Jednym z najbardziej powszechnych sposobów generowania ruchu liniowego w zastosowaniach przemysłowych jest siłownik. Siłowniki to urządzenia, które przekształcają źródło mocy statycznej w użyteczny ruch wyjściowy. Mogą być również wykorzystywane do wywierania siły (np. nacisku).

Siłowniki są zazwyczaj urządzeniami mechanicznymi, które pobierają energię i przekształcają ją w różne formy ruchów, takie jak na przykład: blokowanie, zaciskanie i wysuwanie. Spośród dostępnych obecnie potencjalnych źródeł energii siłowniki pneumatyczne są jedną z najprostszych, najszerzej stosowanych i najbardziej opłacalnych opcji.

Przekształcanie energii w siłę

W jaki sposób siłowniki pneumatyczne przekształcają energię w siłę i ruch? W najbardziej podstawowym ujęciu siłowniki pneumatyczne wykorzystują sprężone powietrze działające na tłok w cylindrze w celu przemieszczania ładunku wzdłuż toru liniowego. W przeciwieństwie do rozwiązań hydraulicznych płynem roboczym w siłowniku pneumatycznym jest po prostu powietrze. Dzięki temu nie pojawiają się wycieki, które potencjalnie mogą prowadzić do zanieczyszczenia najbliższego im otoczenia.

Sposób działania siłowników ze względu na kierunek wytworzonej siły

Najpopularniejszy typ siłownika pneumatycznego składa się z tłoka i pręta poruszających się wewnątrz zamkniętego korpusu siłownika. Ze względu na kierunek wywierania siły można je podzielić na siłowniki jednostronnego i dwustronnego działania. 

Siłownik jednostronnego działania

Siłowniki jednostronnego działania wykorzystują jeden otwór powietrzny, przez który do korpusu dostaje się sprężone powietrze. To z kolei powoduje przesunięcie tłoka do żądanej pozycji. Wewnętrzna sprężyna powoduje powrót tłoka do pozycji wyjściowej po usunięciu ciśnienia powietrza. Siła wyjściowa generowana jest tylko w jednym kierunku. 

Siłowniki dwustronnego działania

Siłowniki dwustronnego działania posiadają wlot sprężonego powietrza na każdym końcu i poruszają tłok do przodu i do tyłu poprzez zmianę przyłącza, który otrzymuje sprężone powietrze. Siła generowana jest zarówno w trakcie wsuwu jak i wysuwu.  Zwiększa to całkowite zużycie powietrza, ale upraszcza eksploatację dzięki usunięciu dodatkowych elementów.

Przekształcanie siły w ruch

W typowym zastosowaniu korpus siłownika pneumatycznego jest połączony z ramą nośną, a koniec tłoczyska jest połączony z elementem maszyny, który ma być poruszany. Zawór sterujący typu „on-off” jest wykorzystywany do kierowania sprężonego powietrza do otworu po stronie wysuwanej i jednoczesnego otwierania otworu wsuwanego. Różnica ciśnień po obu stronach tłoka powoduje powstanie siły równej różnicy ciśnień pomnożonej przez powierzchnię tłoka.

Jeśli obciążenie połączone z tłoczyskiem jest mniejsze niż siła wypadkowa, tłok i tłoczysko wysuną się i przesuną element maszyny. Odwrócenie zaworu i przepływu sprężonego powietrza spowoduje cofnięcie się zespołu do pozycji „wyjściowej”.

Siłowniki pneumatyczne znajdują się na końcu roboczego układu hydraulicznego. Przed tymi urządzeniami, które wykonują widoczną pracę polegającą na przemieszczaniu ładunku, znajdują się sprężarki, filtry, regulatory ciśnienia, smarownice, zawory regulacyjne i regulatory przepływu. Wszystkie te elementy łączy ze sobą sieć przewodów rurowych (sztywnych lub elastycznych) i armatury. Zapraszamy do kolejnych naszych wpisów!