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Jan 01, 2024

Les vérins pneumatiques compacts peuvent jouer un rôle important dans l'automatisation

Le cylindre Pancake de Fabco-Air est disponible avec des tailles d'alésage allant de 0,5 à 4

Le cylindre Pancake de Fabco-Air est disponible avec des tailles d'alésage allant de 0,5 à 4 pouces et des courses standard allant de 0,0625 à 4 pouces. Photo courtoisie Fabco-Air inc.

Les vérins compacts sont également disponibles dans une configuration conventionnelle à tirant et entretoise, avec des conceptions de corps rond, carré et extrudé. Photo courtoisie Fabco-Air inc.

Les vérins compacts sont également disponibles dans une configuration conventionnelle à tirant et entretoise, avec des conceptions de corps rond, carré et extrudé. Photo courtoisie Fabco-Air inc.

Le montage traversant est disponible sur de nombreux vérins à course courte. Dans ce cas, des trous contre-alésés sont percés à travers le corps du vérin pour un montage facile avec des vis à six pans creux. Photo courtoisie Fabco-Air inc.

Avec l'option de montage sur le nez, les ingénieurs peuvent fixer l'avant du vérin à la machine. Photo courtoisie Fabco-Air inc.

Le montage pivotant permet au vérin de pivoter sur un arc. Des montures à œil et à chape, ainsi que des montures à tourillon, sont disponibles sur de nombreux modèles de vérins compacts. Photo courtoisie Fabco-Air inc.

Dans certains cas, le montage non centré peut être moins rigide que d'autres options de montage. Étant donné que le plan de la surface de montage ne passe pas par l'axe du cylindre, un moment de flexion est créé autour des points de montage. Néanmoins, les vérins à oreilles latérales sont parfois la solution parfaite pour des applications uniques. Photo courtoisie Fabco-Air inc.

Le maintien de l'orientation fixe de la tige peut être réalisé de plusieurs manières. Les goupilles de guidage internes sont une option pour les vérins à simple tige à double effet. Deux goupilles de guidage incorporées à l'intérieur du cylindre traversent la tête de piston. Ces goupilles de guidage empêchent la rotation de la tige avec une tolérance habituelle de ±1 degré. Photo courtoisie Fabco-Air inc.

Une autre option anti-rotation consiste à utiliser un bloc de guidage externe solidement fixé à la tige de piston. Un ou deux arbres de guidage en acier, fixés au bloc de guidage, assurent une anti-rotation généralement inférieure à 0,8 degré. Photo courtoisie Fabco-Air inc.

Une autre option pour empêcher la rotation consiste à incorporer des tiges de piston doubles dans la culasse. Les tiges sont solidement fixées au piston et liées ensemble à l'extérieur par une barre d'outils aux extrémités des tiges. La plaque d'outillage garantit que les tiges se déplacent en tandem et offre une surface de montage idéale pour les accessoires. Photo courtoisie Fabco-Air inc.

Plusieurs pistons sont utilisés pour augmenter la force de poussée du cylindre. Les vérins à pistons multiples fournissent la même force de sortie que les vérins à piston unique avec des alésages beaucoup plus grands. Des forces plus élevées peuvent être obtenues dans des espaces restreints par rapport aux vérins à alésage plus grand, qui nécessitent une empreinte plus grande et un espace centre à centre plus large lorsque plusieurs vérins sont nécessaires. Photo courtoisie Fabco-Air inc.

Plusieurs pistons sont utilisés pour augmenter la force de poussée du cylindre. Les vérins à pistons multiples fournissent la même force de sortie que les vérins à piston unique avec des alésages beaucoup plus grands. Des forces plus élevées peuvent être obtenues dans des espaces restreints par rapport aux vérins à alésage plus grand, qui nécessitent une empreinte plus grande et un espace centre à centre plus large lorsque plusieurs vérins sont nécessaires. Photo courtoisie Fabco-Air inc.

Cette configuration offre trois positions de course. Deux corps de cylindre sont couplés bout à bout. La tige de piston du cylindre arrière s'étend à travers l'extrémité du capuchon et peut pousser le piston du cylindre avant. En position 1, les deux pistons sont rentrés. Pour obtenir la position 2, la tige de piston du cylindre arrière s'étend, déplaçant la tige de piston du cylindre avant partiellement vers l'avant. La position 3 est atteinte lorsque la tige de piston du vérin avant est complètement sortie. Photo courtoisie Fabco-Air inc.

L'option Dial-a-Stroke de Fabco-Air permet aux ingénieurs d'ajuster avec précision la course d'extension du cylindre. Le tube d'arrêt, l'écrou de réglage avec jupe et les jeux minimaux se combinent pour éliminer les points de pincement, garantissant la sécurité de l'opérateur. Photo courtoisie Fabco-Air inc.

L'option Dial-a-Stroke de Fabco-Air permet aux ingénieurs d'ajuster avec précision la course d'extension du cylindre. Le tube d'arrêt, l'écrou de réglage avec jupe et les jeux minimaux se combinent pour éliminer les points de pincement, garantissant la sécurité de l'opérateur. Photo courtoisie Fabco-Air inc.

"Less is more" semble être la tendance sur le marché des actionneurs pneumatiques. L'immobilier sur les équipements de production est aujourd'hui plus important que jamais. Cela confirme simplement qu'Alfred W. Schmidt (le fondateur de Fabco-Air) avait une longueur d'avance lorsqu'il a conçu le cylindre à air Pancake original à la fin des années 1950. Cet actionneur pneumatique a été conçu pour répondre au besoin de vérins pneumatiques compacts à course courte et à profil bas qui peuvent s'adapter dans des espaces restreints. En fait, ce cylindre offre la course la plus longue possible dans la plus petite taille d'enveloppe globale. Six décennies plus tard, les bouteilles d'air compactes sont toujours d'actualité !

Aujourd'hui, les vérins pneumatiques compacts sont le principal mécanisme d'actionnement linéaire lorsque l'espace est limité. Fréquemment appelés vérins à course courte, ces dispositifs sont disponibles avec des alésages allant de 0,5 à 4 pouces et des courses standard allant de 0,0625 à 4 pouces.

Le Pancake original a un design de corps ennuyé. Aujourd'hui, les vérins compacts sont également proposés dans une configuration conventionnelle à tirants et entretoises, avec des conceptions de corps rond, carré et extrudé.

Les vérins pneumatiques compacts ont une configuration à tige de piston (par opposition aux vérins sans tige). Les vérins à tige de piston fonctionnent de deux manières : à double effet et à simple effet.

Les vérins à double effet utilisent de l'air comprimé pour alimenter à la fois la course d'extension et la course de rétraction (déplacement de la tige d'avant en arrière). Cette disposition rend les vérins à double effet idéaux pour pousser et tirer des charges. Les applications courantes des vérins pneumatiques compacts à double effet comprennent : l'assemblage, le pliage, le serrage, l'alimentation, le formage, le levage, l'abaissement, le positionnement, le pressage, le traitement, le poinçonnage, le secouage et le tri.

Avec les vérins à simple effet, l'air comprimé n'est fourni que d'un côté du piston. L'autre côté évents à l'atmosphère. Selon que l'air est acheminé vers l'extrémité chapeau ou l'extrémité tige du vérin, la tige de piston s'étend ou se rétracte lorsque le vérin est actionné. La conception la plus courante utilise la pression d'air pour étendre la tige de piston. Un ressort interne ramène le piston à sa position d'origine lorsque l'air s'échappe. Ceci est généralement appelé ressort de rappel.

Dans une conception à extension de ressort, la pression d'air rétracte la tige de piston et la force du ressort provoque l'extension de la tige lorsque la pression est supprimée. Cela rend les vérins à simple effet idéaux lorsqu'une force est nécessaire dans une seule direction et que la course de retour est libre et sans charge. Ceux-ci sont également populaires dans les applications où, pour des raisons de sécurité, une position définie doit être prise en cas de panne de courant.

Les applications typiques des vérins pneumatiques compacts à simple effet comprennent : l'actionnement des volets et des leviers, les pièces de serrage et les pièces d'éjection.

Une configuration à tige unique est, de loin, la conception de cylindre pneumatique la plus courante. Cependant, les vérins à double tige sont très utiles dans de nombreuses applications.

Les vérins à double tige sont utilisés :

Les vérins à course courte peuvent être compacts, mais le nombre de modèles disponibles et d'options standard est énorme.

Les vérins pneumatiques compacts ont un grand nombre des mêmes types de supports que les vérins interchangeables plus grands de la National Fluid Power Association (NFPA) et de l'Organisation internationale de normalisation (ISO). Voici un aperçu des types de montage typiques de vérins à course courte et des exemples.

Le montage central est l'option la plus courante. Le meilleur support pour une bouteille d'air est le long de son axe. C'est ce qu'on appelle le montage sur l'axe car le plan de montage est l'axe du cylindre. Cela fournit un support rigide, mais cela nécessite un alignement précis.

Le montage traversant est disponible sur de nombreux modèles de vérins à course courte. Dans ce cas, des trous contre-alésés sont percés à travers le corps du vérin pour un montage facile avec des vis à tête creuse. Des supports de nez ainsi que des supports de bride avant et arrière sont également proposés sur une variété de styles de cylindres compacts.

Le montage pivotant permet au vérin de pivoter sur un arc. Des montures à œil et à chape, ainsi que des montures à tourillon, sont disponibles sur de nombreux modèles de vérins compacts.

Le montage non centré est généralement assez robuste, mais dans certains cas, il peut être moins rigide que d'autres options de montage. Étant donné que le plan de la surface de montage ne passe pas par l'axe du cylindre, un moment de flexion est créé autour des points de montage. Néanmoins, les vérins pneumatiques compacts à pattes latérales et à pattes sont parfois la solution idéale pour des applications uniques.

Pour les applications dans lesquelles l'anti-rotation et l'enregistrement sont critiques, des conceptions de cylindres non rotatifs sont disponibles. Cependant, gardez à l'esprit que les options non rotatives sur les vérins compacts à course courte sont uniquement destinées à la manipulation et à l'enregistrement en torsion légère.

Le maintien de l'orientation fixe de la tige peut être réalisé de plusieurs manières. Les goupilles de guidage internes sont une option pour les vérins à double effet et à simple tige. Deux goupilles de guidage incorporées à l'intérieur du cylindre traversent la tête de piston. Ces goupilles de guidage empêchent la rotation de la tige avec une tolérance habituelle de ±1 degré. Un disque en caoutchouc est inclus à l'extrémité de chaque goupille de guidage pour rattraper le jeu axial et asseoir fermement les goupilles dans les trous de guidage.

Une autre option consiste à utiliser un bloc de guidage externe solidement fixé à la tige de piston. Un ou deux arbres de guidage en acier, fixés au bloc de guidage, assurent une anti-rotation généralement inférieure à 0,8 degré.

Une autre option pour empêcher la rotation consiste à incorporer des tiges de piston doubles dans la culasse. Les tiges sont solidement fixées au piston et liées ensemble à l'extérieur par une barre d'outils aux extrémités des tiges. La plaque d'outillage garantit que les tiges se déplacent en tandem et offre une surface de montage idéale pour les accessoires requis par votre application. Les barres d'outils sont parfois fournies avec des trous de montage filetés ou des trous de montage contre-alésés.

Plusieurs pistons sont utilisés pour augmenter la force de poussée du cylindre. Les vérins à pistons multiples fournissent la même force de sortie que les vérins à piston unique avec des alésages beaucoup plus grands. Des forces plus élevées peuvent être obtenues dans des espaces restreints par rapport aux vérins à alésage plus grand, qui nécessitent une empreinte plus grande et un espace centre à centre plus large lorsque plusieurs vérins sont nécessaires.

Si l'application nécessite un vérin compact avec des positions de charge intermédiaires, des options sont disponibles. Trois positions de tige ou plus peuvent être obtenues avec un seul vérin.

La plus populaire est la configuration à trois positions. Dans cette conception, deux corps de cylindre sont couplés bout à bout à l'aide de deux vis d'assemblage à tête creuse. La tige de piston du cylindre arrière s'étend à travers l'extrémité du capuchon et peut pousser le piston du cylindre avant. En position 1, les deux pistons sont rentrés. Pour obtenir la position 2, la tige de piston du cylindre arrière s'étend, déplaçant la tige de piston du cylindre avant partiellement vers l'avant. La position 3 est atteinte lorsque la tige de piston du vérin avant est complètement sortie. Pour obtenir trois positions distinctes avec cet agencement, la tige de piston du cylindre avant doit être plus longue que la tige de piston du cylindre arrière.

Les interrupteurs électroniques standard pour la détection de position sont une option populaire pour les vérins pneumatiques. Tout ce qui est nécessaire est l'ajout d'un aimant interne fixé au piston. De nombreux vérins compacts sont livrés en standard avec des rainures externes dans leur corps pour faciliter le montage et le réglage des capteurs.

Le réglage de la course est une autre option populaire pour les vérins. Les vérins peuvent être équipés de manière à ce que les ingénieurs puissent régler à la fois les courses d'extension et de rétraction.

Par exemple, l'option Dial-a-Stroke de Fabco-Air permet aux ingénieurs d'ajuster avec précision la course d'extension du vérin. Le tube d'arrêt, l'écrou de réglage avec jupe et les jeux minimaux se combinent pour éliminer les points de pincement, garantissant la sécurité de l'opérateur.

Pour le sens opposé, une vis avec un contre-écrou d'étanchéité monté dans le couvercle arrière permet un réglage simple, robuste et précis de la course de rétraction du vérin. La course s'arrête lorsque le piston entre en contact avec l'extrémité de la vis. Le filetage fin de la vis de réglage permet un réglage précis.

Les applications des vérins pneumatiques compacts sont illimitées. Les cylindres sont utilisés dans l'animatronique, les convoyeurs et les équipements de manutention, les systèmes d'assemblage et de test personnalisés, les machines d'emballage et de palettisation, les machines de transformation du papier, les machines de moulage de plastique, les presses à imprimer, les lignes d'estampage et de formage, les équipements de traitement des semi-conducteurs et les équipements de fabrication de cadres de portes et de fenêtres.

Les vérins pneumatiques compacts sont sélectionnés en fonction de leur capacité à remplir une fonction spécifique. De nombreuses conceptions, options et configurations sont disponibles auprès de nombreuses marques.

Cependant, parfois, le travail à accomplir ne fait pas partie des offres de produits standard et seul un produit personnalisé suffira. Le développement d'actionneurs pneumatiques compacts personnalisés peut souvent être à la fois coûteux et long, mais peut être la seule solution pour des applications uniques.

Pour spécifier un actionneur pneumatique compact pour n'importe quelle application, il faut répondre à deux questions principales avant d'entrer dans le cœur de la conception. Qu'est-ce que vous avez besoin du cylindre pour faire? Quels types de cylindres sont disponibles pour faire cela? Si l'actionneur idéal ne peut pas être trouvé parmi la multitude d'offres standard, un actionneur personnalisé peut être une meilleure solution.

Pour plus d'informations sur les vérins pneumatiques, appelez Fabco Air au 352-373-3578 ou visitez www.fabco-air.com.

Par Jerry Walling - Responsable du développement commercial, Fabco-Air Inc. Gainesville, Floride