Компактные и короткоходовые пневмоцилиндры

Компактные цилиндры были разработаны для тех применений, где важнейшим требованием является осевой габарит, а боковые нагрузки, рабочий ход и скорость перемещения невелики. По конструкции компактные цилиндры внешне практически повторяют профильные цилиндры по ISO 15552, отличаясь только узкими крышками, узким поршнем и короткой опорной втулкой.

Диапазон их диаметров от 12 до 125 мм, рабочий ход может достигать 25 мм у цилиндров одностороннего действия и 500 мм у цилиндров двустороннего действия. Но обычно компактные цилиндры рекомендуется использовать с ходом до 50 мм, поскольку в них нет возможности встроить регулируемое демпфирование, а отклонение конца выдвинутого штока от оси перемещения слишком велико из-за короткой опорной втулки. Т.е. требуется ставить внешние демпферы и направляющие или выбирать исполнение с траверсой на штоке, а это сводит на нет преимущество по цене по сравнению с цилиндрами по ISO 15552.

Несмотря на существенные ограничения по скорости и боковой нагрузке, компактные цилиндры стали настолько популярны, что для них в 2003 году также разработали свой стандарт – ISO 21287. Поэтому и здесь различают просто «компактные» цилиндры и «компактные стандартные». При разработке стандарта учитывали желание пользователей применять те же монтажные принадлежности, что и для цилиндров по ISO 15552, поэтому расположение отверстий в крышках и диаметр и резьба штоков по ISO 15552 и 21287 в диапазоне диаметра поршня 32...100 мм совпадают.

Компактные цилиндры, как стандартные, так и нет, могут получать различные опции, включая температурные исполнения, фиксаторы, магнитное кольцо, гладкий корпус и т.д. Плохая стойкость к боковым нагрузкам сделала необходимым наличие варианта с двумя встроенными направляющими и траверсой на штоке, что также защищает шток от проворота.

Варианты исполнений компактных цилиндров (слева направо): базовый, с направляющими, с фиксаторами штока, с квадратным штоком, с двусторонним полым штоком, исполнение clean-design

Поскольку для компактного цилиндра не характерны перемещения на большие расстояния, а главной проблемой является удар поршня о крышку в конце каждого хода, ресурс таких цилиндров указывается сразу в циклах, а не в километрах пробега. Обычно это 30…50 млн. циклов, рабочее давление не выше 10 бар. На основе компактных цилиндров выпускаются тандем-цилиндры и многопозиционные цилиндры.

Сфера применения короткоходовых цилиндров

Дальнейшим развитием компактных цилиндров в сторону упрощения и удешевления можно считать короткоходовые цилиндры. Как понятно из названия, ход их ограничен, как правило, 25 мм, а диапазон ди- аметров 4…100 мм. Их главной отличительной особенностью является отсутствие крышек – корпус выполнен из алюминиевого профиля в виде глухой гильзы, а со стороны штока цилиндр закрывается диском с пружинным кольцом. В результате осевой габарит уменьшается еще больше, но таким цилиндрам из-за отсутствия опорной втулки боковая нагрузка вообще противопоказана, а демпфирование может быть только упругим. Некоторые производители выпускают цилиндры двустороннего действия такой конструкции с диаметром поршня до 200 мм и с ходом до 100 и даже 300 мм, встраивая дополнительные штока и траверсу и называя их компактными цилиндрами с направляющими.

Короткоходовые цилиндры используются не так часто, поэтому вариантов их исполнения также немного. Стандарта для них нет, но многие производители, начиная с диаметра поршня 32 мм, стараются делать на них шток и монтажные отверстия в соответствии со стандартами ISO 15552 и 21287, чтобы использовать те же монтажные принадлежности. То же касается пазов для расположения датчиков положения. Ресурс короткоходовых цилиндров редко превышает 15…20 млн. циклов, рабочее давление до 10 бар. Как и компактные цилиндры, они ремонтопригодны.

Сравнение видов пневмоцилиндров и рекомендации по подбору

Разница в конструкции и габаритах цилиндров хорошо видна на рисунке.

Сравнение осевого габарита стандартного, компактного и короткоходового цилиндров (слева направо) с одинаковым диаметром поршня и рабочим ходом

Все показанные цилиндры имеют одинаковые диаметр поршня, развиваемое усилие и ход. Выбор между ними нужно делать в зависимости от условий конкретного применения:

• доступное пространство,
• скорость перемещения,
• боковые нагрузки и т.д.

Понятно, что с ростом рабочего хода разница в осевом габарите станет не так заметна, и предпочтение в большинстве случаев следует отдавать стандартному цилиндру, который намного лучше противостоит боковым нагрузкам и имеет регулируемое демпфирование. Разница в цене будет не в его пользу, но она более чем компенсируется затратами на дополнительные принадлежности (амортизаторы, направляющие и т.п.) и усилия по монтажу, которые придется сделать, чтобы возможности компактного или короткоходового цилиндра «дотянуть» до уровня стандартного. Для небольших же перемещений, когда часто не требуются высокие скорости, т.е. не бывает сильных ударов, а боковые нагрузки не опасны, предпочтительнее выглядят компактные цилиндры или, как вариант, короткоходовые.