Пневматические актуаторы: типы, применение и ключевое использование

Автор: Витор Ранхель, специалист по продуктовому маркетингу, актуаторы, Emerson

Пневматические актуаторы, в некоторых случаях называемые пневматическими цилиндрами, встречаются в автоматизированных системах и машинах во всех отраслях и представлены широким спектром размеров, стилей и дизайнов. Легкие в обслуживании, они работают на высоких скоростях, предлагая огромную гибкость и ценность для практически бесконечного числа приложений.

Помимо скорости, экономичности и надежности, пневматические актуаторы чище и безопаснее других решений — идеальны для производства, упаковки, паллетизации, манипулирования материалами, пищевой и напиточной промышленности и многих других. (Некоторые приложения рассмотрим в будущих постах.)

Эта мультиосевая система построена на пневматических актуаторах Emerson AVENTICS^TM. Проверенный портфолио включает цилиндры и актуаторы для любого приложения.

Чтобы лучше понять, для чего используются пневматические актуаторы, начнем с того, что они делают. В базовых терминах — устройства, использующие сжатый воздух для привода движения. Движение может быть вращательным или линейным, помогая или выполняя задачи: толкание, тяжение, захват, поворот, подача, выброс, открытие, закрытие, удержание, остановка, зажим, штамповка — список продолжается. Силы, которые создают актуаторы, зависят в основном от диаметра поршня (boре цилиндра) и рабочего давления, но диаметр штока также критичен для штоковых цилиндров.

Типы пневматических актуаторов

Для такого широкого спектра приложений и отраслей ассортимент пневматических актуаторов всеобъемлющ и универсален. От ультракомпактных для мелких манипуляций до крупных для самых мощных задач, а также безштоковые дизайны, дающие ход как у обычных цилиндров в меньшем фуутпринте. Каждый тип и его вариации предлагают уникальные характеристики и преимущества для своих приложений. Рассмотрим наиболее распространенные:

Профильные и тяговые цилиндры (Profile and tie-rod cylinders)

Проверенные универсальные решения, дающие точность и регулируемую силу даже при высоких требованиях к силе и длинных ходах. Надежные, высококонфигурируемые, часто используются в общей автоматизации. Множество дизайнов под разные нужды и бюджеты. Доступны в алюминии, стали и нержавейке, обычно по стандартам NFPA и ISO 15552 для упрощения установки и взаимозаменяемости weltweit.

Слева направо: серии AVENTICS^TM PRA (профильные) и TRB (тяговые) ISO 15552, серии TM5 TaskMaster^TM, A и PPT NFPA — все от Emerson.

Мини и круглые цилиндры (Mini and round body cylinders)

Широкий спектр размеров, сил и свойств — отличные решения для многих приложений. Легкие, высококонфигурируемые, доступные, дают бесконечно регулируемое управление силой — идеальны для мелких манипуляций и пищевой промышленности. Обычно неремонтопригодны: алюминиевые или полимерные крышки каймуются к нержавейной трубе — популярное экономичное решение для базовых задач толкания и позиционирования. Некоторые модели — полностью нержавейка для едких/коррозионных сред. Гигиеничный дизайн с чистыми гладкими поверхностями предотвращает накопление грязи и бактерий при строгих требованиях к чистоте.

Компактный, надежный дизайн серии MNI мини-цилиндров AVENTICS^TM от Emerson обеспечивает долговечность в малом фуутпринте.

Короткоходовые и компактные цилиндры (Short stroke and compact cylinders)

Короче стандартных на 50–60%, но дают ту же концентрированную мощность, точность и надежность. Размер позволяет вписаться практически в любую машину где ограничено пространство — отлично для производства, упаковки, паллетизации, полупроводников и робототехники. Легкий монтаж, доступны в одно- и двуходовых моделях, а также невращающихся версиях.

Бесштоковые цилиндры (Rodless cylinders)

Нет поршневого штока — исключен риск изгиба или потери устойчивости штока. Высокая функциональность и тяговая сила в малом пространстве, широкий спектр размеров и дизайнов — фундамент для автоматизированной манипуляции. Многие включают направляющие нагрузки: скользящие втулки внутри цилиндра или внешние рельсы с бегунками для тяжелых нагрузок с высокой повторяющейся точностью. Серия AVENTICS^TM RTC — овальный поршень для устойчивости к боковым нагрузкам и низкий общий профиль. Применения: от потока материалов к дверным открывателям, от резки и приводных процессов к манипулированию легкими и тяжелыми нагрузками.

Помимо вышеуказанных, существуют специализированные пневматические актуаторы: бальоны (воздушные пружины), захваты, цилиндры для шлюзовых задвижек, зубчато-шестеренчатые вращательные актуаторы, винтовые цилиндры, гибкие диафрагменные цилиндры и многие другие.

Бальоны — безштоковые актуаторы с высокими силами в малых пространствах, невероятно низкое обслуживание (нет механических движущихся частей). Свернутые версии — самые популярные: гофрированный корпус из натурального каучука, идеальны для изоляции вибрации, удара и шума, также для натяжения, подъема и прессования.

Захваты (Grippers) — параллельное или угловое движение, часто для удержания деталей, pick-and-place и роботизированных манипуляторов.

Цилиндры для шлюзовых задвижек (Knife gate cylinders) — для автоматизации шлюзовых задвижек в добыче, минеральной переработке, энергетике, целлюлозе и бумаге, сточных водах и химии.

Зубчато-шестеренчатые вращательные актуаторы (Rack-and-pinion rotary actuators) — поршень и зубчатая рейка движутся линейно, заставляя шестерню и выходной вал вращаться. Для открытия/закрытия задвижек и демпферов, высокий момент и регулируемые углы поворота.

Винтовые цилиндры (Screw-in cylinders) — в основном для натяжения и позиционирования мелких компонентов, резьбовой дизайн позволяет монтировать прямо в рабочую среду без занятия места.

Гибкие диафрагменные цилиндры (Flexible diaphragm cylinders) — практически без трения, актуируются при низком давлении для точного балансирования сил, особенно в тонко настроенных системах.

При таком множестве типов и опций подбор правильного продукта может пугать. Хотя факторов много, онлайн-инструменты вроде AVENTICS CylinderFinder от Emerson упрощают выбор актуатора по параметрам приложения и желаемым характеристикам.

Для дополнительной информации о применении пневматических актуаторов и подборе правильного — посетите www.emerson.com/aventics.