Semplice e doppio effetto

La prima distinzione che occorre conoscere sul funzionamento del cilindro pneumatico è se il cilindro è a semplice o a doppio effetto: capiamo come funzionano:

Il più semplice dei cilindri è il cilindro a semplice effetto.

Guardiamo il disegno:

Quello strano zig zag che c’è nella parte anteriore del cilindro è una molla che, in questo caso, spinge il pistone contro la parete di sinistra, essendo lo stelo solidale con il pistone, questo rimane dentro; in questo caso parliamo di cilindro a semplice effetto a stelo retratto. Se la molla fosse montata a sinistra del pistone, lo stelo sarebbe spinto in fuori e parleremmo di stelo esteso.

Come facciamo a farlo funzionare? facilissimo: soffiamo dell’aria in pressione e la facciamo entrare da A, l’aria ha pressione sufficiente per vincere gli attriti del pistone e della molla e spinge a destra il pistone e come conseguenza fa uscire lo stelo; l’aria contenuta nella parte anteriore del cilindro esce da B.

Quando tolgo l’alimentazione dell’aria compressa la molla riprende il sopravvento e risposta il pistone nella sua posizione di riposo facendo rientrare lo stelo. L’aria esce da A e entra da B

Il cilindro a semplice effetto a stelo esteso funzionerà esattamente al contrario, vediamo come :

In questo caso la  molla spinge in fuori lo stelo e questa sarà la posizione di riposo del cilindro; quando lo azioniamo…..

L’aria entra nella camera anteriore del cilindro, vince la forza di attriti e molla e spinge il pistone, e quindi lo stelo, all’interno; quando viene a cessare la forza creata dall’aria compressa il cilindro torna nella posizione di riposo.

Facile, no ?

 

E questi sono i cilindri a semplice effetto, per azionarli abbiamo bisogno di valvole 3/2.

Il cilindro a doppio effetto è facilissimo da spiegare se abbiamo capito bene come funziona quello a semplice effetto.

Partiamo da queste immagini: il cilindro a doppio effetto è formato da una camicia dentro alla quale scorre un pistone a cui è collegato uno stelo.

Nella prima immagine lo stelo è dentro perché, come si può capire, l’aria in pressione sta entrando da B e la direzione delle forze è evidenziata dalle due frecce grandi; il pistone finisce di scorrere quando è andato a battuta contro la parete di sinistra e lo stelo sarà entrato tutto per arrivare a una situazione di quiete, ossia: anche se aumento la pressione che entra da B il cilindro non rientrerà di più perché è a fondo corsa.

Per fare svolgere un lavoro al mio cilindro dovrò interrompere il flusso dell’aria che entra da B e farla entrare da A, in questo modo la forza verrà esercitata nella parte posteriore del pistone che farà uscire lo stelo fino a raggiungere la parete di destra.

Teniamo però presente una cosa: io ho solo due fori, A e B da cui l’aria può entrare o uscire. In questo momento si verifica una situazione che mi obbliga ad azionare il cilindro con una valvola particolare che vi spiegherò al momento opportuno: quando interrompo il flusso d’aria che entra da B e la faccio entrare da A, l’aria che si trova nella parte destra ( anteriore )  del cilindro deve uscire e ovviamente esce da B; viceversa quando faccio entrare l’aria da B il pistone si muove verso sinistra ma l’aria che è contenuta nella parte sinistra (  posteriore ) del cilindro deve uscire necessariamente da A.

Aggiungo una particolarità tecnica: la forza di spinta di un cilindro, qualunque esso sia, viene data dalla pressione dell’aria moltiplicata per la superfice su cui essa agisce; se noi guardiamo le due facce del pistone, quella su cui è montato lo stelo avrà una superfice utile per l’aria leggermente inferiore rispetto a quella dove lo stelo manca per cui le forze in spinta e in trazione non saranno mai uguali e se noi alimentiamo il cilindro con una valvola 5/3 a centri in pressione ( ne parlerò in un altro articolo ) il cilindro avrà sempre una leggera prevalenza della camera posteriore rispetto a quella anteriore e quindi una leggera tendenza a fare uscire lo stelo; questo non accadrà se abbiamo uno stelo passante, ossia uno stelo che fuoriesce da entrambe le estremità del cilindro.

Come visualizzato dalle frecce che indicano la forza dell’aria, in questo caso non abbiamo la prevalenza di pressione da nessuna delle due parti.

Per fare lavorare un cilindro a doppio effetto si utilizza solitamente una valvola 5/2.

Tutto chiaro ?

Grazie e a presto.

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