Egyszeres és kettős működésű henger: Főbb különbségek

Egyszereplős kontra kettős hatású henger: A rövid válasz

Ha gyors ítéletre van szüksége: a kettős működésű henger mindkét irányban hajtott mozgást biztosít, míg az egyszeres működésű henger csak egy löketig használ sűrített levegőt, és rugóra vagy gravitációra támaszkodik a visszatéréshez. Ez az egyetlen különbség meghatározza a levegőhenger kiválasztásának, telepítésének és karbantartásának minden szempontját egy valódi pneumatikus rendszerben.

Az olyan alkalmazásokhoz, ahol precíz vezérlés, nagyobb erőkifejtés mindkét irányban és egyenletes sebesség mind a kinyújtás, mind a visszahúzás során – például rögzítőelemek, présszerszámok és lineáris átviteli rendszerek – szinte mindig a kettős működésű léghenger a megfelelő választás. Az egyszerűbb munkákhoz, mint például a rugóvisszatérítésű szorítás, szelepműködtetés, vagy minden olyan feladat, ahol elegendő egy meghajtott löket, egyetlen működésű henger jelentős mértékben csökkenti a költségeket, a bonyolultságot és a levegőfogyasztást.

Az alábbi részek leírják, hogy az egyes típusok hogyan működnek mechanikai szinten, hol jelennek meg a valódi teljesítménybeli különbségek a gyakorlatban, és hogyan válasszuk ki a megfelelőt az adott rendszerhez.

Hogy egy Egyszereplős Léghenger Működik

Az egyszeres működésű hengernek egy nyomás alatti nyílása van. Amikor sűrített levegő lép be, az egyik irányba nyomja a dugattyút – ez jellemzően a hosszabbító löket. A visszatérő löketet a hengertest belsejében elhelyezett összenyomott tekercsrugó hajtja, vagy bizonyos konfigurációkban maga a terhelés súlya.

A rugó gyárilag meghatározott erőértékre van előfeszítve. A szabványos egyszeres működésű hengerek durván kezdődő rugóerőket használnak 8 N és 60 N között furatmérettől és lökethossztól függően. Ez a rugóerő ellentétes a légnyomással az erőlöket során, ami azt jelenti, hogy a rúd végén lévő effektív kimeneti erő kisebb, mint amit a légnyomás önmagában hozna létre.

Egy 50 mm-es furatú, 6 bar (87 psi) nyomáson működő egyműködő henger esetében az elméleti erő körülbelül 1178 N. A tipikus 25 N rugóerő levonása és a tömítési súrlódás (általában az elméleti erő 5–10%-a) figyelembe vétele után a munkavégzéshez rendelkezésre álló tényleges rúderő kb. 1030–1050 N . Ez a levonás jelentősebb kisebb furatméreteknél, ahol a rugóerő a teljes rendelkezésre álló erő nagyobb százalékát teszi ki.

Kulcsfontosságú belső alkatrészek

• Egyetlen levegőnyílás (általában a kupak végén a nyomóhengereknél)
• Helyezze vissza a rugót a dugattyúfelület és a rúdvégsapka közé
• Légzőnyílás vagy szellőzőnyílás a rugóoldalon a nyomásképződés megakadályozása érdekében
• Egydugattyús tömítés (egy dinamikus tömítés helye)
• Rúdtömítés a hengerfejnél

A szellőzőnyílást gyakran figyelmen kívül hagyják a telepítés során, de ez kritikus. Ha szennyeződés miatt eltömődik, vagy véletlenül eltömődik, a rugóoldalon rekedt levegő ellennyomást hoz létre, amely csökkenti a nyújtóerőt, és kiszámíthatatlanul lelassítja a löketsebességet.

Hogyan működik a kettős működésű léghenger

A kettős működésű hengernek két levegőnyílása van – egy a kupak végén és egy a rúd végén. A rúd meghosszabbításához sűrített levegő lép be a sapkavég nyílásába, miközben a rúdvég nyílása távozik. A visszahúzáshoz a befúvó kapcsol: levegő jut be a rúdvégbe, míg a kupak vége távozik. Egy irányított vezérlőszelep (általában 5/2-es vagy 4/2-es mágnesszelep) kezeli ezt a kapcsolást.

Mivel nincs visszatérő rugó elnyelő erő, a teljes pneumatikus erő mindkét irányban elérhető . Van azonban egy fontos aszimmetria, amelyet meg kell érteni: a rúdvég furatfelülete kisebb, mint a sapkavég furatfelülete, mivel a dugattyúrúd áthalad rajta. Ez azt jelenti, hogy a visszahúzó erő mindig valamivel kisebb, mint a nyújtóerő azonos tápnyomás mellett.

Kettős működésű, 63 mm-es furatú, 20 mm-es rúdátmérőjű, 6 bar nyomáson működő henger esetén:

• Nyújtóerő (sapkavég): π/4 × 63² × 6 = körülbelül 1871 N
• Visszahúzó erő (rúdvég): π/4 × (63² – 20²) × 6 = körülbelül 1682 N

Ez a durván 10–12%-os különbség a kinyújtás és a visszahúzás között minden furatméretnél konzisztens, és standard tényező a kettős működésű hengerméretezési számításoknál. Ha a visszahúzási löket jelentős terhelést hordoz, akkor a hengert a visszahúzó erő alapján kell méreteznie, nem pedig a nyújtási erő alapján.

Kulcsfontosságú belső alkatrészek

• Két levegőnyílás (sapkavég és rúdvég)
• Dupla ajkú vagy U-kupás dugattyútömítések a dugattyú mindkét oldalán
• Rúdtömítés és ablaktörlő a hengerfejnél
• Nincs rugó – a teljes belső furathossz elérhető a lökethez
• Opcionális belső párnák mindkét véghelyzetben

Egymás melletti összehasonlítás: egyműködésű vs. kettős működésű henger

Kényszerkimenet: ahol a számok valóban eltérnek

Az erőszámítás az a hely, ahol a mérnökök leggyakrabban költséges hibákat követnek el e két hengertípus összehasonlításakor. A képletek a felületen hasonlónak tűnnek, de az egyműködő hengerben a rugó kivonása olyan változót vezet be, amely a löketpozícióval változik.

A tekercsrugó ereje követi a Hooke-törvényt: az erő lineárisan növekszik, amikor összenyomódik. Ez azt jelenti egyetlen működésű henger effektív kimenő ereje az egész löket során változik . A meghosszabbítás kezdetén a rugó közel van a szabad hosszához, és minimális ellenállást fejt ki. Teljes kinyújtással teljesen összenyomódott, és maximális ellenállást fejt ki – a legnagyobb erőt levonva a kimenetből abban a pillanatban, amikor a rúd találkozik a munkadarabbal.

Vegyünk egy 40 mm-es furatú, egyszeres működésű hengert 100 mm-es lökettel 5 bar tápnyomás mellett:

• Elméleti pneumatikus erő: ~628 N
• Rugóerő a kinyújtás elején: ~10 N (közel szabad hossz)
• Rugóerő teljes kinyújtásnál: ~35 N (teljesen összenyomva)
• Hatásos erőtartomány: kb 580–615 N az ütésen át

Ugyanazon 40 mm-es furatú, 5 bar nyomáson lévő kettős működésű hengernél a nyújtóerő egyenletes ~628 N a löket során (mínusz a tömítési súrlódás, ami nagyjából állandó). Ez a konzisztencia rendkívül fontos az olyan alkalmazásokban, mint a préselés, alakítás vagy befogás, ahol a löketvégi erő a kritikus tervezési paraméter.

Egyetlen működésű henger visszatérő löketét teljes egészében a rugó szabályozza. Egy rugó, amely a dugattyút a tömítés súrlódása ellen visszafordítania, valamint egy szerény terhelés is eredményezhet 15–50 N nettó erő hengermérettől függően. Ha ezt összehasonlítjuk a kettős működésű henger több száz newtonos visszatérő erejével, akkor világossá válik, hogy az egyszeres működésű hengerek miért nem alkalmasak olyan alkalmazásokra, ahol a visszahúzásnak jelentős ellenállást kell legyőznie, vagy gyorsan kell mozgatnia a terhet.

A sebességszabályozás különbségei a két típus között

A fordulatszám szabályozása pneumatikus rendszerekben úgy érhető el, hogy korlátozzák a hengerből kilépő levegőáramot áramlásszabályozó szelepekkel (kimérős konfiguráció), vagy korlátozzák a befújt levegő áramlását (bemenő konfiguráció). Általában előnyben részesítik a mérőórás vezérlést mert stabilabb, terheléstől független sebességszabályozást biztosít.

Kettős működésű levegőhenger esetén mindkét porton áramlásszabályozó szelepet kell felszerelni. Ez független fordulatszám-beállítást tesz lehetővé a ki- és visszahúzáshoz – például egyszerű szelepbeállításokkal a hosszabbítást 200 mm/s-os, a visszahúzást pedig 500 mm/s-os sebességgel futtathatja. Ez a független vezérlés értékes a nagy ciklusú automatizálásban, ahol fontos a ciklusidő optimalizálása.

Egyszeres működésű henger esetén a nyomás alatti oldalon adagolhatja a levegőt be- és kifelé a hosszabbítási sebesség szabályozásához. azonban a visszatérési sebességet a rugóerő és a terhelés rögzíti . Ha a rugó merev és a terhelés csekély, a dugattyú gyorsan visszapattan, és ütési terhelést okoz a végsapkán. Ha a rugó puha és a terhelés nagy, akkor a visszatérés túl lassú vagy nem teljes. Nem lehet egyszerűen elforgatni egy szelepet, hogy lelassítsa a rugóvisszatérítésű henger visszatérését – ehhez magát a rugót kell cserélni, vagy külön párnát kell hozzáadni.

A gyakorlatban ez az egyszeres működésű hengereket gyengén alkalmassá teszi olyan alkalmazásokhoz, ahol a visszatérő löket változó terhelése van, vagy ahol a visszatérési sebességet a folyamathoz kell hangolni. A csomagolósorok, a robotkarvég-szerszámok és a szállítószalagok általában megkövetelik, hogy mindkét löketsebességet egymástól függetlenül tárcsázzák – és ez a legtöbb alkalmazást határozottan a kettős működésű területre tolja.

Levegőfogyasztás: A sűrített levegő költségének összehasonlítása

A sűrített levegő az egyik legdrágább közmű egy gyártóüzemben. Az olyan szervezetek tanulmányai, mint az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma, ezt becsülték A sűrített levegős rendszerek az ipari villamosenergia-fogyasztás 20-30%-át teszik ki , és ezekben a rendszerekben a pneumatikus működtetők az elsődleges fogyasztók. Az egyszeres és kettős működésű hengerek közötti levegőfogyasztás különbségének megértése ezért nem akadémikus feladat – közvetlen hatással van a működési költségekre.

Egy egyszeres működésű henger csak a teljesítménylöketnél fogyaszt sűrített levegőt. A visszatérő löketet a rugó hajtja, és az erőlöket oldaláról érkező levegő egyszerűen a légkörbe távozik. Egy teljes ciklusban az elfogyasztott levegő mennyisége megegyezik a furatfelület és a lökethossz szorzatával, a betáplálási nyomáson lévő kompressziós arányhoz igazítva.

A kettős működésű henger mindkét löketnél levegőt fogyaszt. Mivel azonban a rúdvég furatfelülete kisebb, mint a sapkavégé, a visszahúzási löketnél elfogyasztott térfogat valamivel kisebb, mint a hosszabbító löketnél. A ciklusonként elfogyasztott teljes levegő kb 1,7-1,9-szer az egyenértékű egyszeres működésű henger által fogyasztott levegő a rúd átmérőjétől függően.

Egy konkrét példa: egy 50 mm-es furatú, 100 mm-es löketű kettős működésű henger 6 bar nyomáson üzemel és 60-szor percenként kerékpároz kb.

• Kupak vége löketenként: (π/4 × 0,05²) × 0,1 × (6 1) = ~1,37 liter (szabad levegő) löketenként
• Rúdvég löketenként (20 mm-es rudat feltételezve): körülbelül 1,09 liter löketenként
• Összesen percenként 60 ciklusnál: ~146 liter/perc szabad levegő

Egy egyenértékű egyszeres működésű henger körülbelül 82 liter/perc fogyasztást jelentene. Egy 20 ilyen hengerrel, két műszakban üzemelő gépen mérhetővé válik az éves villamosenergia-költség-különbség. Ha nagyszámú hengert telepít be, vagy ha a hengerek hosszú löketekkel vagy nagy ciklussebességgel működnek, a levegőfogyasztás-különbség jelentős mértékben befolyásolja a működési gazdaságosságot – még akkor is, ha a kettős működésű henger egyébként műszakilag jobb.

Lökethossz-korlátozások: Miért töltsék fel korán az egyszeres működésű hengereket

Az egyetlen működésű hengerben lévő belső visszatérő rugó fizikailag korlátozza a löket hosszúságát. A lökethossz növekedésével hosszabb rugóra van szükség, amihez hosszabb hengertestre van szükség – a hosszabb rugókat pedig nehezebb stabilan tartani és megfelelően vezetni a furat belsejében. Ezenkívül még visszahúzott helyzetben is meghosszabbítják a teljes hengert.

A legtöbb gyártó egyműködésű hengereket kínál 25-200 mm maximális lökettel. Néhány speciális kivitel eléri a 300 mm-t. Ezen túlmenően a rugó nem praktikus. Ha alkalmazásának 400 mm-es, 600 mm-es vagy 1000 mm-es löketre van szüksége, a kettős működésű henger az egyetlen életképes opció a standard léghengeres termékcsaládban.

Ez a korlátozás az erővel is kölcsönhatásba lép: ahogy nő a löket, úgy nő a rugó összenyomása teljes kinyújtásnál, ami azt jelenti, hogy a löket végén a rugó leküzdése több erővel jár. Körülbelül 100–150 mm-nél hosszabb löketeknél egy egyszeres működésű kivitelben a rugóerő-levonás kezd a teljes rendelkezésre álló pneumatikus erő jelentős százalékává válni, különösen kis furatméreteknél.

Hibabiztos viselkedés: kritikus biztonsági szempont

A gyakorlatban az egyik legfontosabb különbség a két hengertípus között az, hogy mi történik, ha a levegőellátás megszakad – akár kompresszor meghibásodása, vészleállás vagy vezetékszakadás miatt.

Egy egyszeres működésű rugó-visszatérésű henger automatikusan visszatér rugóoldali helyzetébe, amikor a nyomás csökken. Ha a henger úgy van beállítva, hogy a munkadarabot a teljesítménylöketre (hosszabbításra) szorítsa, a levegőveszteség miatt az kioldódik. Ha rugóhosszabbítóval van konfigurálva (amelyet egyes kialakítások biztonsági rögzítéshez kínálnak), a levegőveszteség miatt beszorul. Ezt a determinisztikus viselkedést szándékosan biztonsági alkalmazásokhoz tervezték.

A gépvédelem, a fékkioldó mechanizmusok és a vészleállítók gyakran egyszeres működésű hengereket használnak pont azért, mert hibabiztos viselkedésüket a rugó, nem pedig elektromos jel vagy szelephelyzet előre jelezheti és garantálja.

Ezzel szemben a kettős működésű henger levegőveszteség esetén tartja az utolsó pozícióját – ha az irányszelep retesz vagy rugós típusú, amely mindkét nyílást blokkolja. Ez néha kívánatos (nem szeretné, hogy a terhelt tengely leessen), de veszélyes is lehet, ha a henger egy befogási vagy préselési művelet közepén volt, amikor a levegő kiesett.

A biztonsági szabványok, köztük az ISO 13849 és az IEC 62061, megkövetelik a géptervezőktől, hogy elemezzék és dokumentálják az összes működtető szerkezet működését hibaállapotok esetén. Az egyszeres működésű és a kettős működésű henger közötti választás közvetlenül kapcsolódik ehhez az elemzéshez, és az egyszeres működésű típus hibabiztos jellemzője gyakran helyet ad neki a biztonsági besorolású áramkörökben még akkor is, ha a jobb irányíthatóság érdekében egyébként kettős működésű hengert használnának.

Tipikus alkalmazási területek minden hengertípushoz

Ahol egyműködő hengerek Excel

• Pneumatikus szelepmozgatók: A negyedfordulatú golyóscsapok és a tolózárak gyakran rugó-visszatérésű, egyszeres működésű hengereket használnak, így a szelep nem jut egy ismert biztonságos helyzetbe (nyitva vagy zárva), amikor a levegőnyomás csökken.
• Rögzítőelemek rövid löketekkel: Munkadarabok rögzítése olyan megmunkáláshoz, ahol a megmunkálási erő mindig egyirányú, és a bilincsnek csak kis terhelés mellett kell kioldania (visszahúznia).
• Ajtó- és nyílásvezérlés: Ahol a rugóvisszatérítés biztosítja a zárást áramszünet esetén.
• Kapuk válogatása és terelése: Egyszerű billenőkapuk a szállítószalagokon, ahol mindig az egyik irány az alapértelmezett, a másik pedig a motoros működtetés.
• Fék és tengelykapcsoló bekapcsolása: Rugós fékek vészleállításhoz – a fék bekapcsol, ha levegőt veszít.

Ahol kettős működésű hengerekre van szükség

• Pick-and-place automatizálás: Mind a kihúzásnak, mind a visszahúzásnak hajtottnak, sebességszabályozottnak kell lennie, és képesnek kell lennie a változó alkatrészsúlyok kezelésére.
• Préselési és formázási műveletek: Nagy erő mindkét irányban; a visszatérésnek le kell győznie a munkadarab visszarugózását vagy a kilökő ellenállását.
• Hosszú löketű lineáris átvitel: Minden 200 mm-nél nagyobb lökethez kettős működésű levegőhengerre van szükség.
• Rúd nélküli hengeres alkalmazások: A rúd nélküli pneumatikus hengerek természetüknél fogva kettős működésűek, és hosszú távú vízszintes átvitelre szolgálnak, ahol a hagyományos rúdhenger nem lenne praktikusan hosszú.
• Dönthető és forgatható asztalok: Mind az asztal billentése, mind visszahozása meghajtású, szabályozható erőt igényel.
• Nagy ciklusú alkalmazások 60 ciklus/perc felett: Ahol a visszahúzási sebességet pontosan be kell hangolni a ciklusidő ütés nélküli megőrzéséhez.

Szabályozószelep követelmények: 3/2 vs 5/2

Az egyszeres és kettős működésű hengerek közötti légnyílások különbsége közvetlenül meghatározza a szükséges vezérlőszelepet, ami befolyásolja a vezetékeket, az elosztó kialakítását és a költségeket.

A 3/2 szelep (3 port, 2 pozíció) elegendő egyetlen működésű hengerhez. Az egyik helyzetben a tápellátást a hengernyíláshoz köti. A másik helyzetben a hengernyílást a kipufogóhoz köti. A többit a rugó intézi. A 3/2-es szelep fizikailag kisebb, és általában 20-40%-kal olcsóbb, mint egy 5/2-es szelep. Egy egyszerűbb elosztóblokkot is igényel, ha sok szelep van összerakva.

A 5/2 szelep (5 port, 2 pozíció) a kettős működésű hengerek szabványa. Az egyik helyzetben a betáplálás a kupak végéhez megy, és a rúd vége kiürül. A másik helyzetben a betáplálás a rúd végéhez megy, és a kupak vége kiürül. A két kipufogónyílásban általában áramlásszabályozó szelepek vannak felszerelve a fordulatszám szabályozására.

A sok tengelyes rendszerekben – például egy 20 állomásos összeszerelő gépben – a 20 3/2 szelep és 20 5/2 szelep közötti halmozott költségkülönbség jelentős lehet. Az egyszerű alkalmazásokban használt kisebb hengerek esetében ez a költségkülönbség gyakran indokolja az egyszeres működésű henger meghatározását, még akkor is, ha egy kettős működésű henger némileg jobb teljesítményt nyújt.

Jegyezze meg azt is 5/2 szelep rugóvisszatérítéssel, reteszeléssel (memória) vagy kettős mágneses működtetéssel kapható , amelyek mindegyike eltérő hibaállapotú viselkedést kínál. A szeleptípus kiválasztása kölcsönhatásba lép a hengertípussal, és meghatározza a rendszerszintű biztonsági viselkedést – ezt a tervezési szakaszban elemezni kell, később nem kell utólag beszerelni.

Karbantartási különbségek a gyakorlatban

A tömítések számát tekintve egy egyszeres működésű hengernek kevesebb dinamikus tömítőfelülete van, mint egy kettős működésűnek. A kevesebb tömítés általában kevesebb szivárgási utat és valamivel alacsonyabb tömítéscsere gyakoriságot jelent. Az egyszeres működésű hengerben lévő rugó azonban egy további kopóalkatrész, amely kettős működésű kivitelben nem létezik.

A pneumatikus hengerekben lévő rugókat több millió ciklusra tervezték, de elfáradnak. A feszességet vesztett rugó miatt a henger lassan, hiányosan vagy egyáltalán nem tér vissza. A napi 24 órában 60 ciklus/perc sebességgel működő gépben egy henger befejeződik 86 millió ciklus évente . A rugó kifáradása ilyen ciklussebesség mellett valódi karbantartási szempont, különösen a rövidebb löketű hengereknél, ahol a rugó összenyomása ciklusonként a rugó teljes útjának nagyobb hányada.

A kettős működésű hengerek esetében a tömítések kopása az elsődleges karbantartási szempont. A modern poliuretán és PTFE alapú dugattyútömítések jellemzően tartósak 50-100 millió ciklus normál üzemi körülmények között tiszta, kenett vagy olajmentes száraz levegővel. Mindkét hengertípusnál a szennyezett levegőellátás a leggyakoribb oka a korai tömítés meghibásodásának.

Külön említést érdemel az egyműködésű henger szellőzőnyílása: a megelőző karbantartás részeként rendszeresen ellenőrizni és tisztítani kell. Az eltömődött légtelenítő annyira fokozatosan csökkenti a teljesítményt, hogy addig észre sem lehet venni, amíg a henger hibásan nem működik – így az ütemezett ellenőrzés fontosabb, mint a reaktív javítás.

A megfelelő furatméret kiválasztása bármelyik típushoz

A megfelelő furatméretezés a legalapvetőbb lépés bármely légpalack meghatározásánál. A furat alulméretezése nem termel elegendő erőt; A túlméretezés levegőt és pénzt pazarol. A folyamat az egyes hengertípusoknál kissé eltérő.

Egyműködésű hengerekhez

1. Határozza meg a szükséges erőt a löket végén (ahol a maximális rugónyomás).
2. Adja hozzá a kiválasztott lökethez tartozó maximális rugóerőt a kívánt kimeneti erőhöz.
3. Adja hozzá a tömítés súrlódását (általában az elméleti erő 10%-a biztonsági ráhagyásként).
4. Számítsa ki a szükséges furatfelületet: Terület = teljes erő ÷ betáplálási nyomás.
5. Válassza ki a következő standard furatméretet felfelé a számított területből.
6. Ellenőrizze, hogy a rugóerő elegendő-e a dugattyú visszafordításához a visszatérő löket terhelése ellenében.

Kettős működésű hengerekhez

1. Határozza meg külön-külön a szükséges erőt a kinyújtáshoz és a visszahúzáshoz.
2. Számítsa ki az egyes löketekhez szükséges furatot a rendelkezésre álló tápnyomás mellett, figyelembe véve a visszahúzás számításánál a rúdvégterület csökkenését.
3. Adjon hozzá egy 1,25–1,5-szeres biztonsági tényezőt a súrlódás, az eltolódás és a nyomásváltozások figyelembevételéhez.
4. Válassza ki azt a furatot, amely mindkét löketkövetelménynek megfelel – általában a két számított érték közül a nagyobbat.
5. Ellenőrizze a rúd átmérőjét a kihajlási határértékekkel szemben, ha a rúd összenyomódik, és az átmérőjéhez képest hosszú.

A standard furatméretek mindkét hengertípusban megfelelnek az ISO 15552 szabványnak: A 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160 és 200 mm-esek a leggyakoribbak. A szabványos furatméret megadása biztosítja a gyártók közötti felcserélhetőséget és leegyszerűsíti a pótalkatrészek kezelését.

Üzemi nyomástartományok és hatásuk a kiválasztásra

Mind az egyszeres, mind a kettős működésű léghengerek a jellemző üzemi nyomásra vannak méretezve 1-10 bar (14,5-145 psi) , a leggyakoribb ipari tápnyomás 6 bar (87 psi). Az alacsonyabb nyomáson való működés azonban az egyes típusokra eltérően hat.

Egyszeres működésű hengereknél minimális üzemi nyomás szükséges a rugó előfeszítésének és a tömítés súrlódásának leküzdéséhez. Ha a tápnyomás mondjuk 3 bar-ra csökken egy 6 bar névleges rendszerben, akkor az effektív kimeneti erő nagyjából 50%-kal csökken. De a rugóerő változatlan marad – ami azt jelenti, hogy az egyszeres működésű henger erőcsökkenése aránytalan a kettős működésű típushoz képest ugyanazon a csökkentett nyomáson.

Ezenkívül az egyszeres működésű hengerek rendelkezhetnek a gyártó által meghatározott minimális üzemi nyomással, amely alatt a henger nem nyúlik ki teljesen a rugóra. Ez a küszöb általában a termék adatlapján szerepel, és összehasonlítani kell a rendszer minimális garantált tápnyomásával – nem a névleges tápnyomással.

A kettős működésű hengerek kevésbé érzékenyek a nyomásingadozásokra ebben a tekintetben, mivel egyik löketnek sincs fix mechanikai ellenállása a súrlódáson túl. Alacsonyabb nyomáson a kimenő erő arányosan csökken mindkét löketnél, és a rendszer továbbra is működik – csak kevesebb erővel.

Kettős működésű hengeres változatok, amelyeket érdemes tudni

A kettős hatású kategórián belül számos speciális formatervezés foglalkozik a konkrét alkalmazási követelményekkel:

• Dupla rúd, kettős működésű henger: A dugattyúrúd a henger mindkét végéből nyúlik ki. Mindkét oldal furatfelülete azonos, így a nyújtási és visszahúzási erők azonosak. Akkor használatos, ha a szimmetrikus erőkifejtés kritikus, vagy ha az átmenő rúd szükséges a mechanikai csatlakoztatáshoz vagy a mérési referencia mindkét oldalon.
• Tandem henger: Két kettős működésű henger sorba szerelve ugyanarra a dugattyúrúdra. A két dugattyú egyidejűleg működik, nagyjából megkétszerezi az adott furatátmérőből származó erőt. Akkor használható, ha a furat helye korlátozott, de nagy erő szükséges.
• Rúd nélküli kettős működésű henger: A terhelés kívülről csatlakozik a dugattyúhoz a hengerfalban lévő résen vagy mágneses csatlakozón keresztül. Nagyon hosszú löketeket tesz lehetővé kompakt csomagolásban. 6000 mm-es vagy nagyobb lökethosszal elérhető.
• Vezetett kettős működésű henger: A lineáris vezetőket közvetlenül a hengertestbe integrálja, hogy kiküszöbölje a forgási nyomatékot és a rúdra ható oldalterhelési erőket. Kritikus olyan alkalmazásokhoz, ahol precíz lineáris mozgásra és szögpontosságra van szükség külső vezetők nélkül.

Összegzés: Választás az egyszereplős és a kettős szereplés között

A döntés egyszerű, miután összevetette az alkalmazási követelményeket a legfontosabb megkülönböztető tényezőkkel. Használja a következő keretrendszert:

• Válasszon egyetlen színészet amikor: az alkalmazásnak hibamentesen kell visszatérnie alaphelyzetbe; a löket rövid (150-200 mm alatt); a szükséges visszatérő erő minimális; a levegőfogyasztást minimálisra kell csökkenteni; az egyszerűbb szelepkapcsolás előnyös; a szelepek és a vízvezetékek költségmegtakarítása pedig jelentős méretarányú.
• Válassza a kettős szereplést amikor: mindkét ütésnek jelentős erőt kell adnia; a lökethossz meghaladja a 200 mm-t; mindkét löket független sebességszabályozása szükséges; a ciklus sebessége magas, és a visszatérési sebességet be kell hangolni; a visszatérő löket terhelése változó vagy jelentős; vagy az alkalmazás egy nyomó-, átviteli vagy pick-and-place mechanizmus.

Az ipari automatizálási alkalmazások túlnyomó többségében a kettős működésű léghenger az alapértelmezett igásló - rugalmas, erőteljes és teljesen irányítható. Az egyszeres működésű henger kiérdemli a helyét az egyszerűbb, biztonságkritikus vagy költségérzékeny konstrukciókban, ahol a benne rejlő rugó-visszatérési viselkedés inkább jellemző, mint korlát. Ha mindkét típust ezen a részletszinten megérti, akkor ezt a kiválasztást szándékosan, mérnöki követelmények, nem pedig konvenciók alapján végezheti el.