivisteen kitkaa vastaan ja vaatimaton kuormitus, saattaa tuottaa 15–50 N nettovoima riippuen sylinterin koosta. Vertaa tätä kaksitoimisen sylinterin useiden satojen newtonien paluuvoimaan, niin käy selväksi, miksi yksitoimiset sylinterit eivät sovellu sovelluksiin, joissa sisäänvetämisen on voitettava merkittävä vastus tai siirrettävä kuormaa nopeasti.

Nopeussäädön erot kahden tyypin välillä

Nopeudensäätö saavutetaan pneumaattisissa järjestelmissä rajoittamalla poistoilmavirtaa sylinteristä virtauksensäätöventtiileillä (meter-out-konfiguraatio) tai rajoittamalla tuloilmavirtaa (mittarin sisääntulo-konfiguraatio). Mittarin poiston ohjaus on yleensä edullinen koska se tarjoaa vakaamman, kuormituksesta riippumattoman nopeudensäädön.

Kaksitoimisessa ilmasylinterissä asennat virtauksensäätöventtiilit molempiin portteihin. Tämä mahdollistaa itsenäisen nopeuden säätämisen ulos- ja sisäänvetämiselle – voit ajaa pidennystä esimerkiksi 200 mm/s ja sisäänvedon nopeudella 500 mm/s yksinkertaisilla venttiilisäädöillä. Tämä itsenäinen ohjaus on arvokasta korkean syklin automaatiossa, jossa syklin ajan optimointi on tärkeää.

Yksitoimisessa sylinterissä voit annostella ilmaa sisään ja ulos paineiselta puolelta jatkenopeuden säätämiseksi. kuitenkin paluunopeus määräytyy jousivoiman ja kuorman mukaan . Jos jousi on jäykkä ja kuorma on kevyttä, mäntä napsahtaa takaisin nopeasti ja aiheuttaa iskukuormituksia päätykappaleeseen. Jos jousi on pehmeä ja kuorma raskas, paluu voi olla liian hidasta tai epätäydellistä. Et voi vain kääntää venttiiliä hidastaaksesi jousipalautteisen sylinterin paluuta – se vaatii itse jousen vaihtamista tai erillisen tyynyn lisäämistä.

Käytännössä tämä tekee yksitoimisista sylintereistä huonosti sopivia sovelluksiin, joissa paluuiskun kuormitus vaihtelee tai joissa paluunopeus on säädettävä prosessia vastaavaksi. Pakkauslinjat, robottivarren päätytyökalut ja siirtokuljettimet edellyttävät tyypillisesti, että molemmat iskunopeudet valitaan erikseen - ja tämä työntää useimmat näistä sovelluksista tiukasti kaksitoimiselle alueelle.

Ilmankulutus: Paineilman kustannusten vertailu

Paineilma on yksi tuotantolaitoksen kalleimmista apuvälineistä. Yhdysvaltain energiaministeriön kaltaisten organisaatioiden tutkimukset ovat arvioineet tämän Paineilmajärjestelmien osuus teollisuuden sähkönkulutuksesta on 20–30 % , ja pneumaattiset toimilaitteet ovat näiden järjestelmien pääasiallisia kuluttajia. Yksi- ja kaksitoimisten sylinterien välisen ilmankulutuseron ymmärtäminen ei siis ole akateemista tehtävää, vaan sillä on suora vaikutus käyttökustannuksiin.

Yksitoiminen sylinteri kuluttaa paineilmaa vain tehoiskulla. Paluuiskua ohjaa jousi, ja tehoiskun puolelta ilma yksinkertaisesti poistuu ilmakehään. Yhden kokonaisen syklin aikana kulutettu ilmamäärä on yhtä suuri kuin porausala kerrottuna iskun pituudella, joka on säädetty puristussuhteelle syöttöpaineessa.

Kaksitoiminen sylinteri kuluttaa ilmaa molemmilla iskuilla. Kuitenkin, koska tangon pään porausala on pienempi kuin kannen pää, sisäänvetoiskulla kulutettu tilavuus on hieman pienempi kuin pidennysiskussa. Ilman kokonaiskulutus sykliä kohden on karkeasti 1,7-1,9 kertaa vastaavan yksitoimisen sylinterin kuluttamaa ilmaa tangon halkaisijasta riippuen.

Konkreettinen esimerkki: 50 mm:n reikä, 100 mm:n iskunpituus kaksitoiminen sylinteri, joka toimii 6 baarilla ja pyörii 60 kertaa minuutissa, kuluttaa noin:

• Kannen pää per isku: (π/4 × 0,05²) × 0,1 × (6 1) = ~1,37 litraa (vapaata ilmaa) iskua kohden
• Tangon pää iskua kohden (olettaen 20 mm:n sauvalla): noin 1,09 litraa iskua kohden
• Yhteensä minuutissa 60 syklillä: ~146 litraa/min ilmaista ilmaa

Vastaava yksitoiminen sylinteri kuluttaisi noin 82 litraa/min. Koneessa, jossa on 20 tällaista sylinteriä kahdessa vuorossa, vuotuinen sähkökustannusero tulee mitattavissa. Kun käytät suuria määriä sylintereitä tai kun sylinterit toimivat pitkillä iskuilla tai korkeilla kierrosnopeuksilla, ilmankulutusero vaikuttaa merkittävästi käyttötaloudellisuuteen – vaikka kaksitoiminen sylinteri on muuten teknisesti ylivoimainen.

Iskunpituuden rajoitukset: miksi yksitoimiset sylinterit valmistuvat aikaisin

Yksitoimisessa sylinterissä oleva sisäinen palautusjousi rajoittaa fyysisesti iskun pituutta. Iskun pituuden kasvaessa tarvitset pidemmän jousen, mikä vaatii pidemmän sylinterin rungon – ja pidempiä jousia on vaikeampi pitää vakaana ja ohjata kunnolla reiän sisällä. Ne lisäävät myös koko sylinterin pituutta jopa sisään vedetyssä asennossa.

Useimmat valmistajat tarjoavat yksitoimisia sylintereitä, joiden enimmäisiskut ovat 25–200 mm. Muutamat erikoismallit saavuttavat 300 mm:n. Tämän lisäksi jousesta tulee epäkäytännöllinen. Jos sovelluksesi tarvitsee 400 mm, 600 mm tai 1 000 mm iskun, kaksitoiminen sylinteri on ainoa käyttökelpoinen vaihtoehto vakioilmasylintereiden tuotevalikoimassa.

Tämä rajoitus on myös vuorovaikutuksessa voiman kanssa: iskun kasvaessa jousen puristus lisääntyy täydessä ulosvedetyssä, mikä tarkoittaa, että voimaa kuluu enemmän jousen voittamiseksi iskun lopussa. Yli noin 100–150 mm:n iskunpituuksilla yksitoimisessa rakenteessa jousivoiman vähennys alkaa muodostua merkittäväksi prosenttiosuudeksi käytettävissä olevasta pneumaattisesta kokonaisvoimasta erityisesti pienissä porauskooissa.

Vikaturvallinen käyttäytyminen: kriittinen turvallisuusnäkökohta

Yksi käytännössä tärkeimmistä eroista näiden kahden sylinterityypin välillä on se, mitä tapahtuu, kun ilmansyöttö katkeaa – joko kompressorin viasta, hätäpysäytyksestä tai linjan rikkoutumisesta.

Yksitoiminen jousipalautteinen sylinteri palaa automaattisesti jousipuolen asentoonsa, kun paine laskee. Jos sylinteri on konfiguroitu kiinnittämään työkappale tehoiskuon (jatkeen), ilman menetys saa sen vapautumaan. Jos se on konfiguroitu jousen pidennyksellä (jota joissakin malleissa tarjotaan turvakiinnitykseen), ilman häviäminen saa sen kiinnittymään. Tämä deterministinen käyttäytyminen on tietoisesti suunniteltu turvallisuussovelluksia varten.

Koneen suojat, jarrujen vapautusmekanismit ja hätäpysäytykset käyttävät usein yksitoimisia sylintereitä juuri siksi, että niiden vikaturvallinen käyttäytyminen on ennakoitavissa ja taattu jousen, ei sähköisen signaalin tai venttiilin asennon avulla.

Kaksitoiminen sylinteri sitä vastoin säilyttää viimeisen asennon, kun ilmaa katoaa - jos suuntaventtiili on pidätin- tai jousikeskityyppinen, joka estää molemmat portit. Tämä on joskus toivottavaa (et halua kuormitetun akselin putoavan), mutta se voi myös olla vaarallista, jos sylinteri oli keskellä puristus- tai puristustoimintoa, kun ilma epäonnistui.

Turvallisuusstandardit, mukaan lukien ISO 13849 ja IEC 62061, edellyttävät koneiden suunnittelijoita analysoimaan ja dokumentoimaan kaikkien toimilaitteiden käyttäytymistä vikatilanteissa. Valinta yksitoimisen ja kaksitoimisen sylinterin välillä liittyy suoraan tähän analyysiin, ja yksitoimisen tyypin vikaturvallisuusominaisuus ansaitsee sille usein paikan turvallisissa piireissä, vaikka kaksitoimista sylinteriä saattaisi muuten käyttää sen paremman ohjattavuuden vuoksi.

Tyypilliset käyttöalueet jokaiselle sylinterityypille

Missä yksitoimiset sylinterit Excel

• Pneumaattiset venttiilitoimilaitteet: Neljänneskierrospalloventtiileissä ja luistiventtiileissä käytetään usein jousipalautteisia yksitoimisia sylintereitä, joten venttiili ei pääse tunnettuun turvalliseen asentoon (auki tai kiinni), kun ilmanpaine laskee.
• Kiinnityskiinnikkeet lyhyillä iskuilla: Työkappaleiden kiinnittäminen koneistukseen, jossa työstövoima on aina yhteen suuntaan ja puristimen tarvitsee vapautua (vetyä sisään) vain alhaisella kuormituksella.
• Oven ja luukun ohjaus: Jousipalautus varmistaa sulkemisen sähkökatkon sattuessa.
• Porttien lajittelu ja ohjaus: Yksinkertaiset läppäportit kuljettimissa, joissa yksi suunta on aina oletusarvo ja toinen on moottorikäyttöinen käyttö.
• Jarrujen ja kytkimien kytkeminen: Jousijarrut hätäpysäytystä varten – jarru kytkeytyy päälle, kun ilmaa katoaa.

Missä kaksitoimisia sylintereitä tarvitaan

• Poimi ja paikka -automaatio: Sekä ulosveto- että sisäänvetolaitteen on oltava moottorilla varustettuja, nopeusohjattuja ja pystyttävä käsittelemään muuttuvia osapainoja.
• Puristus- ja muovaustoimenpiteet: Suuri voima molempiin suuntiin; palautuksen on ylitettävä työkappaleen takajousto tai ejektorin vastus.
• Pitkän iskun lineaarinen siirto: Kaikki yli 200 mm:n iskunpituudet vaativat kaksitoimisen ilmasylinterin.
• Tankottomat sylinterisovellukset: Sauvattomat pneumaattiset sylinterit ovat luonnostaan kaksitoimisia, ja niitä käytetään pitkän matkan vaakasuoraan siirtoon silloin, kun tavanomainen tankosylinteri olisi epäkäytännöllisen pitkä.
• Kallistavat ja pyörivät pöydät: Sekä pöydän kaataminen että palauttaminen vaativat sähköistä, hallittavaa voimaa.
• Korkean syklin sovellukset yli 60 sykliä/min: Kun vetäytymisnopeus on säädettävä tarkasti, jotta syklin kesto säilyy ilman iskukuormitusta.

Ohjausventtiilin vaatimukset: 3/2 vs 5/2

Yksi- ja kaksitoimisten sylinterien väliset ilma-aukkojen erot määräävät suoraan tarvittavan säätöventtiilin, mikä vaikuttaa johdotukseen, jakotukin suunnitteluun ja kustannuksiin.

A 3/2 venttiili (3 porttia, 2 asentoa) riittää yksitoimiselle sylinterille. Yhdessä asennossa se yhdistää syötteen sylinterin porttiin. Toisessa asennossa se yhdistää sylinterin portin pakokaasuun. Jousi hoitaa loput. 3/2-venttiili on fyysisesti pienempi ja tyypillisesti 20–40 % halvempi kuin 5/2-venttiili. Se vaatii myös yksinkertaisemman jakotukin lohkon, kun monta venttiiliä on yhdistetty.

A 5/2 venttiili (5 porttia, 2 asentoa) on kaksitoimisen sylinterin standardi. Yhdessä asennossa syöttö menee kannen päähän ja tangon pää poistuu. Toisessa asennossa syöttö menee tangon päähän ja kannen pää tyhjenee. Kahdessa pakoportissa on yleensä asennettu virtauksensäätöventtiilit nopeuden säätämistä varten.

Järjestelmissä, joissa on useita akseleita – esimerkiksi 20-asemainen kokoonpanokone – kumulatiivinen kustannusero 20 3/2 venttiilin ja 20 5/2 venttiilin välillä voi olla merkityksellinen. Pienemmissä sylintereissä yksinkertaisissa sovelluksissa tämä kustannusero oikeuttaa usein yksitoimisen sylinterin määrittämisen, vaikka kaksitoiminen voisi tarjota hieman paremman suorituskyvyn.

Huomaa myös se 5/2 venttiiliä on saatavana jousipalautteisella, pidäkkeellä (muistilla) tai kaksoissolenoidilla , joista jokainen tarjoaa erilaisen vikatilan käyttäytymisen. Venttiilityypin valinta vaikuttaa sylinterityyppiin järjestelmätason turvallisuuskäyttäytymisen määrittämiseksi – tämä on analysoitava suunnitteluvaiheessa, ei jälkiasennettava.

Huoltoerot käytännössä

Tiivisteiden lukumäärän kannalta yksitoimisessa sylinterissä on vähemmän dynaamisia tiivistyspintoja kuin kaksitoimisessa. Vähemmän tiivisteitä tarkoittaa yleensä vähemmän vuotoreittejä ja hieman pienempää tiivisteiden vaihtotiheyttä. Yksitoimisessa sylinterissä oleva jousi on kuitenkin ylimääräinen kulutuskomponentti, jota ei ole kaksitoimisessa rakenteessa.

Pneumaattisten sylintereiden jouset on mitoitettu kestämään miljoonia jaksoja, mutta ne väsyvät. Jousi, joka on menettänyt jännityksen, saa sylinterin palaamaan hitaasti, epätäydellisesti tai ei ollenkaan. Koneessa, joka käy 24 tuntia vuorokaudessa 60 kierrosta minuutissa, sylinteri valmistuu 86 miljoonaa sykliä vuodessa . Jousen väsyminen tällä syklinopeudella on todellinen huoltonäkökohta, erityisesti sylintereissä, joissa on lyhyemmät iskut, joissa jousen puristus sykliä kohden on suurempi osa jousen kokonaisliikkeestä.

Kaksitoimisissa sylintereissä tiivisteiden kuluminen on ensisijainen huollon huolenaihe. Nykyaikaiset polyuretaani- ja PTFE-pohjaiset männäntiivisteet kestävät tyypillisesti 50-100 miljoonaa sykliä normaaleissa käyttöolosuhteissa puhtaalla, voidellulla tai öljyttömällä kuivalla ilmalla. Likaantunut ilmansyöttö on yleisin syy ennenaikaiseen tiivisteen rikkoutumiseen molemmissa sylinterityypeissä.

Yksitoimisen sylinterin tuuletusaukko ansaitsee maininnan: se tulee tarkastaa ja puhdistaa säännöllisesti osana ennaltaehkäisevää huoltoa. Tukkeutunut huohotin heikentää suorituskykyä niin vähitellen, että sitä ei ehkä huomaa ennen kuin sylinteri alkaa toimia väärin – mikä tekee ajoitetusta tarkastuksesta tärkeämpää kuin reaktiivisen korjauksen.

Oikean porauskoon valitseminen kummallekin tyypille

Oikea reiän mitoitus on tärkein vaihe minkä tahansa ilmasylinterin määrittelyssä. Reiän alimitoitus tuottaa riittämättömän voiman; liiallinen mittaus hukkaa ilmaa ja rahaa. Prosessi on hieman erilainen kullekin sylinterityypille.

Yksitoimisille sylintereille

1. Määritä tarvittava voima iskun lopussa (jos jousen puristus on suurin).
2. Lisää valitun iskun enimmäisjousivoima vaadittuun lähtövoimaan.
3. Lisää tiivisteen kitka (yleensä 10 % teoreettisesta voimasta turvamarginaalina).
4. Laske tarvittava porausala: Pinta-ala = kokonaisvoima ÷ syöttöpaine.
5. Valitse seuraava vakioreiän koko ylöspäin lasketusta alueesta.
6. Varmista, että jousivoima on riittävä palauttamaan männän paluuiskun kuormitusta vastaan.

Kaksitoimisille sylintereille

1. Määritä tarvittava voima sekä ulosveto- että sisäänvetoiskulle erikseen.
2. Laske kullekin iskulle tarvittava poraus käytettävissä olevalla syöttöpaineella ottamalla huomioon tangon pään pinta-alan pienenemisen takaisinvetolaskennassa.
3. Lisää turvakerroin 1,25–1,5× kitkan, kohdistusvirheen ja painevaihteluiden huomioon ottamiseksi.
4. Valitse poraus, joka täyttää molemmat iskuvaatimukset – tyypillisesti suurempi kahdesta lasketusta arvosta.
5. Tarkista tangon halkaisija nurjahdusrajojen suhteen, jos sauva on puristuksessa ja on pitkä halkaisijaansa nähden.

Molempien sylinterityyppien vakioporauskoot noudattavat ISO 15552 -standardeja: 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160 ja 200 mm ovat yleisimpiä. Vakioporauskoon määrittäminen varmistaa valmistajien vaihtokelpoisuuden ja yksinkertaistaa varaosien hallintaa.

Käyttöpainealueet ja niiden vaikutus valintaan

Sekä yksi- että kaksitoimiset ilmasylinterit on mitoitettu tyypillisille käyttöpaineille 1 - 10 baaria (14,5 - 145 psi) , yleisin teollisuuden syöttöpaine on 6 baaria (87 psi). Kuitenkin käyttö alemmilla paineilla vaikuttaa jokaiseen tyyppiin eri tavalla.

Yksitoimisissa sylintereissä vaaditaan pienin käyttöpaine jousen esijännityksen ja tiivisteen kitkan voittamiseksi. Jos syöttöpaine putoaa esim. 3 baariin 6 baarin nimellisarvoisessa järjestelmässä, tehollinen lähtövoima laskee noin 50 %. Mutta jousivoima pysyy muuttumattomana - eli yksitoimisen sylinterin voimanvähennys on suhteeton verrattuna kaksitoimiseen tyyppiin samalla alennetulla paineella.

Lisäksi yksitoimisissa sylintereissä voi olla valmistajan määrittelemä vähimmäiskäyttöpaine, jonka alapuolella sylinteri ei ulotu kokonaan jousta vasten. Tämä kynnys on tyypillisesti lueteltu tuotteen teknisissä tiedoissa, ja sitä tulee verrata järjestelmän vähimmäistaattuihin syöttöpaineisiin – ei nimelliseen syöttöpaineeseen.

Kaksitoimiset sylinterit ovat tässä suhteessa vähemmän herkkiä paineenvaihteluille, koska kummallakaan iskulla ei ole kiinteää mekaanista vastusta, joka ylittää kitkan. Pienemmillä paineilla teho pienenee suhteellisesti molemmilla iskuilla, ja järjestelmä toimii edelleen - vain pienemmällä voimalla.

Kaksitoimiset sylinterivaihtoehdot, jotka kannattaa tietää

Kaksitoimisen kategorian sisällä useat erikoismallit vastaavat erityisiä sovellusvaatimuksia:

• Kaksitankoinen kaksitoiminen sylinteri: Männänvarsi ulottuu sylinterin molemmista päistä. Molemmilla puolilla on sama porausala, joten ulosveto- ja sisäänvetovoimat ovat samat. Käytetään, kun symmetrinen voimantuotto on kriittinen tai kun tarvitaan läpivientitanko mekaanista kytkentää tai mittausreferenssiä varten molemmilla puolilla.
• Tandem-sylinteri: Kaksi kaksitoimista sylinteriä, jotka on asennettu sarjaan samaan männänvarteen. Kaksi mäntää toimivat samanaikaisesti, mikä suunnilleen kaksinkertaistaa käytettävissä olevan voiman annetusta reiän halkaisijasta. Käytetään, kun poraustila on rajallinen, mutta tarvitaan suurta voimaa.
• Varreton kaksitoiminen sylinteri: Kuorma liitetään ulkoisesti mäntään sylinterin seinämässä olevan raon tai magneettikytkimen kautta. Mahdollistaa erittäin pitkät vedot kompaktissa paketissa. Saatavana iskuina 6 000 mm tai enemmän.
• Ohjattu kaksitoiminen sylinteri: Integroi lineaariset ohjaimet suoraan sylinterin runkoon eliminoimaan tangon pyörimismomentin ja sivukuormitusvoimat. Kriittinen sovelluksissa, joissa vaaditaan tarkkaa lineaarista liikettä ja kulmatarkkuutta ilman ulkoisia ohjaimia.

Yhteenveto: Yksinäyttelijän ja kaksoisnäyttelijän välillä valinta

Päätös on yksinkertainen, kun olet kartoittanut hakemuksesi vaatimukset tärkeimpiin erottuviin tekijöihin. Käytä seuraavaa kehystä:

• Valitse yksittäinen näyttelijä kun: sovellus tarvitsee vikaturvallisen palautuksen perusasentoon; isku on lyhyt (alle 150–200 mm); vaadittu paluuvoima on minimaalinen; ilmankulutus on minimoitava; yksinkertaisempi venttiilipiiri on edullinen; ja kustannussäästöt venttiileissä ja putkistoissa ovat merkittäviä mittakaavassa.
• Valitse kaksoisnäyttelijä kun: molemmilla iskuilla on annettava merkityksellinen voima; iskun pituus ylittää 200 mm; molempien iskujen riippumaton nopeudensäätö vaaditaan; kiertonopeus on korkea ja paluunopeus on säädettävä; paluuiskun kuormitus on vaihteleva tai merkittävä; tai sovellus on puristus-, siirto- tai poiminta- ja paikkamekanismi.

Suurimmassa osassa teollisuusautomaatiosovelluksia kaksitoiminen ilmasylinteri on oletustyöhevonen - joustava, tehokas ja täysin hallittavissa. Yksitoiminen sylinteri ansaitsee paikkansa yksinkertaisemmissa, turvallisuuskriittisissä tai kustannusherkissä malleissa, joissa sen luontainen jousipalautuskäyttäytyminen on pikemminkin ominaisuus kuin rajoitus. Kun ymmärrät molemmat tyypit tällä yksityiskohtaisella tasolla, voit tehdä valinnan tietoisesti, insinöörivaatimusten eikä käytäntöjen perusteella.