より優れた空気圧シリンダを構築する方法

ロブ・シュピーゲル | 2021年2月17日

ロッドレスシリンダは、圧縮空気により直線経路で負荷を移動させることができる空気圧コンポーネントです。 従来の空気圧シリンダはロッドを使用してピストンから負荷を押したり引いたりしますが、ロッドレスシリンダは負荷をピストンに沿って移動させます。 これにより、より少ないスペースで同じストローク長を実現でき、高負荷や長いストロークでもロッドの座屈を心配する必要がなく、両方向に同じ力を伝達できるという利点があります。 ロッドレス シリンダは、マテリアル ハンドリング、積み込み、持ち上げ、ウェブ切断などの用途に一般的に使用されます。図 1 にロッドレス シリンダの例を示します。

私たちは、Tolomatic のエンジニアリング ディレクターである Gary Rosengren に、効果的な空気圧シリンダーの作り方についての指示を求めました。

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デザインニュース: シリンダーの目的は何ですか?

ゲイリー・ローゼングレン : 空気圧シリンダは産業市場で非常に長い間使用されてきました。 持ち上げ、押す、プレス、バランス調整などのアプリケーションはすべて、空気圧シリンダーの一般的な使用例です。 ロッドタイプのシリンダの方が多くは一般的ですが、ロッドレス空気圧シリンダは興味深く価値のあるニッチ市場を占めています。 ロッドレス空気圧シリンダはスペースを節約し、場合によっては負荷をガイドおよびサポートする機能を提供します。 ロッドレスシリンダは、ストロークまたは移動量が全長内に収まるという特徴があります。 したがって、このタイプのシリンダは、スペースに制約がある用途や、シリンダの荷重を運ぶ能力を利用して機械構造に組み込まれた誘導システムの必要性をなくすことが有利な用途に役立ちます。

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シール ストリップは、ロッドレス シリンダのスロットをシールできる必要がありますが、ピストンを通過できるように十分な柔軟性も備えていなければなりません。

DN: プロセスは何ですかそれをデザインするの？

ゲイリー・ローゼングレン : ロッドレス空気圧シリンダの設計は、ユースケースまたは機能をターゲットにすることから始まり、サイズ、力、場合によっては耐荷重能力についての洞察が得られます。 力はボアの直径と有効面積の関数です。 耐荷重能力は、シリンダーバレルの構造とベアリング要素の関数です。

ロッドレス空気圧シリンダの設計は動作コンセプトから始まります。 主な動作コンセプトは、ケーブルタイプ、磁気結合タイプ、スロットタイプの 3 つです。 これら 3 つの中で最も一般的なのはスロット付きタイプです。 この構成では、エンジニアはプロセスの最初の部分としてシリンダー バレルまたはチューブを製造する方法を検討します。 スロット付きタイプのロッドレス空気圧シリンダでは、シリンダのバレルまたはチューブに、シリンダの全長にわたるスロットが形成されています。

このスロットは、圧力容器を形成するポリウレタンやスチールのストリップやバンドなどの柔軟なシール要素によって最終的にシールされます。 このシール ストリップは、スロットをシールできなければなりませんが、ピストンを通過できるように十分な柔軟性も備えていなければなりません。 効果的なシールと長期にわたる性能を実現するには、シール ストリップもシリンダー バレルと正確に相互作用する必要があります。 このタイプのほとんどのロッドレス空気圧シリンダには、スロットの外面にシール ストリップも含まれており、環境汚染物質がシリンダ内部に侵入して摩耗を促進し、過剰な漏れを引き起こす可能性を防ぎます。

お客様の取り付けポイントは、シリンダ バレルのスロットを通過するヨークへのブラケットを介してシリンダ ピストンに直接取り付けられます。 シリンダーバレルを形成する一般的な方法はアルミニウムの押出成形であるため、エンジニアは押出成形プロセスとその機能について十分に理解している必要があります。 表面仕上げと表面コーティングはシリンダーの性能と寿命に影響を与えるため、適切に設計および指定する必要があります。