cilindro pneumatico

IL CILINDRO PNEUMATICO
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ATTUATORI PNEUMATICI
In generale gli attuatori sono gli organi finali di un sistema automatico e servono per eseguire
le decisioni prese dal sistema di comando.
Essi trasformano un’energia in lavoro meccanico.
Quest’energia può essere:
1.
elettrica  motori elettrici
2.
di pressione di un fluido
•
pressione di un liquido attuatori idraulici o oleodinamici
•
pressione di un gas  attuatori pneumatici
Gli attuatori pneumatici si dividono in due categorie: i cilindri ed i motori.
I primi eseguono movimenti alternativi rettilinei (cilindrici) e di ampiezza limitata, mentre i
secondi eseguono rotazioni continue.
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IL CILINDRO PNEUMATICO
I cilindri pneumatici sono per definizione dispositivi meccanici azionati ad aria compressa.
Realizzano spostamenti lineari, suddivisi in corse di spinta e di tiro (trazione), l’energia fornita
dall’aria compressa viene trasformata in lavoro meccanico (forza di spostamento e di
schiacciamento).
La forza di spostamento è direttamente proporzionale:

all’area di spinta (superficie del pistone)

alla pressione esercitata su di esso.
PISTONE
CORPO
STELO
FORO DI USCITA/ENTRATA
FORO DI ENTRATA/USCITA
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I cilindri possono essere suddivisi:
1.
2.
A SINGOLO EFFETTO 
A DOPPIO EFFETTO 
differenziale
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a stelo
passante
cilindro a
membrana
a pistone
tuffante
in tandem
a più posizioni
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telescopico
rotante
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CILINDRO A SINGOLO EFFETTO
Il cilindro a singolo effetto può essere governato in una sola direzione (generalmente l'effetto
ottenibile è solo quello di allungamento) e per garantirne il ritorno nella posizione originaria, il
pistone viene respinto da una molla integrata nel sistema.
FUNZIONAMENTO
Per far funzionare il cilindro si introduce l’aria, attraverso il foro d’attacco presente sulla testata.
L’aria introdotta esercita una pressione sulla superficie del pistone producendo una forza
che, quando è maggiore degli attriti e delle forze esercitate dalla molla e dal carico, fa
uscire lo stelo.
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Possono funzionare, secondo il loro montaggio:
› in spinta (posizione di riposo asta-pistone tutta dentro), quindi funzione di lavoro con
la fuoriuscita dell’asta. Il ritorno, in questo caso senza funzione di lavoro, avviene
tramite la molla di richiamo installata oppure tramite forze esterne che agiscono
sull’asta.
›
in tiro/trazione (posizione di riposo asta-pistone tutta fuori, funzione di lavoro col
rientro dell’asta)
RITORNO CON MOLLA
 LAVORO
in SPINTA
RITORNO CON MOLLA
 LAVORO
in TRAZIONE
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ESEMPI DI CILINDRI A SEMPLICE EFFETTO
CILINDRO A MEMBRANA
Il cilindro a membrana funziona con una membrana di separazione in metallo, gomma dura
o materiale plastico, collegata alle pareti delle testate. La pressione dell’aria spinge la
membrana che garantisce una forza di spostamento limitata a piccole corse (max: 300mm).
Il ritorno del pistone è assicurato da una molla e nel caso di corse brevi dall'elasticità della
stessa membrana.
NB: Screpolature oppure tagli,
mettono la membrana
rapidamente fuori uso, perché il
materiale flessibile è soggetto a
carichi elevati durante ogni
singola corsa.
Possono divenire pericolosi anche
trucioli che si infiltrano nella
custodia.
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CILINDRO A PISTONE TUFFANTE
L’uso del cilindro con asta e pistone, a differenza del cilindro a membrana, è largamente
diffuso in applicazioni pneumatiche.
Esso può essere anche in esecuzione fusa (lega leggera), dove la testata posteriore forma
un unico pezzo con la camicia del cilindro.
Il cilindro a tuffante ha la caratteristica di avere il pistone e lo stelo dello stesso diametro.
FUNZIONAMENTO
Per far funzionare il cilindro si introduce l’aria, attraverso il foro d’attacco (1) presente sulla
testata. L’aria introdotta esercita una pressione sulla superficie del pistone producendo una forza
(F) che fa uscire lo stelo.
F
1

ARIA
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
USCITA
DELLO STELO
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IL CILINDRO TELESCOPICO
Il cilindro telescopico, come dice la parola stessa, ha la prerogativa di garantire una corsa
molto lunga in uno spazio contenuto, che avviene tramite lo sfilamento in diversi stadi dello
stelo.
Con le frecce in giallo sono evidenziate le superfici interessate dal primo sfilamento.
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CILINDRO A DOPPIO EFFETTO
Nel pistone a doppio effetto l’aria determina sia l’entrata sia l’uscita dello stelo, quindi
questi cilindri si utilizzano per far lavorare lo stelo in entrambi i versi.
Vengono utilizzati per frequenze di lavoro molto elevate, per le quali l’eventuale
azione esercitata da una molla non fornirebbe la velocità di ritorno necessaria.
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COMPONENTI
10
0
9
Il cilindro a doppio effetto è formato da
una camicia o corpo [0] che è quasi
sempre un tubo di acciaio (o altri
materiali per usi specifici) senza
saldature.
La parte interna è levigata, oppure finita
con precisione.
3
2
1
7
È chiusa alle due estremità da due
testate [1 e 8], rispettivamente testata
anteriore e testata posteriore.
4
5
6
8
Su queste testate vi sono due fori [9 e
10] che servono per fare entrare e uscire
l’aria;
all’interno della camicia c’è un pistone composto da due parti [2] che contiene uno spazio
che può contenere anche un magnete [3].
Ci sono delle guarnizioni che fungono da paracolpi [4]
e delle guarnizioni di tenuta dell’aria dette ”a labbro” [5] che non permettono all’aria di
passare da una camera all’altra facendo così che il cilindro funzioni a dovere.
Troviamo una boccola di guida anteriore [6] e uno stelo [7] che è quello che svolge il lavoro
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FUNZIONAMENTO
In questo caso la corsa di uscita dello stelo si ottiene introducendo l’aria nella camera sinistra (a)
attraverso l’attacco 1, e collegando l’attacco 2 allo scarico; la corsa di rientro si ottiene, invece,
introducendo l’aria nella camera destra (b), attraverso l’attacco 2 e collegando lo scarico
all’attacco 1.
RITORNO
a
2
2
1
2
ARIA IN ENTRATA
 Spostamento del pistone
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ARIA IN USCITA
2
2
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