IL CILINDRO PNEUMATICO 1 IL CILINDRO PNEUMATICO NATHALIE SACCO COMIS 3^SM 2019/2020 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. IL CILINDRO PNEUMATICO NATHALIE SACCO COMIS 3^SM 2019/2020 2 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 IL CILINDRO PNEUMATICO NATHALIE SACCO COMIS 3^SM 2019/2020 3 I cilindri possono essere suddivisi: 1. 2. A SINGOLO EFFETTO A DOPPIO EFFETTO differenziale IL CILINDRO PNEUMATICO a stelo passante cilindro a membrana a pistone tuffante in tandem a più posizioni NATHALIE SACCO COMIS 3^SM 2019/2020 telescopico rotante 4 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. IL CILINDRO PNEUMATICO NATHALIE SACCO COMIS 3^SM 2019/2020 5 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 IL CILINDRO PNEUMATICO NATHALIE SACCO COMIS 3^SM 2019/2020 6 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. IL CILINDRO PNEUMATICO NATHALIE SACCO COMIS 3^SM 2019/2020 7 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 IL CILINDRO PNEUMATICO USCITA DELLO STELO NATHALIE SACCO COMIS 3^SM 2019/2020 8 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. IL CILINDRO PNEUMATICO NATHALIE SACCO COMIS 3^SM 2019/2020 9 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. IL CILINDRO PNEUMATICO NATHALIE SACCO COMIS 3^SM 2019/2020 10 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 IL CILINDRO PNEUMATICO NATHALIE SACCO COMIS 3^SM 2019/2020 11 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 1 ARIA IN USCITA 2 2 2 IL CILINDRO PNEUMATICO NATHALIE SACCO COMIS 3^SM 2019/2020 1 12
