Pneumatické válce

Pneumatický válec převádí energii stlačeného vzduchu na přímočarý pohyb. Posouvá díl, přitlačuje nástroj nebo ovládá mechanismus. Nabídka zahrnuje například řady SMC CJP, CQ2, CQS, CD85, JCQ, MGP a MY1 i válce Festo. Vedle pohonů jsou zde vidlice GKM a kloubové hlavice KJ; při objednávání proto rozlišujte vlastní válec a jeho příslušenství.

Princip: tlak, plocha a směr pohybu

Tlak působí na účinnou plochu pístu. U dvojčinného válce přivádíme vzduch střídavě do obou komor a protilehlou komoru odvzdušňujeme. Jednostranná pístnice zmenšuje plochu pro zasouvání, takže při stejném přetlaku vychází menší teoretická síla než při vysouvání. Tento rozdíl ukazuje také tabulka sil SMC C95.

U jednočinného provedení s vratnou pružinou zajišťuje vzduch pracovní pohyb a pružina návrat. Při vysouvání je nutné překonat také její odpor. Konstrukci znázorňuje návod SMC CJP. Jednočinné a dvojčinné provedení proto vyžadují odlišné posouzení pracovního i vratného pohybu.

Výběr podle úlohy a prostoru

Nejprve určete potřebný zdvih, směr zatížení a sílu během celého cyklu. Potom porovnejte průměr, dovolený tlak, rychlost a teplotu konkrétního provedení. Zkontrolujte rozměry v zasunuté i vysunuté poloze, upevnění tělesa, zakončení pístnice a prostor pro připojení. Nestačí vybrat pouze stejný průměr a zdvih.

Boční zatížení vyžaduje samostatné posouzení vedení. Například SMC MGP spojuje válec s vodicí konstrukcí. Síla v ose pohybu přitom není totéž co dovolené zatížení vedení. Při náhradě porovnávejte úplný objednací kód a výkres; podobné označení řady nezaručuje shodné provedení.

Pro poptávku si připravte popis pracovního cyklu: co se pohybuje, odkud kam, s jakým břemenem a jak často. U náhrady přidejte fotografii štítku a montáže. Odděleně zapište požadované vlastnosti a dosud neověřené údaje; usnadníte tím kontrolu nabídnutého provedení.

Vlastní modelový výpočet: rozdíl sil

Uvažujme fiktivní dvojčinný válec s průměrem pístu D = 30 mm, pístnicí d = 12 mm a přetlakem p = 0,45 MPa. Protilehlá komora má v modelu nulový přetlak; tření a dynamiku zanedbáme. Protože 1 MPa = 1 N/mm², plocha pro vysouvání A = πD²/4 vychází 706,9 mm² a síla F = pA přibližně 318,1 N. Pro zasouvání je A = π(D² − d²)/4 = 593,8 mm² a F přibližně 267,2 N.

Rozdíl činí 50,9 N. Jde o vlastní výukový model, který nedefinuje výběr výrobku ani garantovanou sílu. Skutečný návrh musí zohlednit protitlak, tření, zatížení a provozní rezervu.

Montáž a uvedení do chodu

Před zásahem zajistěte břemeno, odpojte přívody energie a vypusťte zbytkový tlak. Srovnejte osu válce s vedením mechanismu a ověřte volný pohyb po celém zdvihu. Chraňte pístnici před poškrábáním a přípojky před nečistotami. Rychlost nastavujte postupně od nízké hodnoty; ověřte také dovolenou energii dojezdu. Postup rozvádí návod SMC CQ2.

Diagnostika nepravidelného pohybu

Při cukání nebo poklesu síly prověřte tlak za provozu, průchodnost přívodu, nastavení rychlosti, netěsnosti a souosost. Změnu doby cyklu porovnejte s původním stavem. Zvyšování tlaku bez zjištění příčiny může zakrýt mechanický problém. Při tvrdém dojezdu posuďte rychlost a zatížení; samostatné tlumiče nárazu vybírejte podle konkrétního energetického zadání.

Časté otázky

Zaručuje údaj o teoretické síle skutečnou sílu na dílu?

Ne. Jde o ideální výsledek tlaku a plochy; skutečný pohyb ovlivňuje i protitlak a mechanické odpory.

Lze ke každému válci přidat snímač polohy?

Kompatibilitu ověřte pro konkrétní válec, jeho výbavu a způsob upevnění. Nabídku najdete mezi magnetickými snímači; samotná podobnost drážky nestačí.