Soorten cilinders - Op technisch en industrieel gebied worden cilinders meestal geselecteerd om beweging te genereren door de ophoping van gecomprimeerd gas. Uiteraard varieert het benodigde type cilinder afhankelijk van de toepassing en branche. Vanwege de manier waarop de apparatuur functioneert, worden actuatoren ook wel cilinders genoemd.
Wat is een cilinder?
Het laatste onderdeel van pneumatische of perslucht-gestuurde mechanische apparaten is de cilinder, ook wel pneumatische cilinder genoemd. Een cilinder is een machine die perslucht omzet in mechanische energie. Door deze mechanische energie wordt een lineaire of roterende beweging gegenereerd. Binnen pneumatische systemen fungeren pneumatische cilinders als actuatoren. Daarom worden ze pneumatische lineaire actuatoren genoemd. Een juiste cilinderselectie zorgt voor succes op de lange- termijn en verbetert de algehele machineprestaties. Bezoek hier om de principes van de belangrijkste pneumatische cilindertypen te begrijpen.
Deze primaire componenten zijn:
· Kap-eindpoort (A)
· Stang (B)
· Stang-eindpoort (C)
· Zuiger (D)
· Vat (E)
· Zuigerstang (F)
Principe van cilinders
Persluchtdrukenergie wordt via cilinders omgezet in mechanische energie in de vorm van lineaire of roterende beweging. Pneumatische cilinders zijn bestand tegen drukken van 5 tot 20 bar.
Wat zijn de soorten cilinders?
Gemeenschappelijke cilinders vallen in drie hoofdcategorieën:
· Enkel-werkende cilinders
· Dubbel-werkende cilinders
· Telescopische cilinders
Hieronder bespreken we de functies van deze drie veel voorkomende cilindertypen. Elk heeft verschillende toepassingen, dus de meest geschikte cilinder voor een bepaalde taak zal worden bepaald door de specifieke projectvereisten.
Enkel-werkende cilinder
Vergeleken met dubbel-werkende cilinders, oefenen enkel-cilinders slechts kracht uit op één uiteinde van de zuiger. Ze worden het meest aangetroffen in verbrandingsmotoren, zoals automotoren, waarbij een externe kracht (bijvoorbeeld een veer of externe belasting) de zuiger in de tegenovergestelde richting duwt om beweging te genereren. Enkel-werkende cilinders worden ook gebruikt in pompen en hydraulische cilinders om te helpen bij zware- taken zoals het tillen van grote voorwerpen.
Slechts één zijde van de zuiger draagt de specifieke werkdruk. Een externe kracht, zoals een interne veer, werkt in één richting om de beweging te controleren en terug te brengen naar de normale toestand.
Soorten enkel-werkende cilinders
Enkel-werkende cilinders worden op basis van hun bedieningsmechanisme onderverdeeld in het push-type en het pull-type.
1. Druk op-Type enkel-werkende cilinder
De zuiger wordt door perslucht uit de cilinder geduwd. Wanneer de druk wordt opgeheven, brengt een veer de zuiger terug naar zijn oorspronkelijke positie.
2. Trek aan-type enkel-werkende cilinder
Gecomprimeerde lucht komt de cilinder binnen en trekt de zuiger. Terwijl perslucht door de poort stroomt, begint de zuiger in de cilinder zich terug te trekken. De drukpoort bevindt zich aan het uiteinde van de cilinder.
Telescopische cilinders
Telescopische cilinders, ook wel telescopische stangen genoemd, zijn verkrijgbaar in zowel dubbel-werkende als enkel- werkende configuraties. Ze zijn voorzien van een zuigerstang die bij activering "uitschuift" in een gesegmenteerde zuiger, waardoor een groter bereik mogelijk is. Telescopische cilinders worden vaak gebruikt in toepassingen waarbij minimale druk vereist is.
Telescopische cilinders zijn verkrijgbaar in enkel-werkende en dubbel-werkende versies, die doorgaans worden gebruikt in hydraulische toepassingen waarbij zware- lasten moeten worden getransporteerd. Pneumatische telescopische cilinders worden zelden gebruikt in zware- kranen, dumptrucks en soortgelijke toepassingen. In dit artikel zijn ze onderverdeeld in de volgende versies:
· Stang-Trekcilinders
· Flens-Gemonteerd
· Uit één-stuk gelast
· Draaduiteinde
1. Stang-Trekcilinders
Stang-trekcilinders worden in verschillende toepassingen gebruikt, ongeacht de belasting: zwaar, middelmatig of licht.
Wanneer er een risico bestaat dat er stootkrachten of schokbelastingen op de cilinder worden uitgeoefend, is bewezen dat staaftrekontwerpen de cilinder beter beschermen tegen schade in vergelijking met alternatieve ontwerpen.
2. Flenstype cilinders
Dit zijn zware-cilinders die lijken op trekstangen-.
Leveranciers kunnen ze configureren als voorflens, achterflens of voor-achterflens, afhankelijk van uw vereisten.
3. Uit één-stuk gelast
Het lichaam is integraal in deze vorm gegoten, waarbij de uiteinden zijn gelast of gekrompen.
4. Uiteinden met schroefdraad
In deze configuratie zijn beide uiteinden van de buis uitwendig of inwendig van schroefdraad voorzien.
Dubbel-werkende cilinders
Dubbel-werkende cilinders werken aan beide zijden van de zuiger, waarbij één element de uitgaande slag regelt en een ander element de inwaartse slag. Terwijl enkel-werkende zuigers vaker voorkomen in verbrandingsmotoren, komen dubbel-werkende zuigers veel voor in externe verbrandingsmotoren zoals stoommachines. Dit komt omdat dubbel-werkende cilinders kracht genereren vanaf beide uiteinden van de zuiger.
Op beide zijden van de cilinder wordt een gespecificeerde werkdruk uitgeoefend. Perslucht oefent kracht in twee richtingen uit op de cilinderzuigerstang. Dubbel-werkende cilinders worden geclassificeerd op basis van hun werkingsprincipes. Deze typen omvatten:
· Door-stangcilinders
· Kussen-Eindcilinders
· Tandemcilinders
· Slagcilinders
· Kabelcilinders
· Draai- of zwenkcilinders
1. Door-stangcilinders
In deze configuratie strekt de zuigerstang zich uit vanaf beide uiteinden van de zuiger. Dit zorgt voor gelijke kracht en snelheid aan beide zijden van de cilinder.
2. Kussen-Eindcilinders
In deze configuratie is de zuiger aan één of beide uiteinden voorzien van een kussenvormige neus, waardoor een gematigde vertraging aan het einde van de slag mogelijk is.
Er kunnen rubberen buffers worden gebruikt om de impact te absorberen en te voorkomen dat de zuiger in botsing komt met de eindkap.
3. Tandemcilinders
In deze opstelling zijn twee cilinders in serie geschakeld om de door de cilinder geproduceerde kracht te verdubbelen.
4. Slagcilinder
De zuigerstang is speciaal ontworpen om kracht te versnellen of impact te leveren in deze toepassing.
5. Kabelcilinder
In deze configuratie wordt de zuigerstang vervangen door kabels die op beide uiteinden van de cilinder zijn aangesloten. Deze cilinder, ook wel stangloze cilinder genoemd, wordt gebruikt in toepassingen die lange slagen vereisen.
Dit biedt het voordeel dat er ruimte wordt bespaard bij het installeren van de cilinder. De kosten per inch slag zijn relatief laag.
6. Draai- of zwenkcilinder
In deze opstelling wordt de lineaire beweging verzorgd door een zuigerstang met een roterend profiel dat in aangrijping is met een wormwiel.
Specificaties voor verschillende cilindertypen
Hieronder vindt u enkele specificaties waarmee u rekening moet houden bij het bestellen van cilinders:
· Diameter zuigerstang
· Boring
· Montageconfiguratie
· Hartinfarct
· Forceer output bij maximale druk
· Drukbereik
· Standaard bedrijfstemperatuur
· Buffering (aan één of beide uiteinden van de cilinder)
Toepassingen van verschillende cilindertypen
· Gebruik voor eenvoudige toepassingen enkel-werkende cilinders.
· Gebruik voor complexe en zware- toepassingen dubbelwerkende- cilinders.
·Enkel-werkende cilinders genereren kracht in slechts één richting.
·Dubbel-werkende cilinders worden gebruikt als er aanzienlijke kracht in beide richtingen nodig is.
Hoe een cilinder selecteren?
Het gebruikte type cilinder hangt af van de toepassing en een specifieke vorm, materiaal en maat zijn geschikt voor de taak. Bij het selecteren van materialen voor cilinders moeten bepaalde overwegingen in gedachten worden gehouden. Als de toepassing bijvoorbeeld vereist dat machines bij hoge temperaturen werken, moeten roestvrijstalen cilinders worden overwogen.