hidrolik silindirler

3. Silindirler

Temel Pnömatik

3.1 silindir çeşitleri

3. Silindirler

Temel Yapısı

1 2

3 4

5 6

7 8

9 10

11

12 13

14

1 Yastık contası 2 mıknatıs 3 yastık burcu 4 Eloksal kaplı silindir borusu 5 yatak burcu 6 boğaz keçesi 7 önde son kapak 8 ön port 9 manyetik sensör10 piston mili11 yataklama elemanı12 piston contası13 arka son kapak14 yastıklama vidası

Temel çizimler Pnömatik aktuatörlerin ebatları çok çeşitli olarak

yapılmıştır, tiplerine ve şekillerine göre aşağıdaki gibi sınıflandırılırlar;

Tek etkili yay geri dönüşlü ve geri dönüş yayı olmayanlar Çift etkililer

– Yastıklama olmadan ve sabit yastıklamalı– Yastık ayarı yapılabilenler– Mıknatıslı

Rodsuz Döner silindirler Sıkma/sıkıştırmalı Körüklüler

Tek etkili yay geri dönüşlü silindirler Tek etkili silindirlerin

stroğu yalnızca tek yöne doğru hareket eder.

Normalde içerde Normalde dışarda

Tek etkili yaysız silindirler Ağırlık veya bir dış

kuvvet tarafından mil geri dönüşünü tamamlar.

Çift etkili yastıksız silindirler Yastıksız silindirler yavaş hızda tam strok

yapmaya uygundur. Dış yastıklamayla en yüksek hızda hareket eder.

(darbe emici kullanımı gereklidir)

Sabit yastıklı tipler Silindir borusu küçük çaplı silindirlerde yastıklar

sabittir.

D/A yastık ayarlı olanlar Piston sonlarındaki yastıklama ekipmanı strok

sonunda hava yastıklaması yaparak pistonun yavaşlamasını sağlar.

Çift etkili magnetli silindirler Bir mıknatıs bandı pistonun çevresini kuşatarak

stroğun pozisyonunu göstermek için manyetik switchleri harekete geçirir.

Milsiz silindirler Ayarlanabilir yastıklı ve çift etkili modelleri mevcuttur

Açısal Aktuatör Max. 270 derece dönüşlü çift etkili ile

ayarlanabilir modelleri de mevcuttur

Rotary dişli piston Çift etkili dişli çubuklu piston Kramiyerli Tip

Çift etkili ve çift torklu Çift etkili ve Çift torklu

Sıkıştırmalı (Short stroke) silindir Normalde gövde içinde stroklu Tek Etkili

Sıkıştırmalı (Short stroke) silindir Çift milli Çift Etkili

Körükler Çeşitli çap ve ölçüleri mevcuttur

3.2 teorik silindir gücü

3. Silindirler

Silindir güç hesabı Teorik olarak silindirin itmesi (outstrok) ya da çekmesi

(instrok)çalışma basıncıyla pistonun etki alanının çarpımıyla hesaplanır.

İtmek için etkili alan silinidir borusunun bütün alanıdır ”D”. Çekmek için etkili alan piston rod çapının kesitle

küçültülmüşüdür “d”.

d D

Silindir güç hesabı Formülde, P bar ‘1 Newton’a dönüştürmek için 10’a

bölünmüştür ve herbirim milimetre karedir (1 bar = 0.1 N/mm2)

AçıklamaD = Milimetre olarak silindir boru çapıP = Bar cinsinden basınçF = Newton cinsinden çekme veya itme kuvveti

İtme F =D 2

4P10

Newton

Silindir güç hesabı F çekme gücü piston rodundaki alan kaybı yüzünden itme

gücünden az olacaktır.

AçıklamaD = Milimetre olarak silindir boru çapıd = Milimetre olarak piston rod çapıP = Bar cinsinden basınçF = Newton cinsinden çekme veya itme kuvveti

Çekme F =(D2

- d 2) P40

Newton

Silindir güç hesabı Örnek; 8 bar basıncında ve 50 mm çapında bir silindirin

itme ve çekme gücü;

1571 Newton

1319 Newton

İtme F = 502 . 840

Çekme F (502- 202). 840

=

=

=

Geri dönüş yay gücü Yaylı silindirler ile Tek etkili silindirlerin itme

veya çekme gücünün hesabı çift etkililere göre daha farklıdır. Yayın itme gücü, silindir ileri hareketinde karşı bir direnç oluşturacaktır. Teorik olarak gücü bulmak için bu çıkarılmalıdır.

İtme ve çekme gücü tablosu Tek Etkili Silindir güçlerinin tablosu

katalogdan bulunabilir. Burada gösterilmiş

değerler 6 bar basıncında verilmiştir.

Farklı bardaki basınçlar için, basınçla tablodaki itme gücünü çarpıp 6’ya bölerek bulunabilir

Sil. boru çapı mm

İtme N 6 bar

Min yayınÇekme gücü N

10 37 312 59 416 105 720 165 1425 258 2332 438 2740 699 3950 1102 4863 1760 6780 2892 86

100 4583 99

İtme ve çekme gücü tablosu Çift Etkilisilindir çapı mm (inches)

Piston rod çapı

mm (inches)

itme Nt 6 bar’da

Çekme Nt 6 bar’da

8 3 30 2510 4 47 3912 6 67 5016 6 120 10320 8 188 15825 10 294 24632 12 482 41440 16 753 633

44.45 (1.75) 16 931 81050 20 1178 98963 20 1870 1681

76.2 (3) 25 2736 244180 25 3015 2721

100 25 4712 4418125 32 7363 6881

152.4 (6) (1 1/2) 10944 10260160 40 12063 11309200 40 18849 18095250 50 29452 28274

304.8 (12) (2 1/4) 43779 42240320 63 48254 46384

355.6 (14) (2/14) 59588 58049

Çekme değeri pistonun diğer bölgesine göre daha düşüktür.

Burada gösterilmiş değerler 6 bar basıncında verilmiştir

Farklı bardaki basınçlar için, basınçla tablodaki itme gücünü çarpıp 6’ya bölerek bulunabilir

İtme Farklı çaplarda silindirin itme gücü izafi olarak

tahmin edildiğinde, çapın karesiyle itme gücünün arttığını hatırlatmak yararlı olabilir. Bir başka deyişle boru çapı 2 katına çıkarsa itme gücü 4 katına çıkar.

Bu iki dairede alan farkı 4 kattır

2d

d

Sıkıştırma (statik) uygulamaları Sıkıştırma uygulamasında güç, durdurma ve

basma işlemlerinde kullanılır. Farklı basınc uygulandığında piston üzerinden geçerek değişik güçler elde edilir. Teorik itme gücünde olacak olan kayıplar sadece sürtünme yüzünden olan kayıplardır.

Genel bir kural olarak sürtünme için %10 hesaba katılır. Bu küçük çaplı silindirler için daha çok ve büyük çaplı olanlar için daha az olabilir.

Hareketli (dinamik) Uygulamalar Çekme ve itme gücü dinamik uygulamaları da

içermektedir ve kendi içinde iki parçaya bölünmüştür.

Bir tanesi yükü hareket ettirmek için. Diğeri pistonun egsoz tarafı üzerinden havayı dışarı

atmak içindir. Daha hafif yüklü silindirler için, itme gücünün

çoğu egsoz basıncını püskürtmek için kullanılır. Genel bir prensip olarak, itme gücü tahmin

etmek gerektiğinde teorik itme gücünden %50 ile %75 arasında bir düşme yapılmalı.

Piston rod burkulması 1,2 & 3 durumunda mil ucu

sabit iki noktadan burkulmaya maruz kalarak boğaz keçesinin aşınmasına sebep olacaktır.

4,5 & 6 silindir tek noktadan sabitlendiğinden

7 özel durum 8 özel durum

l

l

5

1

3

2

4

6

7

8

l

l

l

l l

l

Piston rod burkulması Maksimum strok

uzunluklarını gösteren tablo mm cinsindendir

Güvenlik katsayısı 5 alınmıştır.

konum 4,5,6

konum 7

16

2

8032 2 1000 450 960 1100 6 860 390 530 61010 650 290 390 45016 500 210 290 340

8040 2 1200 500 1370 15806 1200 500 760 880

10 950 430 570 66016 730 320 430 500

silindirBar

konum 1,2,3

Konum 8

8050 2 1300 450 1740 19906 1300 450 960 111010 1100 450 720 840

920 410 550 6408063 2 1300 500 1360 1550

6 1200 500 750 86010 920 410 560 64016 700 300 420 490

8080 2 1600 600 1680 19306 1500 600 920 106010 1100 510 690 80016 880 380 520 600

8100 1500 600 1320 15006 1100 530 710 81010 890 380 520 60016 670 280 390 450

case 4,5,6

case 7

SilindirBar

case 1,2,3

case 8

3.3 silindir yardımcı ekipmanları

3. Silindirler

Hız Kontrol Silindirin maksimum doğal hızı aşağıdakilerle

belirlenmiştir : Silindir boru çapı büyüklüğü Port büyüklüğü Giriş ve çıkış valf akışı, hava basıncı, hortum uzunlukları ve çapları, Silindirin çalışmasına karşı gelen yük

Hız kontrol Doğal hızı arttırma ya da

azaltma imkanı vardır. Normalde en küçük valf

silindirin hızını azaltır. En büyük valf silindir

hızını arttırabilir. Silindir portlarındaki

aralık sınırlamada etken olacaktır.

Sınırlanmış aralık

Sınırlanmamış aralık

Hız kontrol İlk önce bir valf, silindir, basınç ve yük seçilir, hız

kontrolunun ayarlanabilmesi akış regülatörüyle etkilidir. Hız, egsoz olan hava akımının kontrol edilmesiyle

düzenlenebilir. Ön portttaki hız ayar regulatorü ileri strok çıkış hızını kontrol

eder, arka porttaki regülatör geri strok hızını kontrol eder.

Basınç / Hız grafiği Akış regülatörü ile sabitlenmiş yastıklamalı silindir tipinin

strok boyunca hız ve basınç hareketi.

00

2

4

6

8

10

Zaman

Vm / sbar

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

0işlem baslangıcı

işlem sonu Valf başlangıcı

Hiz

P1

P2

P1 basıncı pistonu öne doğru sürer

P2 pistonun arka tarafindaki geri basınç

Yuk

Sürtünme ve yüke karşı hız koruma farkı.

Hat tipi akış regülatörü Tek yönlü ayarlanabilir akış regülatörü monte edilmiştir.

Akışı tek yönde serbest bırakır Diğer yöndeki akış aralığı ayarlanabilir

Silindir üstü akış regülatörü Silindir portu içine

doğrudan sabitlenmiş tipte, yani ayarlama yeri silindir portundaki yerdir.

Hızı arttırma Bazı uyguIamalarda

çabuk egsozlu bir valf kullanıldığında hız %50 artabilir.

Çalıştırıldığında, hava silindirin önünden çabuk egsozlu valf sayesinde doğrudan boşaltılır.

Yastıklamalı silindirde daha az etkili olacaktır.

Çabuk egsoz valfi Hava, kontrol valfinden gelip popet ağızlı contayı yukarı

doğru iterek silindir içine akar. Kontrol valfi çalıştırıldığında valfdeki basıncın düşerek

popet contasını ayırmak için açılmasına izin verir. Silindirdeki hava geniş egsoz portu ve susturucunun icinden

geçerek dışarı atılır.

1

2

1

2 1

2

3.4 silindir iç parçaları

3. Silindirler

Contalar Çift etkili yastık ayarlı bir silindirin içindeki

contaların tanımı.

1 2 3 4 5 61 Yastık vida contası2 Yastık contası

4 Piston Keçesi5 Silindirik conta6 Piston rod contası (boğaz keçesi)

3 Aşınma yüzüğü

‘O' ring piston contaları ‘O'-ring, piston contası,

yuva içersinde rahat hareket eder. Dış çapıyla silindir iç çapına temas eder. Basınc uygulandığında ‘O'-ring silindir duvarı ve pistonun dış çapı arasındaki boşlukta yanlara ve dışarıya doğru itilip sızdırmazlığı sağlar.

Cup seals(Nutring) Orta ve geniş çaplı

silindirlerde kullanılır. Conta sadece tek

yöndedir. Tek etkililer için bir tane Çift etkililer için iki tane İç sürtünmeyi azaltmak

için düşük açıda dizayn edilir.

Z Ring Çok küçük çaplı silidirlerde

piston contası için kullanılır.

Contalar her iki yöndedir. Az yer kaplar Düşük açıda hareket

sağlayan hafif açılı yay gibi Z seklinde hareket eder.

‘O' Ring silindirik contalar Bunlar statik

contalardır ve kanal olan yerlere yerleştirilip sızdırmazlığı sağlar.

İki farklı şekilde bağlantı mevcuttur.

Yastıklama contaları Bu contalar milin iki yana

yalpalanmasını önler. Bir yüzeyde yastıklama

yapıldığında iç çapı üzerinde havayı tıkar

Piston dışarıya doğru hareket ettirildiğinde diğer tarafın içindeki kanallarda ve dış çap etrafındaki hava serbestçe akar.

Piston rod keçesi Tek parça keçe ile

basıncın dışarı kaçmasını önler ve aynı zamanda sıyırıcı keçe görevi de yapar.

Contanın dış gövdesi yataklama vazifesi görür.

Temizleme işlemi dış strok yapıldığında rod üzerindeki aşındırıcı parçaları temizleyip yok eder.

Piston rod körükleri Özel silici kazıyıcı contlara alternatif olarak kullanılır. Bağlantı ve montaj için silindirin standart piston

boyundan biraz daha uzun olması gereklidir. Dış etkenler tarafindan piston rodunun çizilmesi ya da

aşınması muhtemel yerlerde kullanılır.

Aşınma yüzüğü Aşınma yüzüğü piston

etrafına yerleştirilmiş açık bir banttır.

Sert plastik maddeden üretilmiştir.

Silindir iç cidarını pistondan gelecek aşınmalardan korur.

3.5 silindirlerde yastıklama prensibi

3. Silindirler

Ayarlanabilir Yastıklama Piston hızla sola doğru hareket ediyor. Hava contanın ortasındaki merkezden geçiyor.

Ayarlanabilir Yastıklama Yastıklama keçesi sola dogru itilmiştir ve contalar onun sol

tarafındaki uca ve iç çapına karşı hareket eder. Hava sadece yastıklama vidasından geçerek çıkabilir. cidara ve

piston yastıklarına basınç uygular.

Ayarlanabilir Yastıklama Vida pistonun hız ayarını yapar, mil ve yük son kapağa

doğru yavaşça durur.

Ayarlanabilir Yastıklama Yastıklama keçesi üzerindeki tek yönlü kanallar sayesinde

piston ileri hareketini rahatça gerçekleştirir.

Ayarlanabilir Yastıklama Piston yastıklama vidası ayarıyla havanın sıkıştırlmadığı

diğer yöne doğru çalıştırılır.

3.6 diğer silindir çeşitleri

3. Silindirler

Mikro silindirler Çapları 2.5 mm ve 6 mm çapında olan küçük tek etkili

silindirlerdir Hassas üretim ve minyatür montajlarda hassas verimlilik

için kullanılır Çalışma basınç aralığı 2.5-7 bar

Yuvarlak silindirler Düşük maliyetli 8-63mm çapında orta ve küçük

büyüklükteki silindirlerdir. Silindirlerin yuvarlak borusu ve sondaki kapakların pres ile

birleştirilmesi çalışma basıncını düşürür. Çalışma basınç aralığı 1-10 bar

Kompakt silindirler 12 - 40 mm Tek ve çift etkili versiyonları mevcuttur. Magnetik olmayan ve magnetik tipleri mevcuttur. Basınç aralığı 1-10 bar

Küçük çaplı ISO silindirler ISO silindirleri 10-25 mm çap aralığında tek etkili ve çift

etkili olarak yuvarlak silindirik yapıda olanlardır. 1-10 bar arası yağlı veya yağsız hava ile çalışır.

Kompakt silindirler 50 - 63 mm 50-63mm

çaplarındaki bu silindirler küçük pres işlemini gerçekleştirir

ISO / VDMA silindirler ISO ve VDMA ebatlarına uygun bağlantı seçenekleri

mevcuttur. Hafif profil borudan, tek parçalı rod bağlantısı olan

manyetik ve manyetik olmayan tipteki çift etkili olarak imal edilen silindirlerdir.

Çap aralığı 32mm’den 125mm’ye kadar çıkar.

ISO / VDMA Çift etkili dıştan mil bağlantısı olan bu silindirlerde

125mm’den 320mm’ye kadar çaplar mevcuttur Manyetik versiyonu 200mm çapına kadardır, magnetsiz

bütün boylarda mevcuttur 1-16 bar (200mm’ye kadar) 1-10 bar (250-320mm).

Inch silindirler Şağlam ve aşınması zor modeller, 2“-12" çaplarında

mevcuttur Büyük çaptaki mili burkulmalara karşı yüksek dayanım

sağlar Derin madenlerde calışır, Taş ocakları, Çelik yapılar,

dökümhaneler ve diğer zor şartlar ona uygundur.

Dönmez milli silindirler ISO 32-100mm çapındaki silindirlerde dönmez piston mili

kullanılabilir.

Hafif momentlere karşı koyabilir.

Dönmez milli silindirler Mil uzerindeki H yataklar

Kızaklı ya da rulmanlı olabilir

Ağır yüklere karşı en büyük desteği dönmez miller sağlar

Kilitleme ve frenleme Havanın yanlış bir

hareketinde güvenliği sağlama,

Herhangi bir strok uzunlugunda bir yükü tutup durdurma, amaçlı kullanılırlar.

32-125mm çapındaki ISO silindirlere uygun olarak yapılmış üniteler üzerine ek olarak monte edilir.

Çift milli silindirler Pistonun etki alanı her iki tarafta da aynıdır. Mil iki taraflı

çalıştırılır.

Farklı stroklu silindirler

Çok pozisyonlu hareket bu sayede gerçekleştirilir

1 2 3 4

Tandem silindirleri Normal bir silindire oranla iki kat daha fazla itme ve çekme

gücü sağlar Geniş çaplı silindirle aynı gücü sağlamasına rağmen boyu

daha uzundur. Amaç çaptan kazanç sağlamaktır.

3.7 silindir bağlantı ekipmanları

3. Silindirler

Montaj parçaları

A AK B C D D2

F G L M R S

SS SW UF UH UL UR

US NUT

Sağlam Bağlantılar

B Arka flanş

G Ön flanş

C Ayak bağlantısı

A civata bağlantı

Açılı Hareketli Bağlantılar

D Arka Klevis H göbek eklem R Arka eklem

F çatal L Arka eklem yer UF küre göz

M Ön eklem yer UR Arka eklem

Taraflı yük 1

Piston roduna desteksiz bir yük koyulması sakıncalıdır.

Yüke yatak üzerinde ya da tekerlekli kılavuzlarla mümkün olduğu kadar destek olunmalı.

Taraflı yük 2 Uzun stroklu bir silindirin piston rodunun eğilme momenti

yüksektir. Rod sonunu tekerlekli bir raya asmak mümkün olabilir.

Yüklü taraf 3 Silindirin paralelliğinin bozukluğu, mili ve yükü

zorlayarak silindire zarar verebilir. Ön çatal bağlantı ile bu zarar giderilebilir.

Yüklü taraf 4 Milin taşıdığı yüke dikkat

edilmeli Gerekli yataklamalar

gerekirse dışardan yapılmalı

Yüklü taraf 5 Arka eklem bağlantılı silindirlerde tüm ağırlık silindir ön

boğazına biner. Göbek eklem kullanılarak açısal hareketten doğacak

zararlar azaltılır.

3.8 milsiz silindirler

3. Silindirler

Çalışma prensibi

Fermuar şeklinde çalışan bu silindir keçelerinden;

İçteki: havayı silindir içerisinde tutar.

Dıştaki: iç keçeyi dış etkenlerden korur

Çalışma prensibi Sızdırmaz band kordonları piston içerisinde strok

olarak hareket eder. Yastıklar ayarlanabilir Hava bağlantısı aynı taraftan gerçekleştirilmiştir.

LINTRA® milsiz silindir Kağıt imalat sektöründe

kulanılan kelebek bıçak uygulaması gösterilmiştir.

Uygulama normal bir silindirle gerçekleştirilmek istenirse 2 kat fazla alan gerekli olacaktır.

LINTRA® milsiz silindir Sınırlandırılmış yerlerde

kaldırma yapma amaçlı. Yine normal bir silindiri

bu uygulamada düşünecek olursak sistem tasarımının 2 kat büyük olması gerektiği göz önüne alınmalıdır.

LINTRA® milsiz silindir Sıkıştırılmış alüminyum

alaşımlı silindir muhaza ile tek parça yataklı mil

Çift yönlü yoke 16 ile 80mm çap 8.5 m strok Ayarlanabilir yastıklama Manyetik piston seçeneği Sensör bağlantısı için

kanal

Yük bağlantı çeşitleri İçten milli yokeler hafif

yükteki uygulamalar içindir