Обзор компактных цилиндров: серии 31 и 32

Компактный цилиндр берут, когда усилие нужно прежнее, а места по оси привода нет. В каталоге таких позиций 2201 — один из самых объёмных разделов среди штоковых приводов. Разберём, за счёт чего конструкция становится короче, что она при этом теряет и как читать характеристики раздела компактных пневмоцилиндров.

За счёт чего цилиндр становится компактным

Работает компактный привод так же, как любой другой: воздух подаётся в полость, давит на поршень, поршень через шток передаёт усилие механизму. Важный момент — усилие зависит от давления и площади поршня и никак не зависит от длины корпуса. На этом и построена вся идея: диаметр сохраняем, из длины убираем всё, что можно.

Убирают обычно три вещи. Крышки не стягивают с гильзой шпильками, а выполняют заодно с корпусом-профилем. Демпфирующие камеры укорачивают. Направляющую втулку штока встраивают в переднюю крышку, а не наращивают отдельным узлом. В карточке товара это видно по строке «тип конструкции»: у подавляющего большинства позиций указан компактный профиль, реже — компактные немагнитные исполнения и закатные корпуса с фланцевым креплением.

Размеры таких приводов нормирует стандарт ISO 21287: он задаёт присоединительные и габаритные размеры, поэтому привод одного типоразмера меняется без переделки кронштейнов и оснастки. Приводы классической компоновки собраны в соседнем разделе стандартных пневмоцилиндров — они длиннее, зато перекрывают куда более широкий ряд ходов.

Диапазоны, в которых работает раздел

Отсюда главное ограничение — короткий ход. Если механизму нужно 300–400 мм перемещения, компактная компоновка смысл теряет: выигрыш в длине корпуса перестаёт быть заметным на фоне самого хода.

Усилие считается элементарно: площадь поршня умножить на рабочее давление. Для диаметра 32 мм площадь около 8 см², при 6 бар это порядка 480 Н в толкающем направлении. Оценка идеализированная: реальное усилие меньше на трение уплотнений, а при обратном ходе от площади поршня надо вычесть площадь штока. Отсюда правило — закладывайте запас, а не подбирайте привод впритык к расчёту.

Серии 31 и 32

Основная часть позиций раздела приходится на две серии — 31 и 32, единично встречаются приводы серий 14 и 24. Обе линейки построены по одному принципу: цельный профильный корпус, внутренняя резьба присоединения, посадочные места под датчики положения.

Типичные представители: Камоцци 31F3A032A020, Камоцци 31R2A020A015 и Камоцци 32M2A080A015. Типоразмерные ряды, схемы креплений и перечни принадлежностей удобнее смотреть в сводных документах — Техническая информация по Camozzi (серия 31) и Техническая информация по Camozzi (серия 32).

Уплотнения, шток и требования к воздуху

Ресурс привода определяет не корпус, а уплотнение. В разделе преобладает полиуретан (PU), отдельные исполнения идут с FKM (фторкаучук) и NBR (бутадиен-нитрильный каучук) — их берут, когда условия отличаются от обычных цеховых. Шток выполняется из стали AISI 420B либо из нержавеющей стали, в том числе AISI 303: нержавеющее исполнение имеет смысл там, где привод регулярно моют.

По рабочей среде указано очищенный воздух без необходимости маслораспыления по ISO 8573-1:2010 [7:4:4]. Практический смысл: привод смазан на весь срок службы, добавлять масло не нужно, но воздух обязан быть отфильтрован и осушен. Абразивная пыль и конденсат изнашивают уплотнение и зеркало гильзы за считанные месяцы.

Демпфирование, датчики и тип действия

• Демпфирование. Почти у всех позиций нерегулируемое, на упругих прокладках: удар в конце хода оно гасит, но под массу нагрузки не настраивается. Есть исполнения вовсе без демпфирования и единичные — с регулируемым пневматическим.
• Определение позиции. Большинство приводов рассчитаны на датчики положения: в корпусе пазы, в поршне магнитное кольцо. У части позиций определение позиции отсутствует — это немагнитные исполнения, датчик к ним не пристроить.
• Тип действия. Основной вариант двусторонний; односторонние толкающие с возвратом пружиной проще в обвязке, но дают меньшее усилие и фиксированный ход.
• Тип штока. Обычно односторонний. Двусторонний берут, когда нужно повесить упор или датчик сзади либо выровнять усилие в обе стороны.

Когда компактный привод не подойдёт

Ситуаций три. Боковая нагрузка на шток: направляющая втулка здесь короткая, радиальное усилие привод терпит плохо — нужны приводы с направляющими. Большой ход — свыше 200 мм в разделе просто нечего выбрать. И тяжёлая нагрузка на высокой скорости: нерегулируемого демпфирования на неё не хватит, потребуются внешние амортизаторы.

Порядок подбора

1. Определите требуемое усилие и добавьте запас — привод не должен работать на пределе.
2. Возьмите реальное давление в точке подключения (не номинал компрессора) и посчитайте от него диаметр поршня.
3. Проверьте ход: больше 200 мм — компактная компоновка не подходит.
4. Выберите тип действия и тип штока по кинематике механизма.
5. Нужны датчики — берите магнитное исполнение сразу, дооснастить немагнитный привод не выйдет.
6. Согласуйте присоединение с фитингами линии и уточните схему крепления по документации серии.