hidrolik silindirler
TRANSCRIPT
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