Artiklen er leveret af Parker Denmark Team
Pneumatik cylindre findes i mange forskellige udformninger – cylindre med og uden stempelstang, trykdåser, bælgcylindre, cylindre med føringsenheder, låse/holde enheder osv. I dette indlæg fokuserer vi på cylindre med stempelstang, som nok er de mest benyttede i dansk industri. De anvendes til mange forskellige formål i mange forskellige applikationer, hvor cylindrene udsættes for påvirkninger som luftkvalitet, temperatur, korrosion, krav til miljø m.m.
Standard pneumatik cylinder
En standard pneumatik cylinder består typisk af en baggavl, cylinderrør, stempel, stempelstang og frontgavl med stempelstangsleje og -tætning.
Standard cylindre har generelle designegenskaber for at opfylde den store variation af standardkrav til performance samt standardkrav specificeret af ISO, som er gældende inden for fabriksautomatiserings- og andre industrielle applikationer.
De fleste producenter af pneumatik cylindre konstruerer cylindre med ensartede features, der opfylder eller overgår kundeforventninger til performance og kvalitet.
Ved materialevalg for en standard cylinder vælges ofte følgende materialer:
• Endegavle i aluminium
• Cylinderrør i aluminium som profil eller rundt rør med stagbolte
• Stempel i plast eller aluminium med magnet for aflastning af position
• Stempelstang i chromstål eller rustfrit stål
• Stempelstangsleje i plast eller metal eller en kombination
• Skrabering/-tætning i PUR eller andet tilsvarende materiale
Sådan vælger du en pneumatik cylinder
Når du har foretaget dimensionering af den ønskede cylinder ud fra alle de normalt kendte parametre som lufttryk til rådighed samt ønsket hastighed og cylinderkraft, skal du beregne de sidste data for at vælge den rette cylinder:
• Maks. teoretisk kraft (vælg en teoretisk kraft som er 50-100% større end den krævede kraft for at tage højde
for friktion m.m.). Husk, at der er forskel på, om cylinderen skal skubbe eller trække.
• Evt. sideværtsbelastninger af stempelstangen
• Afbremsning af bevægelse i slutposition
Normalt kan alle disse værdier aflæses eller beregnes ud fra oplysninger i producentens specifikationer. Til slut kommer vi til de parametre, som ofte glemmes, men som er vigtige for at få den optimale drift og levetid for pneumatik cylinderen:
• Temperatur
• Miljø
• Medie
Temperatur
For en standard cylinder anses grundlæggende temperaturspecifikationer ofte at være i området –20° til 80° C. Der findes dog applikationer, hvor der er andre temperaturkrav. Derfor har de fleste producenter af cylindre også varianter, hvor det ved hjælp af andre smøremidler og valg af specielle tætningsmaterialer er muligt at have cylindre for andre temperaturområder
• Lav temperatur –40° til 40° C
• Høj temperatur –10° til 150° C
Miljø
En cylinder anvendes i forskellige miljøer:
I helt tørre og ikke aggressive omgivelser
I dette miljø kan en cylinder, som ikke behøver at have overfladebeskyttede materialer, anvendes, og her vil en kromet stempelstang normalt være tilstrækkelig.
Fugtige omgivelser
Her bør du sikre dig, at alle udvendige materialer er overfladebehandlede og stempelstangen er af rustfrit materiale.
Atex omgivelser
Her er det vigtigt at vælge en cylinder og sensorer, som kan leveres med et certifikat på den krævede Atex godkendelse.
Levnedsmiddel produktion
Afhængig af i hvilken zone cylinderen skal anvendes, kan du vælge en udformning af cylinderen med et clean design – dog stadig med mulighed for at montere sensorer. Hvis der kræves en endnu mere rengøringsvenlig udførsel, anvendes en cylinder med et profilrør helt uden kanter og spor. Stempelstangen, skruer og monteringsbolte bør i denne situation være i rustfrit stål eller syrefast stål. Det anvendte smøremiddel i cylinderen skal være godkendt til anvendelse i levnedsmiddel-applikationer. Dette miljø stiller også store krav til stempelstangstætningen. Ved hyppige afvaskninger af stempelstangen i forbindelse med rengøring kan stempelstangen blive så tør, at den river og dermed ødelægger næsepakningen.
Derfor bør der vælges en pakningstype, som er selvsmørende og kan tåle at køre med helt tør stempelstang. Der kan også i dette miljø sætte sig aflejringer og materialer på stempelstangen, som ikke kan fjernes af standard skraberingen. De vil, når stempelstangen bevæger sig, rive eller skære spor i tætningen. Disse aflejringer kan f.eks. være sukker, salt og iskrystaller.
Problemet forekommer også i Atex og fugtige omgivelser såvel som tørre og ikke aggressive omgivelser, hvor aflejringer kan være harpiks, asfalt, cement m.m.
For at eliminere dette problem har flere producenter mulighed for at montere en metal skrabering sammen med stempelstangspakningen. Dette kræver dog som regel en hårdforkromet rustfri stempelstang for at undgå rivninger.
Medie
Normalt er en pneumatik cylinder, som navnet antyder, beregnet til at køre med trykluft; tør, filtreret trykluft i henhold til ISO 8573-1 klasse 3.4.3, maks.10 bar. For at eliminere nogle af svaghederne ved trykluft (komprimering, nøjagtighed, jævn drift) kan producenten ved at ændre materialer konstruere en lavtryks hydraulik cylinder og i stedet anvende hydraulikolie som drivmiddel.
Forøg din cylinders levetid
Hvis du følger ovenstående anvisninger, når du skal vælge cylinder, vil du kunne forøge cylinderens levetid betydeligt – også i de situationer, hvor cylinderen anvendes i specielle applikationer og miljøer.
