Eine Einführung in den Luftzylinder-Aktuator

Was ist ein Luftzylinder-Aktuator?

Zunächst müssen wir wissen, was ein Stellantrieb ist und wie er funktioniert. Aktuatoren sind Kernkomponenten einer Vielzahl von Maschinen, die den Mechanismus oder das System antreiben und regulieren können, z. B. das Öffnen eines Ventils. Alle Arten von Aktoren benötigen Signale oder Anweisungen und auch die Energiequelle. Zu den typischen Energiequellen von Aktuatoren gehören pneumatischer Druck, hydraulischer Druck und elektrische Ströme, während das Signal von menschlicher Kraft, hydraulischem Flüssigkeitsdruck, pneumatisch oder von einem softwarebasierten System stammen kann. Wenn ein Aktuator das Signal empfängt, reagiert das Gerät, indem es die Energie in die Antriebskraft eines festen mechanischen oder elektronischen Systems der Maschinen umwandelt. Die elektrischen, hydraulischen und pneumatischen Systeme mit Aktuatoren werden als Automatisierungs- oder automatisch gesteuerte Systeme bezeichnet. Die Geräte können in Treibern in industriellen Fertigungsmaschinen, Druckertreibern, Robotersteuerungssystemen usw. verwendet werden.

Der Luftzylinderaktuator ist auch als pneumatischer Aktuator oder pneumatischer Steuerventilaktuator bekannt. Druckluftzylinder-Aktuatoren sind so konzipiert, dass sie Energie in Form von Druckluft in Bewegung umwandeln, um Aufgaben oder den Betrieb in verschiedenen Maschinen auszuführen. Abhängig von den Typen des Luftzylinderaktuators können die mechanischen Bewegungen Linear- oder Drehbewegungen sein. Luftzylinder-Aktuatoren arbeiten sauber, da das Arbeitsmedium Gas ist, und dies eliminiert auch das Risiko des Austretens von Flüssigkeiten, die die Ausrüstung und die Umgebung kontaminieren könnten. Es gibt eine Vielzahl von Luftzylinderaktuatoren, darunter Membranzylinder, stangenlose Zylinder, Zylinder mit durchgehender Stange und Teleskopzylinder.

Einfachwirkend und Doppelwirkend

Luftzylinder in diesen pneumatischen Stellantrieben können in zwei Klassen eingeteilt werden:einfachwirkende Ausführung und doppeltwirkende Ausführung.

Einfachwirkende Druckluftzylinder haben nur einen Anschluss, der Druckluft in den Zylinder leitet und den Kolben in die richtige Richtung bewegt Position. Diese Art von Luftzylinder verwendet eine interne Feder oder nutzt nur die Schwerkraft, um den Kolben in die ursprüngliche Position zurückzubringen, wenn der Druck entfernt wird. Einfachwirkende Ausführungen eignen sich für Anwendungen, die nur in eine Richtung arbeiten, z. B. Heben, Drücken.

Doppeltwirkende Luftzylinder hingegen haben an jedem Ende jeweils zwei Anschlüsse. Der ausgefahrene Anschluss und der Einfahranschluss, die Hochdruck aufnehmen, können die Position des Kolbens verändern. Obwohl die Anordnung mehr Energie verbraucht als die einfachwirkende Ausführung, wird die doppeltwirkende Ausführung häufiger verwendet und ist vielseitiger, da sie für die Bewegung von Lasten in beide Richtungen wie das Öffnen und Schließen einer Einheit verfügbar ist. Eine detailliertere Struktur der Anschlüsse und des Kolbens wird später besprochen.

Konstruktion eines Luftzylinderaktuators

Luftzylinder-Aktuatoren oder pneumatische Aktuatoren bestehen im Allgemeinen aus dem Aktuatorkörper und Kolben oder Membranen im Inneren des Körpers, um die Antriebskraft aufzubauen. Die gängigste Art von Luftzylinderaktuatoren hat einen Kolben und eine Stange, die in einem geschlossenen System arbeiten. Luftzylinder-Aktuatoren werden üblicherweise am Ende verschiedener Fluidkraftsysteme montiert.

Die vorgeschalteten Elemente des Stellantriebs übernehmen die sichtbaren, beweglichen Aufgaben, darunter Kompressoren, Öler, Filtereinheiten, Druckregler, Regelventile und Durchflussregeleinheiten. Das gesamte System ist typischerweise durch eine Reihe von Schläuchen oder Rohrleitungen verbunden, die je nach Verwendung entweder flexibel oder starr sind. Es gibt eine große Auswahl an Strukturen und Materialien, um den zunehmenden Anwendungen und Bedienerpräferenzen von heute gerecht zu werden.

● Aktuatorkörper:

Zu den typischen Materialien, aus denen der Aktorkörper besteht, gehören Stahl, Edelstahl, Aluminium und auch Polymere. Die Konstruktion ist in einigen Fällen nicht reparierbar. In den meisten Anwendungen wird der Körper des Luftzylinder-Aktuators mit einem Stützrahmen montiert, das Ende der Stange wird an den beweglichen Einheiten der Maschinen befestigt.

● Kolben/Membran:

Die Kolben sind dafür verantwortlich, die Luft im oberen Teil des Luftzylinders zu halten, anschließend zwingt der Luftdruck die Membran oder den Kolben, die Ventilsteuereinheiten zu regulieren, um die Aufgaben auszuführen. Die Steuerventile sind auch erforderlich, um die Druckluft in den ausgefahrenen Anschluss zu leiten oder den Einfahranschluss im Luftzylinder zu öffnen. Der Unterschied des Luftdrucks zwischen zwei Seiten der Membran oder des Kolbens erzeugt die Kraft, die die Druckunterschiede aufgrund der Kolbenfläche multipliziert. Wenn die Kraft größer als die Last ist, können der Kolben und die Stange ausgefahren werden, um die Bewegung und den Betrieb von Maschinen zu betätigen. Im Gegensatz dazu zieht sich das pneumatische Zylindersystem zurück in die Ausgangsposition, wenn es die Druckluft zum Einfahranschluss leitet und den ausgefahrenen Anschluss freigibt.