Hoe kies je een pneumatische cilinder
Figuur 1: Pneumatische cilinder
Pneumatische cilinders zijn cruciaal voor veel industriële systemen, omdat ze lineaire beweging en kracht leveren voor verschillende toepassingen. Het kiezen van de juiste pneumatische cilinder voor een specifieke toepassing is essentieel om optimale prestaties en betrouwbaarheid te garanderen. Dit artikel bespreekt de belangrijkste factoren om te overwegen bij het selecteren van een pneumatische cilinder.
Inhoudsopgave
- Veelvoorkomende fouten bij het selecteren van een pneumatische cilinder
- Hoe kies je een pneumatische cilinder
- Voorbeeld
- Veelgestelde vragen
Bekijk onze online selectie van pneumatische cilinders!
Veelvoorkomende fouten bij het selecteren van een pneumatische cilinder
Tabel 1: Veelvoorkomende fouten bij het selecteren van een pneumatische cilinder en hoe deze te vermijden
| Beschrijving | Hoe te vermijden | Gevolgen |
|---|---|---|
| Geen rekening houden met factoren zoals massa van de lading, slaglengte en werkomgeving | Beoordeel zorgvuldig alle toepassingsspecificaties voordat u een keuze maakt | Slechte prestaties, voortijdige uitval of onvermogen om de taak te voltooien |
| Een cilinder kiezen met onvoldoende krachtoutput | Zorg ervoor dat de krachtoutput van de cilinder minstens twee keer de vereiste lading is | Cilinder kan vastlopen of te langzaam bewegen, wat leidt tot procesinefficiënties |
| Niet de vereiste activeringssnelheid berekenen | Bepaal de noodzakelijke snelheid en controleer de specificaties van de cilinder | Langzame cyclustijden, verminderde productiviteit of onvermogen om aan procesvereisten te voldoen |
| Geen rekening houden met luchttoevoer en -verbruik | Bereken het luchtverbruik en zorg voor een adequate toevoer | Systeemdruk daalt, inconsistente werking of volledige uitval tijdens piekbelasting |
| Cilinders kiezen die te groot of te klein zijn voor de toepassing | Stem de cilindermaat af op de toepassingsvereisten en ruimtebeperkingen | Verspilde energie, verhoogde kosten of fysieke interferentie met andere apparatuur |
| Cilinders kiezen met incompatibele montageconfiguraties | Overweeg hoe de cilinder aan aangrenzende apparatuur wordt bevestigd | Moeilijke installatie, verkeerde uitlijning of onvermogen om de cilinder goed te bevestigen |
| Geen rekening houden met temperatuur-, corrosie- of reinheidseisen | Kies geschikte materialen en afdichtingen voor de werkomgeving die de bedrijfstemperatuur zonder falen kunnen verdragen | Versnelde slijtage, besmetting of voortijdige uitval in zware omstandigheden |
| Geen rekening houden met de impact aan het einde van de slag | Evalueer of demping nodig is om mechanische schade te voorkomen | Luidruchtige werking, overmatige trillingen of schade aan cilinderdeksels en aangrenzende apparatuur |
| Niet-repareerbare cilinders kiezen voor zware toepassingen | Kies repareerbare cilinders voor toepassingen die frequent onderhoud vereisen | Hogere lange-termijnkosten, verhoogde stilstandtijd voor vervangingen of verminderde levensduur van apparatuur |
| Geen rekening houden met positiedetectiebehoeften | Kies magnetische cilinders als positieterugkoppeling vereist is | Gebrek aan precisieregeling, onvermogen om processen te automatiseren of veiligheidsproblemen in kritieke toepassingen |
Hoe kies je een pneumatische cilinder
Het kiezen van een pneumatische cilinder vereist een duidelijke definitie van de prestatie-eisen van het systeem, zoals laadcapaciteit, slaglengte, werksnelheid en maximale werkdruk en temperatuur. De belangrijkste factoren om te overwegen tijdens het selectieproces worden hieronder besproken.
- Vormfactor en ISO-normen
- Type pneumatische cilinder
- Kracht en boringmaat
- Slaglengte
- Demping
- Montageopties
- Snelheid
Lees ons overzicht van pneumatische cilinders artikel voor meer informatie over de constructie, werking en soorten pneumatische cilinders. Onze pneumatica woordenlijst biedt een referentie voor termen die verband houden met pneumatische systemen.
1. Vormfactor en ISO-normen
De vormfactor van een pneumatische cilinder verwijst naar de fysieke grootte, vorm en afmetingen. Het omvat factoren zoals:
- Cilindertype
- Boringgrootte
- Slaglengte
- Montagestijl
- Algemene vorm
De vormfactor van een pneumatische cilinder bepaalt of de cilinder in de beschikbare ruimte van de toepassing past en of deze de lading effectief kan verplaatsen. Als de cilinder te klein of te groot is, kan deze mogelijk niet de benodigde kracht of snelheid leveren om de lading te verplaatsen of niet in de beschikbare ruimte passen. Het verkrijgen van een pneumatische cilinder die aan een standaard voldoet, maakt het gemakkelijk uitwisselbaar tussen merken indien nodig. Deze normen definiëren de afmetingen, prestaties en testvereisten van pneumatische cilinders. Veelvoorkomende cilinders zijn ronde lichamen, compacte en geleide cilinders.
- Pneumatische ISO 15552 cilinders (32 - 320 mm): Deze pneumatische cilinders volgen ISO 15552 voor profielcilinders met diameters van 32 - 320 mm. Opties omvatten enkelwerkende en dubbelwerkende cilinders, met verschillende configuraties voor stangdiameter, slaglengte, kracht, druk, magnetische zuiger en verstelbare demping.
- Pneumatische ronde cilinders (32 - 63 mm): Ronde lichaam cilinders hebben een cilindrische vorm en zijn een van de meest voorkomende pneumatische cilinders. Ze zijn verkrijgbaar in verschillende boringgroottes en slaglengtes en kunnen hoge kracht en snelheid leveren. Deze cilinders zijn geschikt voor verschillende toepassingen en komen in verschillende configuraties voor stangdiameter, slaglengte, kracht en druk.
- Pneumatische ISO 21287 compacte cilinders (20-100 mm): ISO 21287 pneumatische compacte cilinders hebben diameters variërend van 20-100 mm. Ze zijn kleiner dan ronde lichaam cilinders en ideaal voor toepassingen waar ruimte beperkt is. Ze hebben een kortere slaglengte en een kleinere boringgrootte dan ronde lichaam cilinders. Compacte cilinders kunnen enkelwerkend of dubbelwerkend zijn en worden veel gebruikt in automatisering en robotica toepassingen.
- Pneumatische stangloze cilinders: Stangloze cilinders bieden lineaire beweging met de lading die naast de zuiger beweegt. Dit geeft het belangrijkste voordeel van dezelfde slaglengte in aanzienlijk minder ruimte. Stangloze cilinders worden vaak gebruikt in materiaalverwerking, laden, tillen, websnijden en andere toepassingen.
- Pneumatische ISO 6432 mini cilinders (8 - 25 mm): Pneumatische cilinders die ISO 6432 volgen voor ronde cilinders (mini cilinders) hebben diameters in het bereik van 8 - 25 mm.
- Geleide cilinders: Geleide cilinders hebben extra geleidingsmechanismen die helpen voorkomen dat de zuigerstang buigt of draait tijdens de werking. Ze zijn geschikt voor toepassingen met een risico dat de zuigerstang wordt blootgesteld aan laterale krachten. Geleide cilinders kunnen ronde lichaam of compact zijn en worden vaak gebruikt in pick-and-place operaties en materiaalverwerking.
2. Type pneumatische cilinder
Er zijn verschillende soorten pneumatische cilinders, elk met zijn eigen voor- en nadelen. De drie meest voorkomende types zijn enkelwerkende, dubbelwerkende en stangloze cilinders.
- Enkelwerkende cilinders gebruiken perslucht om de zuigerstang uit te breiden of in te trekken en een veer of andere externe kracht om de zuigerstang terug te brengen naar zijn oorspronkelijke positie.
- Dubbelwerkende cilinders gebruiken perslucht om de zuigerstang uit te breiden en in te trekken.
Lees ons artikel over enkelwerkende versus dubbelwerkende pneumatische cilinders voor meer informatie over de kenmerken van elk type.
3. Kracht en boringgrootte
Een pneumatische cilinder moet voldoende kracht produceren om de lading te verplaatsen. Gebruik de formule F = m × a om de kracht te berekenen die nodig is om een object met massa 'm' met een versnelling van 'a' te verplaatsen. Het is cruciaal om deze berekening uit te voeren voor zowel de binnenwaartse als de buitenwaartse slagen en een pneumatische cilinder te kiezen met een krachtclassificatie die iets boven de berekende kracht ligt.
Het kiezen van de juiste boringgrootte is cruciaal om ervoor te zorgen dat de cilinder voldoende kracht kan leveren voor de toepassing. Het selecteren van een te grote cilinder kan resulteren in hogere kosten vanwege de grotere omvang, terwijl een te kleine cilinder mogelijk niet in staat is om de beoogde lading te verplaatsen. Een algemene vuistregel is om een boringgrootte te kiezen die 1,5 tot 2 keer de diameter van de te verplaatsen lading is. Lees ons pneumatische cilinder krachtcalculator artikel voor meer informatie over de krachtberekeningen in enkelwerkende en dubbelwerkende pneumatische cilinders.
4. Slaglengte
Slaglengte is de afstand die de zuiger lineair aflegt wanneer deze door perslucht wordt geactiveerd. Om een lading 1 meter hoog te tillen, moet de slaglengte van de cilinder minimaal 1 meter zijn, zodat deze de lading van het startpunt naar het eindpunt kan verplaatsen. Het correct inschatten van de slaglengte is cruciaal, aangezien de cilinder duurder kan worden naarmate de slaglengte toeneemt. Een cilinder met een te korte slaglengte zal niet in staat zijn om de lading naar de beoogde positie te verplaatsen. Aan de andere kant kan een te lange slaglengte de doelpositie overschrijden, en een zware lading die aan het einde van een volledig uitgeschoven zuiger wordt geplaatst, kan zuigerstress en buiging veroorzaken.
5. Demping
Demping vertraagt de beweging van de cilinder aan het einde van de slag om schade te voorkomen. Er zijn verschillende soorten demping, zoals schokdempers, mechanische en verstelbare dempers, onder andere.
- Schokdempers: Schokdempers zijn externe apparaten die kinetische energie absorberen en impactkrachten verminderen. Ze zijn geschikt voor toepassingen met zware lasten en hoge impactkrachten, maar vereisen extra ruimte en montagevoorzieningen.
- Mechanische demping: Mechanische demping is een ingebouwde elastomeer binnen de cilinder en biedt consistente demping. Het is een eenvoudige en betrouwbare optie die geschikt is voor toepassingen met matige impactkrachten en beperkte ruimte.
- Verstelbare demping: Verstelbare demping biedt precieze controle over vertraging en impactkrachten. Het biedt maatwerk en flexibiliteit, maar kan complexer zijn dan mechanische demping of schokdempers.
Lees ons pneumatische cilinder demping artikel voor een diepgaandere analyse van elk type demping.
6. Montageopties
De montagestijl van de pneumatische cilinder hangt af van de specifieke vereisten van de toepassing, zoals de beschikbare ruimte en de richting van de lading. Pneumatische cilinders kunnen op verschillende manieren worden gemonteerd, zoals klauw, trunnion, flens en voetmontages.
- Klauwmontages: Een klauwmontage bevestigt de klauw (een U-vormige beugel aan het uiteinde van de cilinder) aan de machine of het systeem. Klauwmontages zijn geschikt voor toepassingen waarbij de lading in spanning of compressie is en de cilinder in een rechte lijn moet bewegen.
- Trunnionmontages: Trunnionmontages gebruiken een trunnionbeugel om de cilinder aan de machine of het systeem te bevestigen. Trunnionmontages zijn geschikt voor toepassingen waarbij de lading uit het midden is of de cilinder moet draaien.
- Flensmontages: Flensmontages gebruiken een flensbeugel om de cilinder aan de machine of het systeem te bevestigen. Flensmontages worden vaak gebruikt in toepassingen waarbij de cilinder moet worden gefixeerd.
- Voetmontage: Een voetmontage bevestigt de cilinder aan de onderkant met bouten of schroeven en bevestigt de cilinder aan een vlak oppervlak op de machine of het systeem. Voetmontages worden meestal gebruikt wanneer de lading verticaal is en de cilinder zonder zijwaartse beweging moet worden geplaatst.
7. Snelheid
De snelheid van een pneumatische cilinder is de slaglengte gedeeld door de tijd die het kost om de lading naar de eindpositie te verplaatsen. Overweeg de toepassingsvereisten bij het selecteren van de snelheid; bijvoorbeeld, langzamere snelheid voor assemblagetaken en hogere snelheid voor verpakkingsprocessen. De snelheid van de pneumatische cilinder kan worden geregeld door de luchtdruk aan te passen, een stromingsregelklep te installeren en elektronische besturingen of een drukregelaar te gebruiken. Lees ons artikel over reactietijd en snelheid van pneumatische cilinders voor meer details over de snelheid van pneumatische cilinders en de verschillende factoren die deze beïnvloeden.
Voorbeeld
Overweeg een toepassing waarin een pneumatische cilinder wordt gebruikt om een lading van 1000 kg op te tillen tot een hoogte van 2 meter in 2 seconden. De cilinder wordt verticaal gemonteerd en de lading wordt aan de zuigerstang bevestigd. De cilinder wordt bediend met perslucht bij een druk van 7 bar.
Een geschikte pneumatische cilinder kiezen
- Cilindertype en ISO-norm: Een enkelwerkende cilinder is geschikt voor deze toepassing omdat deze slechts in één richting hoeft uit te breiden om de lading op te tillen. Een dubbelwerkende cilinder kan ook worden gebruikt, maar zou complexer en duurder zijn. Om compatibiliteit en uitwisselbaarheid te garanderen, wordt aanbevolen om een cilinder te kiezen die voldoet aan de ISO 6431 of ISO 15552 normen.
- Slaglengte: De vereiste slaglengte is de afstand die de lading moet worden opgetild, namelijk 2 meter.
- Kracht:
Kracht = ma
De versnelling is de afgeleide van de volle slag snelheid (v/t) of ((L/t)/t)
a = 0,5 m/s2
Kracht = 1000 ✕ 0,5 = 500 N
De cilinder moet minimaal 500 N kunnen produceren om de lading te verplaatsen.
- Montageopties: Aangezien de cilinder verticaal wordt gemonteerd, zou een geschikte montageoptie een klauw- of trunnionmontage zijn.
- Demping: Kies een schokdemper, aangezien de toepassing een aanzienlijke lading en relatief snelle beweging omvat.
- Snelheid:
Snelheid = Slaglengte / Heftijd = 2/2 =1 m/s.
De cilinder moet in staat zijn om de lading met een minimale snelheid van 1 m/s op te tillen.
Op basis van bovenstaande berekeningen zou een geschikte pneumatische cilinder voor deze toepassing een enkelwerkende ISO 6431 of ISO 15552 standaard cilinder zijn met een minimale kracht van 500 N, een minimale slaglengte van 2 m en een nominale snelheid van 1 m/s. De cilinder kan worden gemonteerd met een klauw- of trunnionmontage.
Veelgestelde vragen
Welke factoren moet ik overwegen bij het kiezen van een pneumatische cilinder?
Overweeg de boringgrootte, slaglengte, werkdruk en montagestijl van de cilinder. Daarnaast moeten ook het type toepassing en de ladingseisen in overweging worden genomen.
Hoe bepaal ik de boringgrootte van een pneumatische cilinder voor mijn toepassing?
Selecteer de boringgrootte van de pneumatische cilinder op basis van de kracht die nodig is om de lading te verplaatsen, de beschikbare luchtdruk en de vereiste snelheid van de werking.
Welke factoren beïnvloeden de maten van lineaire actuatoren voor verschillende toepassingen?
De maten van lineaire actuatoren worden beïnvloed door factoren zoals laadcapaciteit, slaglengte, snelheidsvereisten en de specifieke omgevingsomstandigheden van de toepassing.
Hoe bepaal je de grootte van lineaire actuatoren?
Om de grootte van een lineaire actuator te bepalen, bepaal je de laadvereisten, slaglengte, snelheid, stroombron en actuatortype, en raadpleeg je de specificaties van de fabrikant om ervoor te zorgen dat deze aan de behoeften van de toepassing voldoet.
