Siłowniki dwustronnego i jednostronnego działania – najważniejsze informacje!

Czym jest siłownik pneumatyczny?

Siłownik pneumatyczny jest urządzeniem wykonawczym, które za pomocą sprężonego powietrza generuje ruch liniowy lub obrotowy. Mechanizm jego działania opiera się na różnicy ciśnień powietrza, co pozwala na poruszanie tłoka wewnątrz cylindra siłownika. Siłowniki pneumatyczne są cenione za prostotę konstrukcji, niskie koszty eksploatacji oraz niezawodność, co sprawia, że są powszechnie stosowane w wielu gałęziach przemysłu, od produkcji po robotykę i automatykę procesową.

I. Siłowniki jednostronnego działania

Zasada działania

Siłownik pneumatyczny jednostronnego działania, jak sama nazwa wskazuje, wykonuje pracę tylko w jednym kierunku pod wpływem ciśnienia sprężonego powietrza. Powrót tłoka do pozycji wyjściowej realizowany jest za pomocą sprężyny umieszczonej wewnątrz siłownika, która działa, gdy ciśnienie powietrza jest zwalniane.

W tego typu siłownikach, powietrze jest dostarczane tylko do jednej strony tłoka, co powoduje jego przesunięcie w określonym kierunku. Po zakończeniu cyklu pracy, sprężyna automatycznie przemieszcza tłok z powrotem do pozycji wyjściowej.

Zalety siłowników jednostronnego działania:

• Oszczędność powietrza – zużycie sprężonego powietrza jest mniejsze w porównaniu do siłowników dwustronnego działania, ponieważ powietrze jest wykorzystywane tylko w jednym kierunku.

• Zabezpieczenie w razie awarii – sprężyna zapewnia, że siłownik automatycznie wraca do pozycji wyjściowej po zakończeniu cyklu pracy lub w przypadku utraty ciśnienia, co może być przydatne w systemach bezpieczeństwa.

Wady siłowników jednostronnego działania:

• Ograniczona siła robocza – siła generowana przez sprężynę jest ograniczona, co oznacza, że siłownik jednostronnego działania może generować mniejsze siły w porównaniu do siłowników dwustronnych.

• Mniejszy zakres ruchu – sprężyna zajmuje miejsce wewnątrz cylindra, co może ograniczać długość skoku tłoka.

• Zużycie sprężyny – w wyniku ciągłego obciążenia sprężyna może ulegać zmęczeniu materiałowemu, co z czasem wpływa na wydajność siłownika.

Typowe zastosowania:

Siłowniki jednostronnego działania są najczęściej stosowane w aplikacjach, gdzie wymagana jest prostota oraz oszczędność energii, a siła robocza w jednym kierunku jest wystarczająca. Przykładowe zastosowania obejmują:

• mechanizmy zamykające

• klapy wentylacyjne

• systemy zabezpieczające

• urządzenia podające i podtrzymujące materiały

II. Siłowniki dwustronnego działania

Zasada działania

Siłowniki pneumatyczne dwustronnego działania wykonują pracę w obu kierunkach – zarówno podczas wysuwania, jak i wsuwania tłoka. Sprężone powietrze jest wprowadzane naprzemiennie do obu komór siłownika, co umożliwia precyzyjną kontrolę ruchu w obu kierunkach. Siłowniki tego typu nie posiadają sprężyny powrotnej, a ich ruch zależy wyłącznie od ciśnienia powietrza.

Zalety siłowników dwustronnego działania:

• Większa siła robocza – dzięki zastosowaniu sprężonego powietrza w obu kierunkach, siłownik dwustronnego działania generuje większą siłę zarówno podczas wysuwania, jak i powrotu tłoka.

• Większa precyzja i kontrola ruchu – ciśnienie powietrza jest łatwo kontrolowane, co pozwala na precyzyjne sterowanie pozycją tłoka w obu kierunkach.

• Brak ograniczeń długości skoku – siłowniki dwustronnego działania nie posiadają sprężyny wewnętrznej, co umożliwia zastosowanie dłuższych skoków.

Wady siłowników dwustronnego działania:

• Większe zużycie powietrza – ponieważ sprężone powietrze jest używane zarówno podczas ruchu wysuwania, jak i cofania tłoka, siłowniki dwustronnego działania zużywają więcej powietrza niż jednostronne.

• Bardziej skomplikowana konstrukcja – konieczność zasilania obu stron tłoka wymaga bardziej złożonego układu pneumatycznego, co może podnosić koszty instalacji i utrzymania.

Typowe zastosowania:

Siłowniki dwustronnego działania znajdują zastosowanie wszędzie tam, gdzie wymagana jest duża siła, precyzyjna kontrola ruchu i długi skok tłoka. Typowe aplikacje obejmują:

• maszyny przemysłowe (np. prasy, maszyny montażowe)

• robotyka i automatyka produkcyjna

• systemy transportowe i manipulatory

• urządzenia testujące

Wybór odpowiedniego siłownika – co brać pod uwagę?

Przy wyborze siłownika pneumatycznego warto uwzględnić kilka kluczowych czynników, które pomogą dobrać rozwiązanie najlepiej odpowiadające potrzebom danego systemu:

1. Rodzaj ruchu

Czy potrzebujesz siłownika, który będzie pracował tylko w jednym kierunku (np. mechanizmy otwierające/zamykające) czy w obu (np. manipulatory, systemy transportowe)?

2. Siła robocza

W zależności od wymaganej siły pracy, siłowniki dwustronnego działania są bardziej efektywne, ponieważ mogą generować większe siły w obu kierunkach.

3. Oszczędność energii

Jeśli priorytetem jest oszczędność sprężonego powietrza, siłowniki jednostronnego działania są bardziej ekonomiczne, ponieważ zużywają powietrze tylko podczas jednego ruchu.

4. Złożoność układu

Siłowniki dwustronnego działania wymagają bardziej rozbudowanych układów zasilania powietrzem i sterowania, co może podnieść koszty instalacji.

5. Bezpieczeństwo

W systemach, gdzie bezpieczeństwo ma kluczowe znaczenie, siłowniki jednostronnego działania, które automatycznie wracają do pozycji wyjściowej, mogą być lepszym wyborem.

Autor:
Piotr Szmit
Product Manager

Autor:
Piotr Szmit
Product Manager