Cos’è e come funziona un cilindro o attuatore pneumatico

I cilindri pneumatici, noti anche come attuatori pneumatici, sono i prodotti utilizzati per fornire movimento e forza lineare o rotante a sistemi, macchine e processi automatizzati, ad esempio in applicazioni industriali.

Alla fine di un sistema pneumatico, cilindri pneumatici e attuatori funzionano quando l’aria compressa viene forzata nel cilindro o attuatore stesso al fine di spostare un pistone alloggiato al suo interno. Il “lavoro” viene eseguito da un meccanismo collegato al pistone, che converte l’energia creata in un uso pratico, ad esempio un sistema di prelievo e posizionamento nell’automazione di fabbrica.

I cilindri pneumatici e gli attuatori sono un modo semplice per ottenere forza e generare un movimento lineare e/o rotatorio accurato e possono essere utilizzati in ambienti difficili, anche con temperature estreme. Leggeri e richiedenti poca manutenzione, generalmente producono meno forza e una velocità inferiore rispetto ai sistemi idraulici o elettrici, ma rimangono comunque un’alternativa economicamente vantaggiosa.

Waircom offre una gamma di attuatori e cilindri “standard” o “speciali” in base alle necessità dei clienti o prodotti secondo standard ampiamente adottati o internazionali come la ISO.

Come funzionano i cilindri pneumatici e gli attuatori pneumatici?

I componenti chiave di un attuatore pneumatico includono le “testate”, un pistone, uno stelo, una “camicia”, una guarnizione raschiante, un guida e le guarnizione di tenuta.

I sistemi pneumatici utilizzano aria compressa per creare applicazioni di moto e potenza rotanti o lineari che “funzionano”. L’attuatore pneumatico utilizzerà l’aria compressa per agire su un pistone all’interno del cilindro al fine di creare il movimento richiesto, ad esempio il serraggio, o lo spostamento di un carico lungo un percorso lineare. L’applicazione finale può essere tanto varia quanto un dispositivo specifico come una pinza o un morsetto per una ventosa usata per maneggiare il vetro.

Un cilindro pneumatico o attuatore a semplice effetto ha un “ingresso”, in cui l’aria entra e quindi spinge il pistone in una sola direzione. Il pistone viene quindi riportato alla posizione originale da una molla. Questi cilindri pneumatici hanno una corsa limitata, quindi sono utili per operazioni più lente. Usano anche meno aria quindi sono ottimali per costi operativi inferiori.

Un attuatore o cilindro pneumatico a doppio effetto ha due fori che consentono di applicare la pressione per spostare il pistone nella direzione opposta a quella creata dalla prima porta.

Generalmente, più grande è il foro del cilindro, maggiore è l’uscita in termini di forza.

Come selezionare un cilindro pneumatico o un attuatore pneumatico?

Il tipo e le caratteristiche dell’attuatore di cui hai bisogno sono dettate dall’applicazione che utilizzerai, i cilindri o attuatori sono disponibili in una gamma che varia dal diametro 8 mm a 320 mm, e svolgono funzioni diverse a seconda di ciò che è richiesto. Sono a semplice effetto o a doppio effetto, asta passante o contrapposti, rotanti o senza stelo …

Fattori chiave nella scelta di un cilindro pneumatico o attuatore sono:

  • Tipo di movimento:l’attuatore o cilindro pneumatico necessario dipende dal fatto che sia richiesto un movimento rotatorio o lineare.
  • Requisiti di pressione e portata:considerare ciò che si desidera dall’attuatore pneumatico o cilindro. Questo copre anche gli altri componenti necessari – se sono dimensionati in modo errato possono influenzarne le prestazioni.
  • Ambiente:grazie agli sviluppi della resistenza alla corrosione, i cilindri pneumatici e gli attuatori possono essere utilizzati a temperature estreme. Sono disponibili anche attuatori o cilindri in acciaio inossidabile.
  • Semplice effetto o doppio effetto: gli attuatori o i cilindri pneumatici generalmente rientrano in una di queste due categorie a seconda del tipo di applicazione, della forza o del movimento richiesti, delle dimensioni del lavoro e dell’accuratezza o del controllo previsti. Generalmente, un attuatore o cilindro pneumatico ospiterà un pistone e uno stelo al suo interno.
  • Tipo dipendente dall’applicazione: Sono disponibili diversi tipi di attuatori o cilindri pneumatici, compresi cilindri senza stelo, cilindri tondi e cilindri compatti.

Tipi di cilindri pneumatici o attuatori pneumatici

Sono disponibili diversi tipi di cilindri pneumatici e attuatori, a seconda dell’applicazione richiesta. Possono essere a semplice effetto o a doppio effetto. Ecco alcuni esempi dei tipi di cilindri pneumatici e attuatori disponibili:

Cilindri ISO 15552 – Serie XT, Serie X e Serie XL  Ø32÷320, il cilindro più comunemente utilizzato nell’automazione industriale e ad alte prestazioni, di lunga durata e in grado di funzionare anche a temperature elevate.

Cilindri a forma tonda  ISO 6432 – Serie U e Serie P Ø8÷63: ideali per impieghi più leggeri e in applicazioni a forza minore.

Cilindri compatti ISO 21287 e AFNOR – Serie BX e Serie BU Ø25÷100: adatti alle macchine in cui lo spazio è un fattore determinante.

Attuatori rotanti Serie WR e Serie RX – Ø32:125:  l’attuatore rotante fornisce un movimento angolare o rotatorio ed è disponibile nella versione rotativa a cremagliera.

Cilindri senza stelo – Serie Z Ø18÷63: questo cilindro lineare a doppio effetto è leggero e resistente.

Attuatori lineari in acciaio inossidabile: per l’uso in ambienti altamente corrosivi, come quelli dell’industria alimentare o farmaceutica, gli attuatori lineari ISO in acciaio inossidabile sono conformi alla norma ISO 6432, ISO 15552, ISO 21287

Cilindri tondi avvitati con accessori integrati – Serie HB Ø20÷100 Questi cilindri si caratterizzano dagli altri in quanto si presentano con gli accessori integrati nelle testate di conseguenza risultano più economici.

Applicazioni tipiche di cilindri pneumatici o attuatori pneumatici

Attuatori pneumatici e cilindri pneumatici possono essere utilizzati in una vasta gamma di applicazioni e sono particolarmente comuni nei sistemi di automazione di fabbrica. Ciò include la produzione, la movimentazione e l’imballaggio dei materiali in cui vengono utilizzati per posizionare o spostare parti o strumenti e svolgere attività di “prelievo e posizionamento”. Altre operazioni comprendono il serraggio, in cui un pezzo di lavoro è tenuto in posizione da ganasce azionate dal cilindro e punzonatura, dove la spinta del cilindro pneumatico a semplice effetto può essere utilizzata per marcare un oggetto.

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