I cilindri pneumatici fanno parte della famiglia degli attuatori.

Sono composti da una camicia, da due testate e da una parte che svolge il lavoro.

Nella stragrande maggioranza dei casi chi svolge il lavoro è uno stelo che entra ed esce dal cilindro ma i cilindri possono essere anche del tipo senza stelo o rotanti.

Oggi parliamo dei cilindri con stelo.

Possono essere essenzialmente a semplice o a doppio effetto.

I cilindri a semplice effetto

Nel cilindro a semplice effetto (come nelle valvole monostabili) c’è una molla che tiene il pistone e lo stelo ad esso collegato, in una posizione di riposo stabile.

Possono essere a semplice effetto a stelo esteso o a stelo retratto:

I cilindri pneumatici: Cilindro semplice effetto stelo retratto
Cilindro semplice effetto stelo retratto

Come si può vedere da questo disegno che rappresenta la sezione di un cilindro, c’è un molla nella camera anteriore del cilindro che tiene lo stelo in una posizione di riposo, in questo caso lo stelo rimane all’interno del cilindro.

Il disegno qui sopra è anche il simbolo pneumatico del cilindro a semplice effetto a stelo retratto

Ovviamente se la molla è montata nella camera posteriore, lo stelo può essere tenuto in una posizione di riposo con lo stelo esteso:

I cilindri pneumatici: cilindro semplice effetto stelo esteso
Cilindro semplice effetto stelo esteso

Sono azionati da valvole 3/2.

I cilindri a doppio effetto

I cilindri a doppio effetto sono azionati sia nell’uscita che nel rientro dello stelo dell’aria compressa.

Sono utilizzati in applicazioni dove le posizioni che interessano sono essenzialmente due: con lo stelo chiuso e con lo stelo esteso, mai nelle posizioni intermedie.

Cos’è la prevalenza nei cilindri pneumatici

I cilindri a doppio effetto sono soggetti al fenomeno della prevalenza:

in pratica la forza che l’aria esercita sulle pareti interne del pistone è data dalla pressione moltiplicata per la superficie su cui questa pressione agisce.

La formula per calcolare la forza di spinta di un cilindro è: F= p x S

F= forza e si esprime in Newton ( N )

p= pressione esercitata dall’aria

S= superficie su cui la pressione agisce

La presenza dello stelo limita la superficie su cui l’aria esercita pressione per cui il pistone ha una prevalenza di forza nella sua parte priva dello stelo.

Questo fa si che questi cilindri, se alimentati con una valvola 5/3 a centri in pressione, abbiano sempre lo stelo che si sposta verso la posizione estesa.

La prevalenza spiega anche il perché la forza in spinta del cilindro sia sempre leggermente maggiore di quella in trazione.

Lo possiamo vedere bene da questa tabella:

Azione della pressione dell'aria sulle facce del pistone.
Azione della pressione dell’aria sulle facce del pistone.

I fattori che incidono di più sul prezzo di un cilindro sono:

  • diametro
  • corsa
  • presenza di ammortizzo pneumatico
  • presenza del magnete
  • eventuali opzioni

Ovviamente il diametro e la corsa influenzano il prezzo in modo diretto e più o meno proporzionale mentre la presenza del magnete o la presenza dell’ammortizzo pneumatico incidono allo stesso modo indipendentemente dalla corsa.

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