[016A] Dwustronnego działania z jednostronnym tłoczyskiem

1. OPIS PRODUKTU CPP PREMA (około 1000 słów)

Siłowniki pneumatyczne ISO15552/ISO6431 z serii SSI Szpilkowe D32–D320 016A016A016A, produkowane przez CPP PREMA, należą do grupy urządzeń przemysłowych zaprojektowanych tak, aby sprostać wysokim wymaganiom automatyki i robotyki. Ich konstrukcja – oparta na normach ISO 15552 (dawniej ISO 6431) – gwarantuje pełną zamienność akcesoriów i ujednolicone wymiary montażowe, co przekłada się na łatwą integrację w liniach produkcyjnych. Wariant dwustronnego działania z jednostronnym tłoczyskiem oznacza, że sprężone powietrze może napędzać tłok w obu kierunkach, ale samo tłoczysko wyprowadzone jest tylko z jednej strony siłownika. W efekcie otrzymujemy napęd cechujący się dużą siłą, wytrzymałością i precyzją, przy zachowaniu relatywnie kompaktowego formatu.

Czym wyróżnia się seria SSI [016A]?

1. Konstrukcja szpilkowa (tie-rod): Cztery pręty gwintowane, zwane szpilkami, spinają przednią i tylną pokrywę siłownika. Rozwiązanie to zapewnia dużą stabilność, pozwala na łatwą konserwację (wystarczy odkręcić szpilki, by wymienić uszczelnienia) i lepsze rozłożenie sił przy większych średnicach.

2. Zgodność z ISO 15552/ISO 6431: Każdy wymiar – od rozstawu otworów montażowych po rodzaj gwintu w pokrywach – spełnia międzynarodowe normy, dzięki czemu siłownik można szybko dopasować do już istniejących instalacji lub akcesoriów.

3. Dwustronne działanie: Sprężone powietrze zasila naprzemiennie komorę przednią lub tylną, co wywołuje ruch wysuwu albo wsuwu tłoczyska. To daje identyczną (lub zbliżoną) siłę w obu kierunkach, z niewielką różnicą wynikającą z powierzchni przekroju.

4. Jednostronne tłoczysko: Rdzeń (wał) tłoka wyprowadzony jest tylko z jednej pokrywy. Druga strona siłownika jest zaślepiona. Dzięki temu w wielu aplikacjach można zaoszczędzić miejsce i uprościć konstrukcję maszyny.

5. Szeroki wybór średnic i skoków: Począwszy od mniejszych modeli D32 (używanych w kompaktowych maszynach), aż po duże rozmiary (np. D320), generujące siły rzędu kilkudziesięciu kiloniutonów. Długości skoku często sięgają kilkuset milimetrów, a na życzenie mogą przekraczać nawet 1000 mm.

Budowa i zalety konstrukcji tie-rod

• Szpilki: Cztery pręty ze stali (ocynkowanej lub nierdzewnej), które przechodzą przez otwory w pokrywach siłownika i są dokręcone nakrętkami. Taka budowa wyróżnia się łatwym serwisem i wyższą odpornością na przeciążenia mechaniczne.

• Korpus (tuleja): Najczęściej z anodowanego aluminium, co czyni siłownik stosunkowo lekkim, a jednocześnie odpornym na korozję. Anodowanie ułatwia również utrzymanie czystości (ważne w branży spożywczej).

• Pokrywy: W zależności od średnicy mogą być wykonane z aluminium, żeliwa sferoidalnego lub – w niektórych wersjach – ze wzmocnionego stopu. Ich zadaniem jest zamknięcie komory powietrznej oraz wytrzymywanie sił generowanych przez ruch tłoka.

• Tłoczysko: Wykonywane ze stali węglowej hartowanej i chromowanej bądź ze stali nierdzewnej. Jego powierzchnia musi być bardzo gładka, by zapewnić szczelność i małe tarcie w uszczelnieniach.

• Uszczelnienia: Mogą być z materiałów takich jak NBR, PU, czy FKM (VITON). Ich właściwości określają dopuszczalny zakres temperatur oraz odporność na substancje chemiczne.

Standard ISO 15552/ISO 6431: dlaczego to takie ważne?

Norma ISO 15552 precyzuje wymiary montażowe (rozstaw śrub, średnice otworów, gwinty, odsadzenia itp.) oraz główne parametry siłowników pneumatycznych. Dzięki temu:

1. Wymienność akcesoriów: Możemy skorzystać z dowolnych, dostępnych na rynku mocowań – kołnierzy, łap, przegubów, widełek – bez przeróbek czy dopasowywania „na siłę”.

2. Kompatybilność z zaworami i wężami: Rozmiary przyłączy (np. G1/4, G3/8, G1/2) są znormalizowane, co ułatwia projektowanie instalacji pneumatycznych.

3. Łatwy serwis i szybka wymiana: Jeśli siłownik z serii SSI ulegnie zużyciu, można go zastąpić dowolnym innym siłownikiem zgodnym z ISO 15552, i odwrotnie, bez konieczności modyfikowania całej maszyny.

Zalety dwustronnego działania

• Praca w obu kierunkach: Taki siłownik może pchać i ciągnąć z porównywalną siłą. To istotne w aplikacjach, gdzie następuje przemienny ruch, np. w maszynach montażowych, systemach zamykania i otwierania klap, przesuwach transportowych.

• Mniejszy pobór powietrza przy powrocie? Jeśli ktoś potrzebuje siłownika jednostronnego (gdzie powrót następuje sprężyną), to nieco inna konstrukcja. Jednak w standardzie ISO 15552 zwykle stosuje się właśnie dwustronne działanie, dające bardziej uniwersalne zastosowania.

• Kontrola i amortyzacja: Dwustronne zasilanie pozwala na łatwą regulację prędkości wysuwu i wsuwu przez zawory dławiąco-zwrotne, a także efektywną amortyzację końcową z obu stron.

Jednostronne tłoczysko: kiedy się przydaje?

Przy jednostronnym tłoczysku druga strona jest całkowicie zamknięta. To rozwiązanie ma kilka plusów:

1. Oszczędność miejsca: Tłoczysko nie wystaje z drugiej strony korpusu, więc siłownik można dosunąć bliżej innych modułów w maszynie.

2. Szczelniejsza konstrukcja: Jest mniej potencjalnych punktów, przez które może dochodzić do zanieczyszczeń.

3. Prostsza integracja: W wielu schematach pneumatyki wystarczy wysuw i wsuw w jednej osi, bez potrzeby drugiego wału tłoczyska z tyłu.

Główne obszary zastosowania

• Przemysł motoryzacyjny (automotive): Linie montażu, strefy spawalnicze, manipulatory w fabrykach produkujących części samochodowe.

• Branża spożywcza: Przesuw opakowań, klapy dozujące, systemy transportu w liniach rozlewniczych i pakujących.

• Robotyka i automatyka: Manipulatory, stoły obrotowe, chwytaki – tam, gdzie liczy się szybkie i precyzyjne ruchy.

• Przemysł maszynowy: Napędy do regulacji prowadnic, docisków, przenośników w maszynach CNC i maszynach przetwórstwa.

• Chemiczny i farmaceutyczny: Wersje z nierdzewnymi elementami, uszczelnieniami VITON, zapewniają pracę w agresywnym chemicznie środowisku.

• Magazynowanie i logistyka: Układy sortowania, windy towarowe, systemy pick-and-place w automatycznych magazynach.

Dostępne opcje uszczelnień

NBR/PU to standard do +80°C, ogólnie wystarczający w większości sytuacji przemysłowych. VITON (FKM) radzi sobie do +150°C i zapewnia większą odporność chemiczną. Dobór uszczelnienia zależy od temperatury otoczenia, rodzaju substancji (olejów, smarów, kwasów) oraz częstotliwości pracy. Niektóre modele oferują wzmocnione zgarniacze, co przedłuża żywotność w środowiskach silnie zapylonych lub ściernych.

Amortyzacja w standardzie

Każdy siłownik z tej serii ma w pokrywach system amortyzacji pneumatycznej, zazwyczaj regulowany za pomocą małych śrub dławikowych. W końcowej fazie ruchu powietrze jest dławione, co zmniejsza prędkość tłoka i zapobiega uderzeniom w pokrywę. To ważne zwłaszcza przy wysokiej prędkości, gdy chcemy uniknąć hałasu i zniszczeń wewnątrz siłownika oraz w otoczeniu.

Czy można zamówić model z magnesem?

W spisie pojawiają się głównie siłowniki „bez magnesu”. Jednak CPP PREMA oferuje również wersje z wbudowanym pierścieniem magnetycznym na tłoku. Dzięki temu użytkownik może zamontować zewnętrzne czujniki (reed, hallotronowe) do detekcji położenia w trakcie ruchu. To nieodzowne w nowoczesnych aplikacjach robotyki i automatyki, gdzie sterownik PLC musi wiedzieć, w jakiej pozycji siłownik się znajduje.

Przegląd korzyści

1. Trwała konstrukcja: Szpilki spinające pokrywy i wysokiej jakości materiały (stal chromowana, anodowane aluminium) gwarantują długą żywotność.

2. Elastyczność montażu: Kompatybilność z szeregiem uchwytów ISO – kołnierze, łapy, przeguby wahliwe. Montaż pionowy, poziomy czy pod dowolnym kątem.

3. Sprawdzona niezawodność: Szeroko wykorzystywane w przemyśle, potwierdzone licznymi referencjami użytkowników.

4. Łatwy serwis: Konstrukcja tie-rod pozwala na szybką wymianę uszczelnień bez konieczności wymiany całego siłownika.

5. Opcje specjalne: Uszczelnienia wysokotemperaturowe, tłoczyska i szpilki nierdzewne, porty przyłączeniowe w różnych gwintach itp.

Wyzwania i ograniczenia

• Przy bardzo długich skokach i dużych średnicach trzeba uważać na obciążenie boczne i ewentualne ugięcie tłoczyska. Zaleca się wtedy zewnętrzne prowadnice.

• „Bez magnesu” – brak bezpośredniej możliwości montażu czujników położenia na standardowym korpusie, choć można wybrać inny wariant w katalogu lub użyć montażu zewnętrznego.

• Konieczność regularnych kontroli filtracji powietrza w układzie – zanieczyszczone powietrze skraca żywotność uszczelnień.

Przykłady typowych modeli

• D32x50: Niewielki, szybki skok 50 mm, do linii montażowych lekkich elementów.

• D63x100: Popularny rozmiar w maszynach o średniej sile, wystarczający do większości zastosowań montażowo-transportowych.

• D100x200: Duża średnica i spory skok, wykorzystywany przy przemieszczaniu cięższych detali w motoryzacji.

• D160–D320: Stosowane tam, gdzie trzeba przenosić lub dociskać naprawdę wielkie masy (np. w hutach, wielkich prasach).

Siłowniki pneumatyczne ISO15552/ISO6431 z serii SSI Szpilkowe 016A016A016A znajdują zastosowanie w wielu obszarach przemysłu. Ich konstrukcja tie-rod, zgodność z normami ISO oraz dwustronne działanie z jednostronnym tłoczyskiem sprawiają, że mogą pracować zarówno w zadaniach wymagających wysokiej siły, jak i w aplikacjach o dużej precyzji ruchu. Poniżej przedstawiamy przykłady sektorów i scenariuszy, w których te siłowniki okazują się niezastąpione.

1. Linia montażowa i automatyzacja produkcji

W nowoczesnych halach przemysłowych kluczowa staje się szybka i dokładna automatyzacja procesów. Siłowniki pneumatyczne serii SSI 016A016A016A w wersji szpilkowej spełniają wiele wymagań branży Automotive, AGD, czy urządzeń elektronicznych.

• Precyzyjne łączenie elementów. Dwustronne działanie umożliwia wsuwanie i wysuwanie z jednakową siłą. To ważne w procesach dokręcania części lub wstawiania podzespołów w obudowy.

• Stabilne pozycjonowanie. Krótkie skoki siłowników D32 lub D40 często służą jako precyzyjne dociski w operacjach montażowych. Taki docisk pozwala na utrzymanie detalu w ustalonym miejscu, a amortyzacja w pokrywach niweluje skutki uderzeń przy szybkich ruchach.

• Łatwość serwisu. Linia montażowa nie może długo stać. Gdy któryś z napędów wymaga wymiany uszczelnień, konstrukcja tie-rod pozwala szybko wymienić zestaw naprawczy i wznowić pracę.

2. Przemysł spożywczy i napojowy

CPP PREMA oferuje także warianty siłowników z elementami nierdzewnymi (tłoczyskiem, szpilkami), co jest niezbędne w warunkach mycia urządzeń (Cleaning in Place) i przy kontakcie z żywnością.

• Obsługa linii pakowania. Dwustronne działanie siłownika ułatwia precyzyjne otwieranie i zamykanie klap, sterowanie zapadniami czy dociskanie wieczek.

• Rozlew i dozowanie. Jednostronne tłoczysko ma mniejszą powierzchnię zabudowy. Można je zamontować w urządzeniach, w których przestrzeń jest mocno ograniczona.

• Odporność na wilgoć. Anodowana tuleja aluminiowa i nierdzewne szpilki sprawiają, że siłownik długo wytrzyma w mokrym i agresywnym środowisku myjni przemysłowych.

3. Robotyka i systemy pick-and-place

W obszarze robotyki i automatyki precyzyjny ruch ma wysokie znaczenie. Siłowniki ISO 15552 016A016A016A umożliwiają łatwe wkomponowanie w konstrukcje manipulatorów, stołów indeksujących czy systemów chwytakowych.

• Wielokrotny cykl. Dwustronne działanie pozwala na szybkie wysuwanie i wsuwanie – co sprzyja osiąganiu wysokiego taktowania.

• Niewielkie gabaryty przy jednostronnym tłoczysku. Można zbliżyć siłownik do innych podzespołów, nie ryzykując kolizji z wystającym tłoczyskiem z drugiej strony.

• Amortyzacja końcowa. Chroni delikatne chwytaki przed wstrząsami, poprawiając bezpieczeństwo i żywotność ruchomych segmentów robota.

4. Przemysł chemiczny i farmaceutyczny

W branżach, w których występują substancje agresywne lub gdzie panuje konieczność zachowania wysokiej czystości, siłownik pneumatyczny bywa najlepszą opcją.

• Kontakt z substancjami korozyjnymi. Modele 016A016A016A z tłoczyskiem nierdzewnym i uszczelnieniami VITON (FKM) są odporne na wielu agresorów chemicznych.

• Strefy czyste. Tuleja aluminiowa ma gładką powierzchnię, łatwą w utrzymaniu czystości. Jednostronny wyprowad tłoczyska minimalizuje ryzyko zanieczyszczenia z drugiej strony siłownika.

• Zawory i dozowniki. Dwustronne działanie zapewnia pewne otwieranie i zamykanie zaworów przemysłowych w instalacjach transportujących chemikalia.

5. Przemysł ciężki i maszynowy

Dwustronne siłowniki o większej średnicy (D100, D125, D160, D200, D320) mogą generować ogromne siły przy ciśnieniu 6–10 bar. Te moce są wykorzystywane w maszynach do obróbki metalu, prasach, liniach walcowniczych czy kuciach.

• Docisk w prasach. Siłowniki z serii SSI mogą stanowić napęd dociskowy do formowania lub przecinania materiału, jeśli wymagana siła nie przekracza możliwości pneumatyki.

• Przesuwanie elementów w tartakach, zakładach drzewnych. Dwustronne działanie pozwala na transport ciężkich belek, zaś amortyzacja ogranicza uderzenia przy zakończeniu skoku.

• Stabilność konstrukcji. Szpilki tie-rod doskonale radzą sobie z drganiami i obciążeniami bocznymi, choć zawsze należy pamiętać, że podstawowym przeznaczeniem jest siła w osi liniowej.

6. Branża motoryzacyjna (Automotive)

Fabryki samochodów korzystają z wielu rodzajów napędów. Jednak siłowniki pneumatyczne ISO 15552 są często wybierane do linii montażowych lub spawalniczych.

• Montaż podzespołów. Dwustronne działanie pozwala na sprawne przenoszenie i docisk podzespołów w stacjach montażowych.

• Kontrola jakości. W stacjach testowych siłowniki aktywują ruchome ramiona kontrolne, weryfikujące szczelność lub prawidłowe ułożenie części.

• Zgrzewarki punktowe. Jednostronny tłok z dużym skokiem potrafi szybko podawać narzędzia na karoserię, a amortyzacja pneumatyczna chroni przed uderzeniami końcowymi.

7. Maszyny pakujące i etykietujące

Wszędzie tam, gdzie obsługuje się pudełka, torby, butelki czy puszki, siłowniki z serii SSI 016A016A016A potrafią sprostać zadaniom związanym z transportem i ustawianiem opakowań.

• Formowanie kartonów. Siłownik dociska ścianki, utrzymuje kształt, a zgrzewarka lub zaklejarka robi resztę.

• Naklejanie etykiet. Dwustronne działanie pozwala w jednym ruchu przyłożyć etykietę, a w drugim cofnąć siłownik i pobrać nową.

• Docisk noży tnących. Małe siłowniki D32, D40 sprawnie sterują układami tnącymi w aplikacjach foliowania czy zgrzewania.

8. Sektor magazynowy i logistyka

W centrach dystrybucyjnych automatyzacja rośnie, a siłowniki pneumatyczne ISO 15552 przydają się do:

• Systemów sortowania paczek. Dwustronne działanie pozwala szybko kierować przesyłki na taśmę w wybranym kierunku.

• Podnośników i chwytaków. W jednostronnych wyprowadzeniach tłoczyska łatwiej zainstalować dodatkowe elementy, takie jak chwytaki w wąskich przestrzeniach.

• Zatrzymywania transporterów. Niewielkie skoki w roli blokad palet czy stoperów taśmociągów.

9. Instalacje bram i zapór

Choć w bramach i zaporach częściej występuje hydraulika (z uwagi na wyższe możliwe ciśnienie), w wielu przypadkach wystarcza pneumatyka. Siłowniki szpilkowe z serii SSI 016A016A016A:

• Otwierają i zamykają klapy w halach czy bramy przemysłowe.

• Mogą być zamykane automatycznie przy braku prądu, jeśli zastosuje się odpowiednie zawory bezpieczeństwa.

• Pracują w pionie lub poziomie, zależnie od wymogów projektu.

10. Aplikacje laboratoryjne i testowe

W laboratoriach R&D czy w stanowiskach pomiarowych czasem wykorzystuje się pneumatyczne napędy do wykonywania powtarzalnych przesunięć. Siłowniki z serii SSI 016A016A016A:

• Zapewniają stałą prędkość ruchu, jeżeli dławiki przepływu są dobrze ustawione.

• Generują powtarzalną siłę w obu kierunkach, co bywa kluczowe w badaniach wytrzymałościowych lub testach zmęczeniowych.

• Łatwo je wyposażyć w zewnętrzne czujniki położenia (magnes na tłoku + reed/hall), by rejestrować dane w systemach pomiarowych.

11. Przemysł drzewny i papierniczy

Tarcica, płyty wiórowe czy masy papiernicze wymagają wytrzymałych napędów, odpornych na pył i wilgoć. Siłowniki ISO 15552 016A016A016A, w wykonaniu z wzmocnionym zgarniaczem i nierdzewnym tłoczyskiem, znoszą wysokie obciążenia:

• Przesuw bali drzewnych na liniach.

• Docisk noży tnących w maszynach do cięcia papieru lub tektury.

• Stabilizacja arkuszy w procesie klejenia, laminowania czy formowania opakowań z tektury falistej.

12. Strefy zagrożone wybuchem (ATEX)

Niektóre modele siłowników 016A016A016A mogą być dostarczane w wykonaniach ATEX (np. II3D). To istotne w przemyśle petrochemicznym, lakierniach czy młynach zbożowych, gdzie pyły lub opary stwarzają ryzyko wybuchu. Pneumatyka jest często preferowana, bo brak przewodów elektrycznych wewnątrz zmniejsza ryzyko iskrzenia. Dodatkowo siłowniki ISO 15552 z konstrukcją tie-rod można łatwo uziemić.

13. Procesy high-tech i mechatronika

Dwustronne działanie z jednostronnym tłoczyskiem sprawdza się w mechatronicznych systemach, w których siłownik łączy się z czujnikami, zaworami proporcjonalnymi czy sterownikami PLC:

• Sterowanie przepływem w zaworach.

• Regulacja położenia w systemach precyzyjnego dozowania.

• Integracja z systemami wizji (kamera weryfikuje element, a siłownik przestawia go w odpowiednie miejsce, jeśli kontrola wypadła pozytywnie).

14. Sekcje transportowe w magazynach

Nowoczesne magazyny wysokiego składowania, wyposażone w przenośniki, windy, automatyczne regały, wymagają niezawodnych siłowników do sterowania blokadami i pozycjonowaniem palet. Dwustronne działanie:

• Blokuje palety w miejscu podczas przekazywania z jednej stacji do innej.

• Zapewnia równomierne dociskanie ładunku, jeśli trzeba go ustabilizować w trakcie przesuwu.

• Eliminuje ryzyko przypadkowego cofnięcia (zastosowanie zaworów jednokierunkowych i akumulatorów ciśnienia).

15. Integracja z czujnikami i sterownikami

Choć w spisie dominuje wzmianka o siłownikach „bez magnesu”, producent CPP PREMA oferuje też wersje z magnesem. Dwustronne działanie z jednostronnym tłoczyskiem i wbudowanym magnesem umożliwia:

• Łatwe monitorowanie położenia tłoka w sterowniku PLC.

• Ustawianie krańcowych pozycji z sygnałami potwierdzającymi (reed/hall) bez potrzeby rozbudowanych systemów zewnętrznych.

• Optymalizację sekwencji ruchu w zaawansowanej automatyce: sterownik wie, że tłok osiągnął daną pozycję i może wyzwolić kolejne etapy procesu.

16. Automatyka budynkowa i HVAC

W skali budynków czy instalacji wentylacyjno-klimatyzacyjnych (HVAC) siłowniki pneumatyczne ISO 15552 rzadziej występują (częściej spotyka się krótsze siłowniki ISO 6432 mini lub siłowniki membranowe). Mimo to w dużych centralach klimatyzacyjnych:

• Sterują przepustnicami w kanałach powietrza.

• Mogą zamykać otwory w razie wykrycia dymu lub awarii wentylacji.

• Odporne na temperatury nawet do +80°C, co bywa wystarczające w systemach gorącego powietrza.

17. Szeroki zakres skoków w jednej platformie

Jedną z zalet siłowników 016A016A016A jest elastyczność w zakresie oferowanych skoków. Możemy wybrać np. D63x10 (króciutki skok 10 mm) do mikroruchów w aplikacjach testujących, albo D63x1000 do przesuwu na metr. Ta sama konwencja wymiarów ISO 15552 zachowana jest dla całej serii. To oznacza:

• Jeden zestaw mocowań do różnych długości skoku.

• Możliwość szybkiego przejścia z krótkiego na długi skok w trakcie modernizacji linii, przy zachowaniu identycznych uchwytów i przyłączy powietrza.

• Serwis uniwersalny: zestawy uszczelnień do pokryw i tłoka są wspólne dla danej średnicy, bez względu na to, czy skok to 50, 200 czy 600 mm.

18. Energooszczędność w ruchu powtarzalnym

Pneumatyka uznawana jest za mniej efektywną energetycznie niż elektryka. Jednak w przypadku szybkich ruchów powtarzalnych, siłowniki pneumatyczne często wykazują się opłacalnością. Dwustronne działanie i prostota sterowania zaworami 5/2 lub 5/3:

• Umożliwiają błyskawiczne cykle z niewielkim kosztem przetłaczanego powietrza (o ile system sprężonego powietrza jest dobrze zaprojektowany).

• Redukują złożoność napędu (brak skomplikowanej elektroniki, wystarczy zawór rozdzielający i regulator ciśnienia).

• Ułatwiają konserwację (brak silników elektrycznych do chłodzenia czy falowników).

19. Projektowanie stanowisk z siłownikami ISO 15552

Wielu inżynierów ceni standaryzację. Dwustronne siłowniki 016A016A016A w odróżnieniu od wersji z dwustronnym tłoczyskiem czy modeli kształtowych zapewniają:

• Łatwiejszy dostęp do wnętrza (tie-rod).

• Prostszą geometrię przy jednostronnym tłoczysku (wymagane mniej miejsca w maszynie).

• Szybsze przejście od koncepcji do realizacji – wystarczy sięgnąć do katalogu CPP PREMA i wybrać rozmiar plus skok, ewentualnie opsy w rodzaju “szpilki nierdzewne” czy “uszczelnienia VITON.”

Dane techniczne siłowników pneumatycznych ISO15552/ISO6431 z serii SSI Szpilkowe D32–D320 016A016A016A od producenta CPP PREMA stanowią punkt wyjścia dla inżynierów, projektantów i służb utrzymania ruchu, którzy muszą wybrać odpowiedni napęd pneumatyczny w swoich aplikacjach. Zrozumienie szczegółowych parametrów technicznych, tolerancji, zakresów pracy i ograniczeń jest kluczowe, aby zapewnić długotrwałą i bezawaryjną eksploatację siłownika.

1. Zakres dostępnych średnic i sił

Seria SSI 016A016A016A obejmuje szerokie spektrum średnic roboczych (nominalnych) – od D32 aż do D320. Każda średnica przekłada się na inną powierzchnię tłoka, co bezpośrednio wpływa na siłę generowaną przez siłownik. Przy ciśnieniu zasilania 6 bar można z łatwością uzyskać siły rzędu kilkuset niutonów dla najmniejszych średnic (np. D32), aż po kilkadziesiąt kiloniutonów przy największych przekrojach (D200–D320). W praktyce:

• D32: Siła maksymalna przy ~6 bar to ok. 480 N (przy wysuwie) i nieco mniej przy wsuwie (uwzględnia powierzchnię tłoczyska).

• D63: Siła ok. 1800 N przy 6 bar (dla wysuwu).

• D100: Siła sięga 4700–4800 N.

• D160 czy D200: Mogą generować siły wielokrotnie większe, rzędu kilkunastu lub kilkudziesięciu tysięcy niutonów.

Wybór średnicy należy dopasować do wymagań aplikacji – zbyt mała może nie zapewnić wystarczającej siły, zbyt duża będzie zajmować niepotrzebnie dużo miejsca i pobierać więcej sprężonego powietrza.

2. Maksymalne ciśnienie pracy

Standardowe siłowniki tej serii są przystosowane do pracy przy ciśnieniu do 10 bar (1 MPa). W typowym zakładzie przemysłowym zasilanie zwykle wynosi od 6 do 7 bar, co zapewnia korzystny kompromis między siłą a zużyciem powietrza. Należy jednak pamiętać, że:

• Przekroczenie 10 bar może skutkować nadmiernym obciążeniem uszczelnień, pokryw i szpilek, prowadząc do ryzyka awarii.

• Producent może dopuszczać testowe ciśnienia (np. 12–15 bar) na etapie fabrycznym, aby upewnić się co do wytrzymałości, jednak w normalnej eksploatacji nie należy przekraczać 10 bar.

3. Zakres temperatur pracy

Podstawowe uszczelnienia (np. NBR czy poliuretan) pozwalają na użytkowanie siłownika w temperaturach od ok. -20°C do +80°C. Jednak w wielu zastosowaniach przemysłowych występują temperatury wyższe – w okolicach pieców, spawarek, suszarek czy reaktorów chemicznych. Wówczas:

• Wersje VITON (FKM) umożliwiają pracę nawet do +150°C.

• Dla temperatur niższych niż -20°C (np. w chłodniach) można stosować modyfikowane elastomery, ale najczęściej jest to opcja na zamówienie specjalne.

• Wysoka temperatura przyspiesza starzenie się uszczelnień i może wymagać częstszej kontroli stanu siłownika.

4. Długości skoków (standard i niestandard)

W katalogu CPP PREMA znajdziemy typowe skoki (serie co 5, 10, 25 mm, w zależności od średnicy), sięgające nawet kilkuset milimetrów. Często spotyka się:

• Skoki krótkie: 5, 10, 15, 20, 25 mm – używane głównie w precyzyjnych dociskach czy kompaktowych aplikacjach.

• Skoki średnie: 50, 100, 150, 200 mm – najbardziej uniwersalne w liniach montażowych i robotyce.

• Skoki długie: 300, 400, 500, 800, 1000 mm – do przesuwu na duże odległości, np. w systemach transportu detali lub stołach obróbczych.

• Specjalne: Niektórzy klienci zamawiają skoki nietypowe (np. 235 mm), co wymaga konsultacji technicznej. Producent najczęściej może wykonać niestandardowy skok, o ile nie przekracza on granic wytrzymałości korpusu i tłoczyska.

5. Konstrukcja tie-rod (szpilkowa)

Określenie „Szpilkowe D32–D320” oznacza, że siłowniki mają cztery pręty gwintowane łączące pokrywy. Parametry tych szpilek (średnica, klasa twardości stali, pokrycie antykorozyjne) są dopasowane do danej średnicy siłownika i przewidywanego ciśnienia. Główne zalety takiej konstrukcji:

1. Łatwy serwis: Wystarczy odkręcić nakrętki na szpilkach i można zdjąć pokrywę, by wymienić uszczelnienia tłoka lub tłoczyska.

2. Równomierne ściśnięcie korpusu: Korpus (tuleja) jest trzymany jednolicie przez szpilki, co minimalizuje deformacje i zapewnia szczelność.

3. Wytrzymałość mechaniczna: Doskonale radzi sobie z siłami rozciągającymi i zapewnia spójność nawet przy długich skokach.

Należy jednak pamiętać, by dokręcać nakrętki szpilek równomiernie i z zalecanym momentem, aby nie wprowadzić przekosów w pokrywach.

6. Wymiary montażowe zgodne z ISO 15552/ISO 6431

Norma określa m.in.:

• Rozstaw śrub w pokrywach (gwint w pokrywie, np. M6, M8, M10).

• Pozycje przyłączy pneumatycznych (typu G1/8, G1/4, G3/8, G1/2 w zależności od średnicy).

• Średnice otworów w łapach, kołnierzach, przegubach wahliwych itp.

Dzięki temu można łączyć siłowniki CPP PREMA z akcesoriami od innych producentów, o ile również przestrzegają normy ISO 15552. To duży plus, bo użytkownik nie jest „uwiązany” do jednej marki.

7. Uszczelnienia i warianty temperaturowe

W serii SSI 016A016A016A standardowo stosuje się:

• NBR (nitril-butadien) lub PU (poliuretan) – do typowych aplikacji (temp. do ok. +80°C).

• FKM (VITON) – gdy wymagana jest odporność na temp. do +150°C i na agresywne środki chemiczne.

• Zgarniacz (jedno- lub wielowargowy) w pokrywie frontowej, by czyścić tłoczysko z pyłu.

W tabelach producenta zawarte są dokładne informacje o dopuszczalnych olejach i smarach, także o ograniczeniach przy braku smarowania (lub przy smarowaniu mgłą olejową).

8. Charakterystyka amortyzacji końcowej

Każdy siłownik wyposażony jest w pneumatyczne tłumienie końcowe (tzw. amortyzację) regulowaną śrubą w pokrywach. Po zbliżeniu się tłoka do końca skoku, przepływ powietrza jest dławiony, co łagodzi uderzenie. Parametry:

• Regulacja za pomocą śruby iglicowej – wkręcanie zmniejsza kanał przepływu, wydłużając hamowanie; wykręcanie przyspiesza ruch końcowy.

• Kąt obrotu śruby: zazwyczaj 2–3 obroty między pozycją całkowicie zamkniętą a otwartą.

• Efekt zależny od masy i prędkości tłoka – dla cięższych obciążeń trzeba ustawić większe dławienie.

Prawidłowe wyregulowanie amortyzacji jest kluczowe, by uniknąć stuków i drgań, które mogą skracać żywotność uszczelnień i elementów maszyny.

9. Tolerancje i wymiary (długość całkowita, przyrost masy)

Norma ISO 15552 wyznacza dopuszczalne odchylenia wymiarowe, na przykład:

• Tolerancje średnicy tłoka: najczęściej h9/h11.

• Tolerancje rozstawu otworów mocujących: precyzyjnie określone, by zapewnić kompatybilność między producentami.

• Długość całkowita L0 (przy skoku 0 mm) i przyrost na każde 10 mm skoku**: W katalogu zwykle znajdują się dwie kolumny masy – jedna to masa bazowa (skok 0), druga to przyrost w gramach lub kilogramach na każde 10 mm.

Dla przykładu, siłownik D63x0 mm (bez skoku) może ważyć ok. 2–3 kg, a każdy kolejny 10 mm skoku doda 0,1–0,2 kg. Często spotyka się w tabelach symbole:

• M0 – masa bazowa,

• M10 – przyrost masy na każde 10 mm.

10. Pozycja pracy (pion, poziom, kąt)

Standardowa konstrukcja siłowników SSI 016A016A016A pozwala na montaż w dowolnej orientacji:

• Poziomo: Zalecane stosowanie np. podpór, gdy skok jest długi, by tłoczysko nie ulegało zbytnim ugięciom.

• Pionowo: W aplikacjach z obciążeniem na tłoczysku trzeba rozważyć, czy przy braku ciśnienia siłownik nie opadnie (ew. stosuje się zawory zwrotne lub mechaniczne blokady).

• Pod dowolnym kątem: W warunkach, w których ciśnienie i obciążenie boczne są w normie.

11. Sposoby zasilania: powietrze suche, mgła olejowa

• Powietrze suche, filtrowane do 10 µm: Standardowy sposób, większość aplikacji pracuje w ten sposób i fabrycznie nasmarowane uszczelnienia wystarczają na długi okres.

• Mgła olejowa: W niektórych zakładach sprężone powietrze jest naolejane. Wówczas konieczne jest utrzymywanie stałej mgły, bo jednorazowe zanikanie może wypłukać smar i pogorszyć warunki pracy uszczelnień.

Podczas projektowania instalacji pneumatycznej warto uwzględnić, że mgła olejowa może wydostawać się z tłoczyska i przenikać do otoczenia, co bywa niewskazane w branży spożywczej czy farmaceutycznej.

12. Gwinty i przyłącza

Przyłącza powietrza w:

• D32, D40: najczęściej G1/8 lub G1/4.

• D50, D63: zwykle G3/8,

• D80, D100: G1/2,

• większe (D125, D160, D200, D320): G3/4 lub G1.

Ważne, by dobrać odpowiednią średnicę węży i kształtki, zapewniając wystarczający przepływ powietrza i nie ograniczając prędkości ruchu siłownika.

13. Jednostronne tłoczysko i dwustronne działanie

Opisany już wcześniej kluczowy aspekt:

• Jednostronne tłoczysko: Tłoczysko występuje tylko z jednej pokrywy, z drugiej mamy pokrywę zaślepioną.

• Dwustronne działanie: Sprężone powietrze dostarczane do komory przedniej lub tylnej. W efekcie można przesuwać tłok w obu kierunkach, generując podobną siłę.

• Powierzchnia czynna przy wsuwie jest minimalnie mniejsza, bo trzeba uwzględnić przekrój pręta tłoczyska.

14. Częstotliwość pracy i maksymalna prędkość

W branży automatyki kluczowa jest szybkość cyklu. Prędkość wysuwu można zwiększać przez regulację dławików przepływu oraz stosowanie odpowiednio dużych przekrojów zaworów i węży:

• Typowa prędkość: 0,1–1,0 m/s.

• Maksymalna do ok. 1,5–2 m/s w przypadku małych obciążeń i zapewnieniu odpowiedniego przepływu powietrza.

• Częstotliwość: Kilkanaście, a nawet kilkadziesiąt cykli na minutę bywa realne, ale zależy od objętości (wielkość siłownika) i szybkości napełniania komór.

Przy bardzo dużej dynamice (wysokie prędkości, częste cykle) żywotność uszczelnień może się skrócić, a amortyzacja wymaga starannej regulacji.

15. Wytyczne dot. obciążeń bocznych i momentów gnących

Według ISO 15552 siłowniki pneumatyczne są przeznaczone głównie do przenoszenia sił wzdłuż osi tłoczyska. Obciążenia poprzeczne (moment gnący, odchylenie w bok) mogą powodować:

• Zwiększone zużycie uszczelnień – tłoczysko ociera o prowadnice w pokrywie.

• Wygięcie tłoczyska – przy dłuższych skokach, gdy obciążenie jest spoza osi.

• Skrócenie żywotności – uszkodzenie pierścieni prowadzących i ewentualne zniszczenie korpusu.

Zaleca się w takich przypadkach użycie prowadnic zewnętrznych, łożysk liniowych czy specjalnych przesuwnych wózków, które przejmą siły boczne.

16. Magnes na tłoku czy „bez magnesu”?

W spisie modeli wspomina się o wersjach „z amortyzacją, bez magnesu” lub wariantach z VITON. Dostępne są jednak również:

• Wersje z magnesem: Tłok posiada pierścień magnetyczny, co pozwala na detekcję pozycji przez czujniki reed lub hall umieszczone na korpusie.

• Wersje bez magnesu: Jeżeli aplikacja nie wymaga kontroli położenia, wystarczy tańszy model bez magnetycznego tłoka.

Trzeba tylko pamiętać, że w serii 016A016A016A występuje spora różnorodność – zawsze warto sprawdzić w tabelach producenta.

17. Informacje o masie i momentach bezwładności

Przy projektowaniu linii z wieloma ruchomymi segmentami warto wiedzieć, jaka jest masa własna siłownika:

• Masa bazowa (przy skoku 0) + przyrost na każde 10 mm skoku = masa całkowita.

• Dla dużych średnic (np. D125, D160) i długich skoków masa siłownika może sięgać kilkudziesięciu kilogramów.

• Przy ruchu dynamicznym należy wziąć pod uwagę moment bezwładności, zwłaszcza jeśli siłownik jest np. częścią ruchomego ramienia.

Producenci często podają te dane w tabeli, by inżynier mógł dokonać obliczeń dynamicznych.

18. Wersje specjalne: ATEX, nierdzewne, wysokotemperaturowe

W zależności od specyfiki aplikacji:

• ATEX: Siłowniki do stref zagrożonych wybuchem, z oznaczeniem II3D, II2D itp. – wymagają odpowiednich materiałów i ograniczenia ryzyka iskrzenia.

• Części nierdzewne: Tłoczysko, nakrętki, szpilki ze stali kwasoodpornej (np. 1.4301) dla branży spożywczej lub farmaceutycznej.

• Uszczelnienia wysokotemperaturowe (VITON): do +150°C.

• Powłoki specjalne (np. teflon, PTFE) – w środowisku mocno zanieczyszczonym.

Każda z tych opcji wpływa na końcową masę i koszty siłownika, lecz bywa niezbędna, by sprostać rygorystycznym wymogom.

19. Konserwacja i żywotność

W warunkach standardowych, przy prawidłowej filtracji powietrza (10 µm), żywotność siłowników może wynosić setki tysięcy cykli, a nawet więcej. Producent zwykle zaleca:

• Regularną inspekcję uszczelnień (czy nie ma wycieków powietrza).

• Czyszczenie tłoczyska z brudu, zwłaszcza w strefie zgarniacza.

• Smarowanie – fabrycznie siłownik jest nasmarowany, ale przy smarowaniu mgłą olejową trzeba utrzymać stały dopływ oleju.

W razie nadmiernego zużycia można kupić zestaw naprawczy (seal kit) z pierścieniami, oringami i zgarniaczem. Wymiana jest prosta: wystarczy odkręcić szpilki, wyjąć tłok, zastąpić uszczelnienia i złożyć siłownik ponownie.

20. Podsumowanie parametrów technicznych

Siłowniki pneumatyczne ISO15552/ISO6431 serii SSI 016A016A016A to urządzenia o szerokich możliwościach adaptacji. Projektanci maszy cenią je za:

1. Uniwersalność: od niewielkich po masywne rozmiary, od krótkich po długie skoki, od standardowych uszczelnień po VITON.

2. Wysoką wytrzymałość ciśnieniową (do 10 bar), co pokrywa większość zastosowań w przemyśle.

3. Elastyczność montażu: dowolna pozycja, bogaty wybór akcesoriów, standaryzowane gwinty i rozstawy.

4. Trwałość i serwisowalność: konstrukcja tie-rod oraz dostępność zestawów naprawczych.

Dobór właściwego modelu wymaga analizy: potrzebnej siły, zakresu temperatur, obciążeń bocznych, cykli na minutę, środowiska pracy (chemicznie agresywne, sterylne, zapylone). Poprawne uwzględnienie tych danych technicznych pozwala uniknąć błędów i uzyskać niezawodne działanie siłownika w nawet najbardziej wymagających warunkach.

Materiały zastosowane w siłownikach pneumatycznych ISO15552/ISO6431 serii SSI Szpilkowe D32–D320 016A016A016A w dużej mierze determinują wytrzymałość, odporność na korozję, żywotność uszczelnień i bezpieczeństwo użytkowania. Każdy element – od korpusu, przez tłoczysko, aż po drobne detale takie jak szpilki i nakrętki – musi spełniać określone normy i standardy jakości.

1. Tuleja (korpus) z anodowanego aluminium

Tuleja to główny element siłownika, w którym porusza się tłok. W serii SSI 016A016A016A standardem jest wysokiej jakości stop aluminium, zwykle poddany procesowi anodowania:

1. Lekkość i wytrzymałość: Aluminium gwarantuje korzystny stosunek masy do odporności mechanicznej, co ułatwia montaż siłownika w maszynach i zmniejsza obciążenia dynamiczne.

2. Odporność na korozję: Anodowana powierzchnia jest twardsza, mniej podatna na zarysowania i lepiej chroni aluminium przed utlenianiem.

3. Łatwa konserwacja: Gładka, anodowana powierzchnia nie gromadzi zanieczyszczeń tak intensywnie, a ewentualne osady łatwo się usuwa.

2. Pokrywy przednia i tylna

W zależności od średnicy siłownika i spodziewanych warunków pracy, producent stosuje:

• Aluminium: powszechne w mniejszych i średnich średnicach. Pokrywy mogą być odlewane ciśnieniowo lub obrabiane z bloku, a następnie anodowane lub malowane proszkowo.

• Żeliwo sferoidalne lub wzmocnione stopy aluminium: przy dużych średnicach (np. D160, D200) dla wyższej wytrzymałości na rozciąganie.

• Pokrywy nierdzewne: rzadkie, ale możliwe przy wykonaniach specjalnych dla branży spożywczej/chemicznej.

Pokrywy zawierają otwory dla szpilek, kanały amortyzacyjne, gwinty przyłączy powietrza oraz gniazda uszczelek. Dokładność obróbki tych elementów wpływa na szczelność i żywotność.

3. Tłoczysko (stal węglowa, nierdzewna)

Tłoczysko to wał łączący tłok z elementem zewnętrznym. Musi być odporne na ścieranie i obciążenia zginające. W serii SSI 016A016A016A występują:

1. Stal węglowa chromowana (np. CK45, 42CrMo4) z powłoką twardego chromu: standardowa wersja. Chrom zapewnia gładką i odporną na rdzę powierzchnię, zmniejsza tarcie uszczelnień.

2. Stal nierdzewna (1.4301, 1.4401): stosowana w wykonaniach specjalnych, np. spożywczych lub chemicznych, gdzie agresja środowiska jest silniejsza.

3. Hartowanie powierzchniowe: bywa stosowane, by uzyskać większą twardość i odporność na rysy.

Jednostronne tłoczysko oznacza, że z jednej strony pokrywy wychodzi wał, a z drugiej mamy pokrywę bez wyprowadzenia.

4. Szpilki i nakrętki (tie-rods)

W siłownikach szpilkowych to klucz do mocnego i stabilnego połączenia pokryw. Najczęściej stosuje się:

• Stal węglowa ocynkowana (klasa 8.8 lub 10.9), aby zapewnić odpowiednią wytrzymałość na rozciąganie i zabezpieczenie antykorozyjne.

• Stal nierdzewna w przypadku siłowników do środowisk agresywnych chemicznie lub mokrych (spożywka, farma).

• Nakrętki z wkładką nylonową (Nylstop) lub kołnierzowe, aby nie luzowały się przy drganiach.

Równomierne dokręcanie szpilek jest istotne: zbyt duża siła może odkształcić pokrywę aluminiową, zbyt mała – grozi rozszczelnieniem i wibracjami.

5. Tłok wewnętrzny

Tłok (wewnątrz tulei) jest zwykle wykonany z aluminium lub staliwa i zaopatrzony w:

• Uszczelnienie tłoka (pierścień, oring): odpowiada za separację komory przedniej i tylnej.

• Pierścień prowadzący (guide ring) z materiału odpornego na ścieranie (PTFE, POM, brąz teflonowy) – zapobiega kontaktowi metal-metal między tłokiem a tuleją.

• Magnes (opcjonalnie): jeżeli siłownik ma być wyposażony w czujniki położenia zewnętrzne.

6. Uszczelnienia główne

NBR, PU czy VITON – wybór zależy od temperatury i warunków. Często siłownik zawiera:

• Uszczelnienie tłoczyska (oring + wargowe): Zachowuje szczelność na wyjściu wału z pokrywy.

• Zgarniacz: Jedno- lub dwuwargowy element, który ściąga zabrudzenia z tłoczyska, chroniąc wnętrze siłownika.

• Uszczelnienie amortyzacji: Przy śrubach dławików często występują dodatkowe oringi, zapobiegające wyciekom powietrza.

• Pierścienie prowadzące: Uniemożliwiają zbyt duży kontakt metalu tłoka z metalem tulei.

7. Zastosowanie stali nierdzewnej w szczegółach

W niektórych wariantach klienci zamawiają siłowniki z:

• Szpilkami, nakrętkami i tłoczyskiem ze stali nierdzewnej – tzw. wersja K lub S, przeznaczona do branż, w których rdzewienie jest niedopuszczalne (np. spożywcza, chemiczna, farmaceutyczna).

• Zewnętrzną powłoką (np. polerowanie lub passywacja) zwiększającą odporność na agresywne środki myjące.

To podnosi koszty, ale bywa niezbędne, żeby siłownik bezproblemowo funkcjonował w intensywnie czyszczonym środowisku.

8. Powłoki antykorozyjne i anodowanie

Aluminium w korpusie jest najczęściej anodowane. Alternatywnie (rzadziej) można spotkać:

• Twarde anodowanie (hard anodizing): Tworzy grubszą warstwę tlenku aluminium, bardziej odporną na ścieranie, ale też droższą w produkcji.

• Powłoki PTFE: Stosowane w sytuacjach, gdzie wymaga się minimalnego tarcia i braku przywierania zanieczyszczeń.

• Malowanie proszkowe – raczej do elementów pokryw, by uzyskać konkretną barwę i większą odporność na warunki atmosferyczne.

9. Elementy złączne i drobne detale

W siłowniku znajduje się sporo drobnych części: śruby w dławikach amortyzacji, zaworki odpowietrzające czy kołki ustalające. Wszystkie powinny być:

• Zgodne z normą ISO, by pasowały do standardowych narzędzi i kluczy.

• Odporne na korozję – przynajmniej ocynkowane, nierdzewne w zastosowaniach wymagających.

10. Tolerancje wykonania i jakość obróbki

Producent (CPP PREMA) przykłada dużą wagę do:

• Dokładności średnicy wewnętrznej tulei: minimalne odchyłki zapewniają prawidłową współpracę tłoka z pierścieniami i uszczelkami.

• Gładkości tłoczyska: wykończenie w klasie Ra 0.2–0.4 µm (typowo) przed chromowaniem. Im gładsza powierzchnia, tym mniejsze zużycie uszczelnień.

• Współosiowości: splanarnych powierzchni w pokrywach, aby siłownik nie był skręcony czy przekrzywiony po zmontowaniu.

Każde odchylenie czy mikrouszkodzenie (niewidoczne gołym okiem) może zwiększać tarcie i pogarszać żywotność.

11. Klasa szczelności i odporność na pył

W typowych warunkach (powietrze sprężone czyste, klasa 4_4 wg PN-ISO 8573-1), nie występują poważne wycieki. Sprawdza się:

• Szczelność połączeń – np. uszczelnienie gwintów przyłączy.

• Szczelność między komorami – uszczelka tłoka i minimalny docisk w rowku.

• Szczelność na wyjściu tłoczyska – wargowa uszczelka + zgarniacz.

Zewnętrzne testy często potwierdzają, że dobrze wykonany siłownik ma bardzo małe upływy powietrza. Dzięki temu siłownik nie wymaga ciągłego dopompowywania z zaworu.

12. Wytrzymałość na ściskanie i rozciąganie

Korpus i szpilki muszą przenosić siłę rozciągającą (przy wysuwie tłoczyska) lub ściskającą (przy wsuwie). Materiały:

• Aluminium anodowane – wytrzymałość w zakresie 200–300 MPa (zależnie od stopu i obróbki).

• Stal węglowa (szpilki) – klasa 8.8 lub 10.9, co daje granicę wytrzymałości na rozciąganie rzędu 800–1000 MPa.

• Pokrywy – z wzmocnionych odlewów lub obrabianych bloków, przystosowane do nacisku generowanego przez ciśnienie w komorze i moment dokręcania.

13. Materiały w amortyzacji

W pokrywach:

• Śruby dławikowe: zwykle mosiądz, stal węglowa lub nierdzewna, zabezpieczone przed korozją.

• O-ringi z NBR: zapewniają, że powietrze nie ucieka bokiem przy regulacji.

• Elementy tłumiące (np. komora stożkowa): starannie obrobione kanały w pokrywach, które ograniczają przepływ powietrza pod koniec skoku.

14. Wpływ na serwis i cykl życia

Dobór materiałów na wysokim poziomie jakości zmniejsza częstotliwość awarii i przedłuża żywotność:

• Trwała tuleja: Nie ulega zarysowaniom, więc pierścienie prowadzące zachowują się poprawnie przez wiele cykli.

• Chromowane tłoczysko: Niewielkie tarcie, ograniczona korozja i minimalne ryzyko powstawania wżerów, które niszczyłyby uszczelki.

• Szpilki i nakrętki o podwyższonej klasie: Równomierne ściśnięcie korpusu bez ryzyka pęknięcia czy zerwania gwintu.

15. Recykling i ekologia

Aluminium i stal należą do materiałów nadających się do recyklingu. Gdy siłownik się zużyje lub zostanie wymieniony na większy, można rozdzielić metalowe części od gumowych i przeznaczyć do wtórnego przetworzenia. Dłuższa żywotność siłowników (wynikająca z dobrego doboru materiałów) także wpływa na mniejszą ilość odpadów.

16. Łożyska i prowadnice zewnętrzne

Choć to już bardziej temat akcesoriów, warto wspomnieć, że w aplikacjach z dużym obciążeniem bocznym lub długim skokiem, stosuje się dodatkowe prowadnice. Materiały:

• Prowadnice rolkowe (stal hartowana),

• Łożyska liniowe (np. z koszyczkiem kulkowym),

• Szyny teowe z tworzyw sztucznych.

Zadaniem takich rozwiązań jest przejęcie sił poprzecznych, by odciążyć tłoczysko i przedłużyć życie uszczelnień.

17. Specjalistyczne warstwy antyadhezyjne

Czasem do obróbki korpusu dodaje się warstwy antyadhezyjne (np. PTFE, Coating ECTFE), szczególnie w branżach:

• Papiernicza: gdzie pył celulozowy jest lepki.

• Spożywcza: by ograniczyć przywieranie tłuszczu czy białek.

• Chemiczna: by chronić przed osadzaniem się żywic, klejów lub polimerów.

18. Powłoki i hartowanie na tłoczysku

Chrom twardy to standard, ale spotyka się też:

• Hartowanie indukcyjne powierzchni tłoczyska, które dodatkowo zwiększa odporność na odkształcenia.

• Powłoki DLC (Diamond-Like Carbon) – bardzo rzadkie w pneumatyce, ale możliwe w aplikacjach szczególnie wymagających niskiego tarcia i minimalnego smarowania.

19. Certyfikaty i normy wewnętrzne

CPP PREMA posiada wewnętrzne procedury kontroli jakości:

• Badanie szczelności (zanurzeniowe lub ultradźwiękowe) przy ciśnieniu testowym.

• Weryfikacja wymiarów – zgodność z ISO 15552 w kluczowych parametrach (rozstaw otworów, odsadzenia).

• Dokumenty i deklaracje zgodności w zależności od rynku docelowego (CE, ATEX, branżowe standardy branży spożywczej itp.).

Prawidłowy montaż siłowników pneumatycznych ISO15552/ISO6431 z serii SSI Szpilkowe 016A016A016A ma zasadnicze znaczenie dla bezpieczeństwa, niezawodności oraz długiej żywotności urządzenia. Poniższy poradnik prowadzi krok po kroku przez najważniejsze etapy instalacji i uruchamiania, uwzględniając specyfikę dwustronnego działania z jednostronnym tłoczyskiem.

1. Przygotowanie do montażu

1. Weryfikacja dostarczonych elementów

   • Otwórz opakowanie i sprawdź, czy model siłownika zgadza się z zamówieniem (średnica, skok, wersja uszczelnień, ewentualnie nierdzewne szpilki itp.).

   • Skontroluj, czy nie brakuje żadnych akcesoriów (uchwytów, dławików przepływu, zawiasów wahliwych).

   • Obejrzyj stan zewnętrzny – brak uszkodzeń mechanicznych (wgnieceń, rys) lub śladów korozji.

2. Przygotowanie stanowiska

   • Upewnij się, że masz wystarczająco miejsca w maszynie/urządzeniu, by zmieścić siłownik o zadanym skoku.

   • Oczyść obszar montażu z pyłu, opiłków, nadmiaru smarów.

   • Sprawdź dostępność kluczy, wkrętaków, klucza dynamometrycznego.

3. Bezpieczeństwo

   • Zamknij zawór główny powietrza (lockout/tagout), aby uniknąć przypadkowych impulsów pneumatycznych podczas instalacji.

   • Zakładaj okulary ochronne i rękawice, zwłaszcza przy większych średnicach (cięższe elementy).

2. Montaż mechaniczny

1. Wybór uchwytów montażowych

   • Standard ISO 15552 daje różne opcje: łapy boczne (MS1), kołnierz czołowy (MF1), kołnierz tylny (MF2), przegub wahliwy (MP2), itp.

   • Sprawdź w dokumentacji, jakie uchwyty pasują do danej średnicy (rozstaw otworów, gwinty).

2. Pozycjonowanie i osiowanie

   • Ustaw siłownik tak, by oś tłoczyska pokrywała się z osią elementu, który będzie przesuwany lub dociskany. Każde odchylenie powoduje siły boczne i może skrócić żywotność uszczelnień.

   • W przypadku dużych skoków (powyżej 300 mm), rozważ czy nie potrzebna jest dodatkowa prowadnica zewnętrzna.

3. Dokręcanie śrub i uchwytów

   • Upewnij się, że punkty mocowania w maszynie są gładkie, bez zadziorów.

   • Dokręcaj śruby z zalecanym momentem, aby nie uszkodzić gwintów w pokrywach. Zbyt słabe dokręcenie grozi poluzowaniem uchwytów przy wibracjach.

3. Podłączenie pneumatyki

1. Złączki i uszczelnienia gwintów

   • Dobierz złączki pasujące do gwintu (np. G1/4 w siłowniku i wężach 8 mm).

   • Stosuj taśmę teflonową lub inne szczeliwo z umiarem – nadmiar może przedostać się do wnętrza siłownika.

   • NIGDY nie wkręcaj złączki głębiej niż fabrycznie zalecane; zbyt agresywne dokręcenie może uszkodzić pokrywę aluminiową.

2. Układ sterowania zaworami

   • Z reguły siłownik dwustronnego działania wymaga zaworu 5/2 (z dwoma wyjściami ciśnienia – do komory przedniej i tylnej).

   • Można też stosować zawory 5/3 (z pozycją środkową zamkniętą), co pozwala zatrzymać tłok w dowolnym miejscu (przy pewnym niedużym upływie).

3. Czystość powietrza i filtracja

   • Upewnij się, że w linii znajduje się filtr do 10 µm, ewentualnie odwadniacz, i zespół przygotowania powietrza (reduktor ciśnienia).

   • Jeżeli używasz mgły olejowej, utrzymuj ją stale; jednorazowe zaprzestanie smarowania może wypłukać fabryczne smary.

4. Pierwsze uruchomienie i regulacja amortyzacji

1. Test przy niskim ciśnieniu

   • Otwórz zawór powietrza stopniowo, zaczynając od ~2–3 bar, by sprawdzić płynność ruchu.

   • Zwróć uwagę, czy nie ma wycieków powietrza w okolicach pokryw, przyłączy.

2. Regulacja dławików

   • W pokrywach są śruby amortyzacji (1–2 szt. na każdą stronę). Kręcąc nimi, zmieniasz przepływ powietrza w końcowej fazie ruchu.

   • Wkręcenie iglicy – większe dławienie, dłuższa i łagodniejsza amortyzacja. Wykręcenie – szybszy dojazd do końca skoku.

   • Dopasuj tak, by uniknąć szarpnięć przy krańcu, ale też nie przesadź z dławieniem (zbyt wolny ruch marnuje czas cyklu).

3. Stopniowe zwiększanie ciśnienia

   • Osiągnij docelowe ~6–7 bar. Sprawdź ponownie szczelność.

   • Wykonaj kilka cykli pełnego wysuwu i wsuwu, obserwując amortyzację, głośność, wibracje.

5. Sprawdzenie pozycji krańcowych

1. Zakres ruchu tłoczyska

   • Upewnij się, że skok siłownika odpowiada planowanym wartościom w projekcie. Niektóre aplikacje mają zderzaki zewnętrzne – siłownik nie powinien próbować wysunąć się dalej niż blokady mechaniczne.

   • Zbyt duże przeciążenie w krańcowych pozycjach może prowadzić do uszkodzenia dławików lub uszczelnienia tłoka.

2. Detekcja pozycji

   • Jeśli siłownik ma magnes na tłoku i zamierzasz używać czujników reed/hall, zamontuj je w rowkach korpusu (o ile to siłownik z rowkiem) lub w zewnętrznych obejmach.

   • Ustaw je tak, by wykrywały krańcowe (lub pośrednie) położenia tłoka zgodnie z wymogami sterownika PLC.

6. Konserwacja i przeglądy cykliczne

1. Regularne sprawdzanie uszczelnień

   • Czy nie pojawia się wyciek (syczenie powietrza) w okolicach pokryw lub przy zgarniaczu tłoczyska?

   • Odrobina kondensatu czy mgły olejowej może wydostawać się wokół tłoczyska, ale nie powinno to być intensywne.

2. Czyszczenie

   • W środowiskach zapylonych należy czyścić odsłoniętą część tłoczyska, by zgarniacz nie zaciągał zanieczyszczeń do wnętrza.

   • W branży spożywczej często myje się cały siłownik ciepłą wodą z detergentem. Wersje nierdzewne i anodowane temu sprzyjają.

3. Smarowanie

   • Fabryczny smar wystarcza na długi okres. Jeśli jednak linia ma naolejacz, powietrze stale zawiera mgłę olejową.

   • Przy wymianie uszczelnień warto zastosować smar zalecany przez producenta (np. smary na bazie mydeł litowych) w rowkach tłoka.

7. Rozwiązywanie problemów

1. Nadmierny hałas w końcówce skoku

   • Prawdopodobnie amortyzacja jest zbyt słabo dławiona. Dokręć iglice w pokrywach.

   • Sprawdź, czy obciążenie lub prędkość nie przekracza zaleceń, co powoduje uderzenia przy dojeździe.

2. Wyciek powietrza

   • Najczęstsza przyczyna: poluzowane nakrętki szpilek, uszkodzony oring w pokrywie, brak uszczelki przy gwincie przyłącza.

   • Zlokalizuj źródło, ewentualnie dokręć nakrętki do zalecanego momentu, wymień oring lub zastosuj szczeliwo gwintów.

3. Tłoczysko nie wysuwa się płynnie

   • Być może układ pneumatyczny ma za małe przekroje węży i zaworów lub zanieczyszczony filtr.

   • Zweryfikuj, czy dławiki nie są za bardzo wkręcone.

   • Sprawdź, czy nie ma obciążenia bocznego blokującego ruch.

8. Demontaż i wymiana uszczelnień

1. Odłączenie powietrza

   • Zakręć zawór główny, odpowietrz siłownik przez odkręcenie przewodów.

   • Dopilnuj, by w instalacji nie było ciśnienia resztkowego.

2. Rozkręcenie siłownika

   • Odkręć nakrętki na szpilkach w sekwencji krzyżowej (po 2–3 obroty na raz), by uniknąć przekrzywienia pokryw.

   • Zdejmij pokrywę frontową, następnie wyjmij tłok i tłoczysko.

3. Wymiana uszczelek

   • Zdejmij stare oringi, pierścienie prowadzące i zgarniacz.

   • Wyczyść rowki z resztek smaru, brudu, ewentualnej korozji.

   • Nałóż nowe elementy z zestawu naprawczego (seal kit) dostarczonego przez CPP PREMA.

4. Montaż powrotny

   • Zaaplikuj cienką warstwę smaru do rowków tłoka.

   • Zamknij pokrywy, wsuwając tłoczysko przez otwór.

   • Dokręcaj szpilki do momentu zalecanego w dokumentacji (np. 15–25 Nm dla D32, 40–60 Nm dla D63 – zależnie od producenta).

9. Montaż w pionie (uwagi dodatkowe)

Gdy siłownik pracuje pionowo i przenosi ciężar:

• Ryzyko opadania przy zaniku powietrza: Można zamontować zawór zwrotny, zawór bezpieczeństwa lub dodatkową blokadę mechanizmu, aby zapobiec opadnięciu ładunku i ewentualnym wypadkom.

• Wyosiowanie: Tłoczysko musi być ściśle w osi z obciążeniem, w przeciwnym razie siły boczne są większe niż przy montażu poziomym.

10. Uwagi dotyczące trwałości

• Dławienie: Im bardziej przykręcone śruby amortyzacji, tym większe ciśnienie wewnątrz przy końcu skoku i większe obciążenie uszczelnień – zalecany balans między łagodnym hamowaniem a nieprzesadnym dławieniem.

• Obciążenia boczne: Przy braku zewnętrznej prowadnicy siłownik zużywa się szybciej (uszczelki, prowadnice w pokrywie).

• Temperatura: Upewnij się, że nie przekraczasz +80°C (albo +150°C w wersji VITON). W wyższej temperaturze istnieje ryzyko deformacji pokryw z aluminium.

11. Bezpieczeństwo i BHP

• Lockout/tagout: Stosuj zawsze przy pracach serwisowych, demontażu.

• Strefa ruchu tłoczyska: Oznacz i zabezpiecz, by pracownicy nie wkładali dłoni w obszar działania.

• Awaryjne zatrzymanie: Przewiduj zainstalowanie zaworu odcinającego, który w razie potrzeby wstrzyma dopływ powietrza i zatrzyma siłownik.

12. Sprawdzenie działania w warunkach docelowych

Po zakończeniu montażu i regulacji warto uruchomić maszynę w normalnym cyklu:

1. Obserwuj siłownik przez kilkanaście – kilkadziesiąt pełnych skoków (wysuw/wsuw).

2. Reaguj na nietypowy hałas, drgania, przecieki, odkształcenia.

3. Korekta dławików amortyzacji może być niezbędna, gdy siłownik pracuje z właściwym obciążeniem i docelową prędkością.

Poniższa sekcja Najczęściej Zadawanych Pytań (FAQ) dotyczących siłowników ISO15552/ISO6431 serii SSI Szpilkowe D32–D320 016A016A016A ma pomóc użytkownikom w szybkim zrozumieniu, jak dobrać, zamontować i serwisować te urządzenia oraz rozwiać typowe wątpliwości pojawiające się w trakcie eksploatacji.

1. Jak dobrać średnicę i skok siłownika do mojej aplikacji?

Odpowiedź:
Najpierw określ wymaganą siłę (obciążenie) i ciśnienie robocze w instalacji. Skorzystaj z tabeli sił (np. w dokumentacji CPP PREMA), aby dobrać odpowiednią średnicę tłoka. Następnie ustal, jaki faktyczny przesuw (skok) jest potrzebny w maszynie – uwzględnij przy tym minimalny zapas (ok. 10–20 mm) w razie błędów. Pamiętaj też o ograniczeniach przestrzeni zabudowy i ewentualnym zastosowaniu amortyzacji zewnętrznej (zderzaki), jeśli ruch jest bardzo dynamiczny.

2. Czy mogę zamontować siłownik w dowolnej orientacji (pion, poziom)?

Odpowiedź:
Tak, siłowniki ISO 15552 mają konstrukcję, która teoretycznie umożliwia pracę w każdej pozycji. W przypadku montażu pionowego (szczególnie przy dużych skokach lub dużej masie ładunku) zaleca się jednak rozważyć dodatkowe elementy zabezpieczające przed opadaniem (zawory zwrotne, blokady) oraz sprawdzić, czy nie występują siły boczne powodujące ugięcie tłoczyska.

3. Jak ustawić prawidłowo amortyzację końcową?

Odpowiedź:
Przy pierwszym uruchomieniu zacznij od minimalnego dławienia (śruby amortyzacji nieco wykręcone). Następnie stopniowo wkręcaj iglice, aż ruch końcowy będzie płynnie hamowany bez gwałtownych stuków. Zbyt mocne dławienie wydłuża czas cyklu i może powodować wzrost ciśnienia w końcówce skoku, a zbyt słabe generuje silne uderzenie w pokrywę.

4. Czy siłownik może pracować w temperaturze powyżej +80°C?

Odpowiedź:
Standardowe uszczelki (NBR/PU) nie są zalecane powyżej +80°C. Dlatego w takiej sytuacji trzeba wybrać wersję z uszczelnieniami VITON (FKM) umożliwiającymi pracę do +150°C. W skrajnych przypadkach (powyżej 150°C) można rozważyć dodatkowe chłodzenie lub specjalne konstrukcje. Pamiętaj też, że aluminium w pokrywach i tulei ma określone limity termiczne, powyżej których następuje zbyt duże rozszerzenie cieplne.

5. Czy można zamówić model z czujnikiem położenia?

Odpowiedź:
Owszem, jeśli wybierzesz siłownik z magnesem na tłoku, możesz zainstalować czujniki zewnętrzne (reed/hall). Niektóre wersje mają rowki w korpusie, w które wpuszcza się czujniki. Wersja “bez magnesu” nie pozwoli na proste wykrywanie pozycji, więc upewnij się, że zamawiasz właściwy wariant.

6. Co zrobić, gdy siłownik jest narażony na korozję lub substancje chemiczne?

Odpowiedź:
Rozważ wersję z elementami nierdzewnymi (tłoczysko, szpilki, nakrętki) i uszczelnieniami VITON. Korpus (tuleja) jest anodowany, co już zapewnia pewną ochronę. Jeśli środowisko jest ekstremalnie agresywne, można dodatkowo zabezpieczyć korpus (np. powłoką PTFE). Ważne też, by systematycznie usuwać agresywne osady z powierzchni siłownika.

7. Czy siłownik z serii 016A016A016A może być stosowany w strefach ATEX?

Odpowiedź:
Tak, ale musisz zamówić wykonanie ATEX (np. II3D lub II2D). Oznacza to odpowiednie materiały, brak źródeł iskrzenia, właściwe uziemienie szpilek i korpusu, itp. Producent (CPP PREMA) najczęściej wskazuje na tabliczce znamionowej lub w certyfikacie, do jakiej kategorii ATEX jest dopuszczony siłownik.

8. Jak często trzeba wymieniać uszczelnienia?

Odpowiedź:
To zależy od intensywności eksploatacji (liczba cykli na godzinę, prędkość, warunki środowiskowe). W typowych warunkach fabrycznie nasmarowane siłowniki wytrzymują kilkaset tysięcy cykli. Jeśli zauważysz wyciek powietrza lub spadek osiągów, sięgnij po zestaw naprawczy. Zwykle wystarczy wymienić oringi, pierścienie prowadzące i zgarniacz.

9. Czy przy długich skokach istnieje ryzyko wygięcia tłoczyska?

Odpowiedź:
Tak, przy bardzo długich skokach i stosunkowo cienkim tłoczysku może wystąpić ugięcie, zwłaszcza jeżeli działa obciążenie boczne. Dlatego w takich aplikacjach:

1. Montuje się prowadnice zewnętrzne.

2. Wybiera się ewentualnie większą średnicę siłownika (co oznacza grubsze tłoczysko).

3. Redukuje się masa i momenty oddziałujące w poprzek osi tłoczyska.

10. Jak działa gwarancja CPP PREMA na te siłowniki?

Odpowiedź:
Szczegółowe warunki są zwykle w dokumentacji handlowej. Producent typically zapewnia gwarancję na okres 12–24 miesięcy (w zależności od regionu) pod warunkiem:

• Stosowania się do zaleceń montażu i konserwacji.

• Używania filtracji powietrza do 10 µm.

• Nieprzekraczania dopuszczalnego ciśnienia i temperatur.

• Braku ingerencji w konstrukcję (poza standardową wymianą uszczelnień).

11. Czy można zmienić skok siłownika z 200 na 300 mm poprzez dopinanie tulei?

Odpowiedź:
Nie, w siłownikach ISO 15552 skok jest realizowany przez określoną długość tulei i tłoczyska. Modyfikacja to de facto przeróbka korpusu, co nie jest praktykowane. Lepiej zamówić nowy siłownik lub skonsultować się, czy producent oferuje program wymiany/upgrade.

12. Czy dwustronne działanie oznacza większe zużycie powietrza?

Odpowiedź:
Dwustronne działanie faktycznie wymaga napełniania na zmianę obu komór. Jednak jest to standard w przemyśle – zapewnia dużą kontrolę ruchu (wysuw i wsuw), a różnica w porównaniu z siłownikiem jednostronnego działania nie zawsze jest duża (w jednostronnym trzeba często stosować sprężynę powrotną, co ogranicza siłę i wymaga większego siłownika).

13. Co zrobić, jeśli amortyzacja jest niewystarczająca?

Odpowiedź:
Możesz:

1. Dokupić zewnętrzne zderzaki lub amortyzatory hydrauliczne na końcu ruchu, jeśli masa jest duża i prędkość wysoka.

2. Zmniejszyć prędkość siłownika przez zastosowanie dławików przepływu.

3. Skonsultować z producentem, czy istnieje wersja wzmocnionej amortyzacji (np. specjalnie wydłużone komory tłumiące).

14. Jak sprawdzić, czy siłownik ma magnes na tłoku?

Odpowiedź:
Najłatwiej:

• Odczytać tabliczkę znamionową lub symbol – np. [016A…M…] (gdzie „M” oznacza magnetyczny), w zależności od konwencji producenta.

• Przykładając czujnik reed do korpusu i próbując przesuwać tłok (bez ciśnienia) – jeśli zapala się dioda na czujniku w pobliżu tłoka, oznacza to istnienie magnesu.

• Sprawdzić dokumentację producenta.

15. Czy da się zatrzymać tłok w połowie skoku?

Odpowiedź:
Tak, używając zaworu 5/3 z pozycją środkową „zamkniętą”. Wówczas obie komory siłownika są odcięte od wydechu i ciśnienia, co teoretycznie może zatrzymać tłok na danym poziomie. Jednak pewne minimalne przesunięcia mogą wystąpić, bo siłowniki pneumatyczne nie są idealnie uszczelnione. Do naprawdę precyzyjnego zatrzymania lub przetrzymania ciężaru w pionie lepiej sprawdza się mechaniczna blokada.

16. Czy siłownik 016A016A016A nadaje się do przenoszenia ludzi?

Odpowiedź:
Generalnie nie. Standardowe siłowniki pneumatyczne w większości nie są projektowane do aplikacji, w których ludzie są bezpośrednio transportowani (np. platformy osobowe). W takiej sytuacji obowiązują przepisy bezpieczeństwa maszyn i windy, zwykle wymagające zabezpieczeń mechanicznych. Niekiedy można stosować siłowniki w platformach serwisowych, ale wyłącznie z certyfikowanymi blokadami i systemami bezpieczeństwa.

17. Czy klasa czystości powietrza jest bardzo istotna?

Odpowiedź:
Tak. Producent zaleca filtrację do 10 µm. Zbyt brudne powietrze może wprowadzać pył i cząstki do wnętrza siłownika, rysując tłoczysko i niszcząc uszczelnienia. Dodatkowo woda w sprężonym powietrzu (bez odwadniaczy) powoduje korozję w dłuższej perspektywie.

18. Czy mogę użyć siłownika w aplikacji z próżnią?

Odpowiedź:
Nie do końca, bo standardowo to siłowniki do pracy z nadciśnieniem (sprężonym powietrzem). Istnieją jednak modele do pracy z lekką próżnią (od strony tłoka) lub warianty specjalne do pewnych rozwiązań, ale to wymaga konsultacji. Przeważnie do próżni stosuje się inne konstrukcje (np. siłowniki beztłoczyskowe z paskiem, ewentualnie siłowniki z podwójnym oringiem i innego typu uszczelnieniami).

19. Co zrobić przy częstych wibracjach lub uderzeniach?

Odpowiedź:

• Dobrze ustawić amortyzację końcową.

• Sprawdzić, czy w maszynie nie ma kolizyjnych elementów.

• Rozważyć zewnętrzne amortyzatory hydrauliczne (tzw. shock absorbers).

• Sprawdzić mocowanie łap lub kołnierza – czy nie ma luzu.

Jeśli wibracje pochodzą z innego elementu maszyny, można dołożyć elementy elastyczne (tłumiki drgań) w konstrukcji wsporczej.