Jak správně dimenzovat pneumatický pohon pro průmyslové aplikace

Léto je ideálním obdobím pro údržbu a modernizaci průmyslových strojů. Uvažujete i vy o optimalizaci systémů automatizace a pneumatických pohonů? Přečtěte si náš článek a zjistěte, jak je správně dimenzovat pro efektivní a bezproblémový provoz.

Typy pneumatických pohonů a jejich využití v průmyslové automatizaci

Pneumatické pohony slouží k otevírání a uzavíraní různých systémů v průmyslu a budovách. Jelikož fungují na mechanickém principu a obsahují pouze stlačený vzduch, jsou velice univerzální a bezpečné pro lidi i životní prostředí. Využití tak najdou v průmyslové automatizaci, při ovládání montážních linek, dveří, balicích a dalších průmyslových strojů, v systémech zavlažování i ve zdravotnictví, zemědělství či stavebnictví.

Pneumatické systémy jsou ovládané stlačeným vzduchem, který do pohonu přivádí kompresor. Takto získanou energii pohon převádí na mechanický pohyb. Podle toho, jakým směrem a způsobem se pneumatické pohony pohybují, rozlišujeme 3 typy.

Lineární pneumatický pohon

Lineární neboli pístový pohon se pohybuje rovně tam a zpět. Používá se pro posouvání, zvedání nebo stlačování po přímce, např. pro zasouvání krabic do balicího stroje.

Bezpístnicový pneumatický pohon

Pohybuje se stejně jako lineární pohon, ale nemá píst. Místo toho má jezdce vně válce, který je ovládán magnetem nebo mechanickým spojením uvnitř pneumatického válce. Díky tomu je tento typ kompaktnější a vhodný i pro dlouhé zdvihy.

Rotační pneumatický pohon

Otáčí se kolem osy, a to buď v konkrétním rozsahu (například 90°), nebo dokola. Příkladem využití je otočné rameno na montážní lince. Kombinuje se ale také s kulovými ventily a klapkami, kdy slouží k otevírání a uzavírání průtoku plynných či tekutých provozních látek.

Pneumatický pohon TORK s kulovým ventilem

Nejčastější mýty o pneumatických pohonech

Mýtus 1: „Čím větší pneumatický pohon, tím lepší výkon.“

Ve skutečnosti naddimenzovaný pneumatický pohon spotřebovává zbytečně více vzduchu a energie. Správné dimenzování podle konkrétní aplikace je klíčem k efektivitě i delší životnosti.

Mýtus 2: „Pneumatické pohony jsou vždy hlučné a neekonomické.“

Moderní pneumatické systémy s kvalitní filtrací a regulací průtoku jsou velmi tiché a energeticky efektivní. Správně navržený systém může být spolehlivější a levnější na údržbu než elektrické alternativy.

Mýtus 3: „Na dimenzování pneumatického pohonu nezáleží, důležitý je jen tlak vzduchu.“

Samotný tlak nestačí. Klíčové je zohlednit i velikost pístu, průtok vzduchu, délku zdvihu, rychlost a provozní podmínky. Pouze komplexní výpočet zajistí optimální funkci a bezpečný provoz.

Proč záleží na přesném dimenzování pneumatických pohonů?

Správné dimenzování pneumatického systému má přímý vliv na jeho efektivitu, přesnost a rychlost, ale také na životnost a bezpečnost systému. Pouze pneumatický pohon s odpovídajícími parametry vám zajistí efektivní využití energie, optimální provozní náklady a stabilní výkon bez úniků vzduchu.

Poddimenzovaný pneumatický pohon nemá dostatečnou sílu a přetěžuje se, což vede k častějším poruchám, rychlejšímu opotřebení a kratší životnosti. Naddimenzování zase způsobuje vyšší spotřebu a zbytečné náklady.

V obou případech jsou poruchami ohroženy celé navazující průmyslové systémy a může docházet k prostojům ve výrobě, či dokonce ke zraněním pracovníků. Investice do kvalitních a správně dimenzovaných pneumatických pohonů se proto rozhodně vyplatí.

Klíčové parametry pro správné dimenzování pneumatického systému

Výběru vhodného pneumatického pohonu musí předcházet důkladná analýza požadovaných pracovních parametrů (zejména zátěž) a podmínek prostředí. Co se okolního prostředí týče, musíte vzít v úvahu teplotu, vlhkost a prašnost a zvolit odpovídající řešení. Pokud je pohon určen do prostředí s nebezpečím výbuchu, musí mít certifikaci ATEX.

Velikost a povaha zátěže přímo určuje, jakou budete potřebovat sílu generovanou pístnicí v N (F). Tu lze vypočítat jako součin její činné plochy v m² (A) a rozdílu tlaku vzduchu v Pa (P): F = P × A. Je však nutné počítat se ztrátami způsobenými třením, ztrátou tlaku v potrubí apod.

Rychlost pohybu pístu závisí na průtoku vzduchu a lze ji vypočítat pomocí vzorce v = Q/A, přičemž v je rychlost, Q je průtok a A je plocha pístu. Opět je však nutné zohlednit individuální provozní podmínky, jako je nastavení průtokových ventilů a zatížení pístu; uvedený vzorec platí pouze pro ideální podmínky a výpočet průtoku vzduchu ovlivňuje řada dalších faktorů včetně filtračních jednotek vzduchu.

Podle těchto vzorců tedy můžete určit potřebnou plochu pístu a tlak pneumatického pohonu. Při dimenzování zohledněte také délku zdvihu a požadovanou dynamiku pohybu, aby pohon pracoval spolehlivě v celém rozsahu provozních podmínek.

Dvojčinný pneupohon TORK

Doporučené pneumatické pohony z naší nabídky

V naší nabídce najdete kvalitní jednočinné i dvojčinné pneumatické pohony od výrobce TORK pro nejrůznější aplikace. Všechny jsou vyrobeny z kvalitního nerezu a obstojí i v náročných průmyslových podmínkách.

Například výkonný, spolehlivý a kompaktní dvojčinný pneupohon TORK T-RA60 DA je určen pro rychlé nebo pomalé otočení o 90°. Má široké využití pro kulové ventily, klapky, závity či tlumiče. Jednočinný pneupohon TORK DN 40 je dodáván s již namontovaným nerezovým kulovým ventilem. K pneumatickým pohonům nabízíme i veškeré příslušenství, jako jsou ventily pro řízení průtoku či filtrační jednotky pro přípravu vzduchu.

V případě dotazů nás neváhejte kontaktovat. Rádi vám zdarma poskytneme odborné poradenství při výběru vhodného pneumatického pohonu nebo vám navrhneme řešení na míru vašim potřebám.

FAQ – Nejčastější dotazy k pneumatickým pohonům

Jaký je rozdíl mezi jednočinným a dvojčinným pneumatickým pohonem?

Jednočinný pneumatický pohon využívá stlačený vzduch jen pro jeden směr pohybu a návrat zajišťuje pružina. Hodí se spíše pro jednoduché aplikace.

Dvojčinný pneumatický pohon pracuje se vzduchem v obou směrech, je výkonnější, rychlejší a používá se hlavně v průmyslové automatizaci, například pro ovládání ventilů, klapek nebo průmyslových strojů.

Jak poznám správně dimenzovaný pneumatický pohon?

Správné dimenzování pneumatického pohonu znamená, že pohon bez problémů zvládá požadovanou zátěž, pracuje efektivně, bez častých poruch a bez nadměrné spotřeby vzduchu.

Pokud je pohon poddimenzovaný, dochází k přetížení a rychlejšímu opotřebení. Při naddimenzování zase zbytečně rostou náklady na provoz. Proto je důležité už při výběru provést výpočet síly a průtoku vzduchu.

Jaká je životnost pneumatických pohonů a jak ji prodloužit?

Životnost pneumatických pohonů se pohybuje v řádu statisíců až milionů cyklů podle kvality výrobku, provozních podmínek a pravidelné údržby. Pro dlouhou životnost je klíčová správná filtrace a příprava stlačeného vzduchu, pravidelná kontrola těsnění a správné dimenzování pohonu pro konkrétní aplikaci.