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.

12 pensieri riguardo “Semplice e doppio effetto”

  1. Buongiorno, devo inserire una spina in una cerniera di plastica, il mio cilindro camozzi qp2a050a050 riesce a spingermi la spina meno che l’ultimo centimetro, ovvero quello godronato che ha bisogno di più forza perché un pelo più largo. Come faccio a capire di che cilindro ho bisogno?
    Grazie 1000

    1. Buongiorno Vincenzo. Devi calcolare la forza che ti occorre per inserire la spina, poi vai sulle tabelle di spinta che hanno tutti i produttori di cilindri nelle schede tecniche e scegli quello che fa al caso tuo. Se non sai come misurare con precisione la forza che ti occorre bisogna andare per tentativi. O aumenti la pressione di alimentazione del tuo cilindro, e la forza esercitata aumenta in modo proporzionale, oppure passi a un cilindro di Ø maggiore. Tieni presente che passando da un Ø 50 a un Ø 63 aumenti la forza di oltre il 50%.
      Ciao e spero di esserti stato d’aiuto.

      1. Ok grazie mille della risposta, quindi devo cercare un codice qp2a063a050? E se volessi una corsa un po più lunga dello stelo? Tipo 3/4 cm in più? Considera che per i miei lavori mi serve con uno stelo filettato interno o uno stelo vuoto con lanvite di fissaggio sul lato. Grazie per i consigli.

        1. Il diametro maggiore del cilindro ti da senz’altro più forza di spinta. Per la lunghezza della corsa: le corsa standard dei cilindri a corsa breve, oltre al 50, sono 60,75,80 e 100, vedi quella che fa al caso tuo. I fissaggi in questo caso sono gli stessi di quello che hai montato adesso.

  2. Salve, sto costruendo una macchina per riempire damigiane di vino. Mi serve un pistone pneumatico che spinga fuori lo stelo velocemente mentre il rientro dello stesso deve avvenire a velocità controllata. Come devo fare? grazie mille per le risposte Severino

    1. Puoi usare dei regolatori di flusso da montare sui fori di alimentazione del cilindro.Quando li acquisti accertati che siano regolatori di flusso in scarico. Costano pochi euro e funzionano benissimo.
      Ciao.

  3. Salve, mi accada questo problema ho una benna posteriore per trattore che a tre pistoni: uno per sollevare e scendere a semplice effetto e quelli del ribaltato a doppio effetto, di conseguenza ho tre tubi che devo attaccare al trattore.. Il problema è che ho solo due attacchi a quest’ultimo… Si potrebbe modifocare per esempio i pistoni a doppio effetto, oppure si potrebbe utilizzare un deviatore e in che modo?.. Ringrazio per la pazienza e l’eventuale disponibilità.. Buonaserata

    1. Ciao Onofrio. Mi dispiace ma sui trattori i cilindri sono idraulici per cui io non ne tratto.
      Credo comunque che dovresti inserire una nuova valvola e un nuovo comando.

  4. Buongiorno,
    devo determinare un componente pneumatico che mantenga, pur variando la pressione su un cilindro a doppio effetto, una spinta di 7kg in uscita A+ e un carico in trazione A- di 5Kg per fare un testing di strappo.
    Grazie in anticipo

    1. Buongiorno Enrico. Non è difficile: intanto per convertire i newton in kg bisogna dividere il numero dei newton per 9,80665( quindi moltiplicare i Kg x 9.80655 per ottenere i N, di solito sulle tabelle trovi i N e non i Kg ).
      Diciamo che hai bisogno di circa 68N in spinta e 49N in trazione. Devi consultare il manuale tecnico del produttore del cilindro che hai o che vuoi acquistare e trovare nelle tabelle di spinta la forza che ti occorre in base alla pressione che hai. Di più non posso dirti perché questi dati ( marca del cilindro e pressione di lavoro ) io non li so. Probabilmente dovrai regolare, con apposito regolatore, la pressione in una delle due camere del cilindro perché se ho 6bar di rete è probabile che il cilindro che mi da 70N in spinta ne abbia pochi meno in trazione per cui dovrai andare a regolare la pressione in ingresso della camera anteriore.
      Spero di esserti stato d’aiuto e ti ringrazio per la domanda.

      1. per avere precisione sulle forze devi andare su cilindri elettrici.
        Per calcolare la forza in trazione devi sottrarre la sezione dello stelo
        Comunque se stai su alesaggio 12 in spinta sviluppa 7Kg

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