Co to jest cylinder pneumatyczny?

Cylinder pneumatyczny jest rodzajem urządzenia służącego do generowania siły z energii gazu pod ciśnieniem. Podstawowy cylinder pneumatyczny składa się z cylindrycznej komory z ruchomym tłokiem oraz kanałów wlotowych i wylotowych. Gdy sprężone powietrze lub inny gaz jest pompowany do dna cylindra, gaz rozszerza się, popychając ruchomy tłok w górę i wytwarzając siłę. Cylindry pneumatyczne, znane również jako cylindry powietrzne, w niektórych przypadkach mają przewagę nad hydrauliką i są stosowane w wielu różnych zastosowaniach.

Aby uruchomić cylinder, należy najpierw sprężić gaz, taki jak powietrze. Można to zrobić za pomocą pompy. Ponieważ powietrze zwykle istnieje pod ciśnieniem atmosferycznym, pompy są używane do wtłaczania pewnej objętości powietrza do mniejszej przestrzeni, powodując wzrost jego ciśnienia powyżej poziomu atmosferycznego. Powietrze pod ciśnieniem magazynuje energię zużytą do jego sprężania. Gdy pozwolą się rozszerzyć, powietrze będzie miało tendencję do obniżania ciśnienia do pierwotnego ciśnienia atmosferycznego.

Siłownik pneumatyczny działa w oparciu o tę zasadę. Powietrze jest sprężane, a następnie kierowane do cylindrycznej komory pod ruchomym tłokiem. Sprężone powietrze wywiera siłę na podstawę tłoka, powodując, że tłok przesuwa się w górę przez wydrążony cylinder. Pręt rozciąga się od podstawy tłoka do góry cylindra. Gdy sprężone powietrze rozpręża się w danej przestrzeni i przesuwa tłok w górę, pręt ten również porusza się, zapewniając sposób poruszania innymi elementami mechanicznymi.

Położenie tłoka w cylindrze pneumatycznym jest kontrolowane przez zawór, który kieruje sprężone powietrze do górnej lub dolnej części cylindra. Gdy koniec tłoczyska lub góra cylindra zostanie napełniona powietrzem pod ciśnieniem, tłok porusza się w dół, a powietrze pod tłokiem jest odprowadzane przez rurę wydechową. Powietrze pod ciśnieniem wchodzące do podstawy przesuwa tłok w górę, a powietrze nad tłokiem jest odprowadzane. System ten pozwala na wielokrotną pracę cylindra w celu wytworzenia siły.

Układy pneumatyczne mają kilka zalet w porównaniu z hydrauliką, które wykorzystują wodę lub inny płyn do generowania ruchu mechanicznego. Powietrze wywiewane z siłownika pneumatycznego może być uwalniane do otaczającego powietrza bez obaw o środowisko. Powietrze jest łatwe do uzyskania i pod ciśnieniem. Ponadto wycieki nie stanowią problemu w układach pneumatycznych. Wady pneumatyki obejmują konieczność działania takich systemów pod wysokim ciśnieniem, co może być niebezpieczne, a także konieczność utrzymywania czystości i filtrowania powietrza.

Kilka znanych urządzeń mechanicznych wykorzystuje pneumatykę. Pistolety do gwoździ, stosowane w budownictwie do wbijania gwoździ w drewno lub beton, czerpią siłę z jednego lub więcej cylindrów pneumatycznych. Inne przykłady obejmują pompy rowerowe i hamulce pneumatyczne stosowane w autobusach i ciężarówkach. Oprócz zastosowań konsumenckich cylindry pneumatyczne są również szeroko stosowane w warunkach przemysłowych, takich jak zakłady pakujące i warsztaty maszynowe.