Seria [ZS] standardowe

Siłowniki pneumatyczne beztłoczyskowe serii [ZS] standardowe od CPP PREMA to nowoczesne urządzenia stworzone w celu zapewnienia precyzji, stabilności i wydajności ruchu liniowego w szerokim spektrum zastosowań przemysłowych. Ich kluczową cechą jest konstrukcja beztłoczyskowa, co oznacza, że tłoczysko nie wystaje poza korpus, jak ma to miejsce w klasycznych siłownikach tłoczyskowych. Zamiast tego tłok w serii ZS porusza się wewnątrz profilu aluminiowego, a suwak – zwany także wózkiem – przesuwa się na zewnątrz, umożliwiając przekazywanie siły do obciążenia.

Główne założenia projektowe

1. Standardowa budowa: Seria ZS charakteryzuje się uniwersalną konstrukcją. Wersja „standardowa” odnosi się do podstawowej formy korpusu, typowych przyłączy (w większości modeli – przyłącza standardowe) i możliwości dostosowania podstawowych parametrów.

2. Szeroki zakres skoków: W ofercie znajdziemy modele z krótkim skokiem (np. 40 mm) aż po długie (nawet do 900 czy 1000 mm). Dzięki temu można dobrać siłownik do aplikacji wymagających zarówno niewielkiego, jak i znacznego zakresu ruchu.

3. Różne średnice: Dostępne są warianty o średnicach D18, D25, D32, D40, D50, D63, co pozwala na precyzyjne dostosowanie siły wyjściowej do potrzeb aplikacji.

4. Ciśnienie zasilania: Typowo 6 bar (choć możliwe jest stosowanie w zakresie 2–8 bar w zależności od modelu), co zapewnia optymalną kombinację siły i żywotności uszczelnień.

5. Prędkość ruchu: Według informacji w starych opisach, siłowniki ZS pozwalają na maksymalne prędkości dochodzące do 0,35 m/s, choć w praktyce może to zależeć od obciążenia i rodzaju dławików.

Rola beztłoczyskowej konstrukcji

W siłownikach beztłoczyskowych ZS tłok przesuwa się wewnątrz profilu aluminiowego, natomiast suwak (zewnętrzny) przenosi siłę na obciążenie. Taka budowa ma kilka znaczących zalet:

• Kompaktowość: Przy dużych skokach tradycyjne siłowniki tłoczyskowe stają się bardzo długie, co utrudnia ich montaż. Konstrukcja beztłoczyskowa utrzymuje krótszą długość całkowitą i ułatwia integrację.

• Lepsza ochrona tłoczyska: Tłok nie wystaje poza korpus, więc jest mniej narażony na uszkodzenia mechaniczne czy zanieczyszczenia.

• Możliwość pracy w różnych orientacjach: Duży zakres zastosowań, od poziomych, przez skośne, aż do pionowych ułożeń, z zastrzeżeniem, że obciążenia nie przekraczają dopuszczalnych wartości.

Typowe cechy pracy

• Wysoka precyzja: Dzięki prowadzeniu wewnątrz profilu i odpowiedniemu doborowi uszczelnień, siłowniki ZS umożliwiają powtarzalne, stabilne ruchy w wielu zastosowaniach automatyki przemysłowej.

• Długa żywotność: Poprawny dobór materiałów, takich jak anodowane aluminium czy stal nierdzewna, gwarantuje odporność na korozję. Uszczelki i elementy ślizgowe dopasowane są do pracy w warunkach przemysłowych, co minimalizuje ścieranie i ryzyko wycieków.

• Niski poziom hałasu: W starych tekstach podkreślano, że siłowniki ZS są zaprojektowane tak, by hałas generowany w czasie pracy pozostawał na minimalnym poziomie, co przekłada się na komfort operatorów w środowisku produkcyjnym.

• Możliwość dostosowania: Różne warianty długości, średnic, konfiguracji przyłączy (standardowe, z jednej strony) pozwalają dopasować siłownik do niemal każdej aplikacji.

Dostępne rozmiary i konfiguracje

W ramach serii ZS (wersja standardowa) możemy wyróżnić kilkadziesiąt modeli, różniących się m.in.:

• Średnicą (D18, D25, D32, D40, D50, D63) – decyduje o maksymalnej sile działania siłownika.

• Zakresem skoku – od kilkudziesięciu milimetrów (np. 40 mm) po kilkaset milimetrów (850, 900, 970 mm i więcej).

• Rodzajem przyłączy – „przyłącza standard” (np. króćce gwintowane w standardowych miejscach) lub „przyłącza z jednej strony” (obydwa porty ulokowane w jednym punkcie).

• Wykonania specjalne – choć w starych tekstach nie wspomniano o nich obszernie, producent zwykle daje opcję dopasowania uszczelnień, dodatkowych czujników czy wariantów amortyzacji.

Rola producenta: CPP PREMA

CPP PREMA to marka z doświadczeniem w produkcji urządzeń pneumatycznych, w tym siłowników beztłoczyskowych. Dzięki temu:

• Wysoka jakość wykonania: Kontrola na każdym etapie produkcji, od doboru stopu aluminium po końcowe testy szczelności.

• Wsparcie w doborze: Klienci mogą liczyć na doradztwo w kwestii wyboru właściwej średnicy, skoku i sposobu montażu.

• Serwis i części zamienne: Dostępne zestawy naprawcze oraz pomoc techniczna ułatwiają utrzymanie ruchu w fabryce.

Główne wyróżniki serii ZS

1. Uniwersalność: ZS to seria adresowana do szerokiej gamy aplikacji – od automatyki montażowej, poprzez branżę obróbki, aż po transport czy manipulację.

2. Stabilność ruchu: Konstrukcja siłownika minimalizuje wibracje i zjawiska tarcia, co przekłada się na płynną pracę suwaka.

3. Odporność na warunki środowiskowe: W starych materiałach wspomniano o zdolności pracy w warunkach podwyższonej wilgotności (dzięki anodowanemu aluminium i stali nierdzewnej).

4. Niski poziom hałasu: W halach produkcyjnych ma to duże znaczenie dla komfortu operatorów i wymagań BHP.

5. Łatwość integracji z systemami sterowania: Możliwość montowania czujników krańcowych, współpracy z zaworami 5/2, 5/3, regulatorami przepływu.

Czym się różni od innych serii (np. ZFU, ZK, ZKS)?

W starych tekstach porównywano serię ZS do innych, np. ZFU, ZK, ZKS. Główna różnica to:

• ZFU / ZK / ZKS często posiadają zintegrowane prowadzenie łożyskowane, co umożliwia przenoszenie większych obciążeń bocznych.

• ZS jest serią standardową, co oznacza uniwersalność i prostotę, a jednocześnie pewne ograniczenia w przenoszeniu momentów.

• Maksymalna prędkość w ZS (0,35 m/s) jest niższa niż w niektórych siłownikach o wzmocnionej konstrukcji, ale dla większości standardowych zastosowań przemysłowych i tak jest wystarczająca.

Kiedy wybrać ZS?

• Jeśli potrzebujesz standardowej, niezawodnej i prostej konstrukcji do automatyki przemysłowej.

• Gdy nie są wymagane ekstremalne obciążenia boczne – np. siłowniki nie muszą przenosić bardzo dużych momentów.

• Kiedy liczy się bezpieczeństwo dostaw i szeroki wybór skoków, średnic i konfiguracji przyłączy.

• Jeżeli kluczowe są cicha praca, niska prędkość (do 0,35 m/s) i stabilne działanie przy 6 barach.

Korzyści dla użytkownika

1. Wysoka powtarzalność – precyzyjne pozycjonowanie elementów na liniach produkcyjnych.

2. Długa żywotność i niskie koszty eksploatacji – ograniczone zużycie uszczelnień przy pracy z filtracją powietrza i właściwym dławieniem.

3. Zredukowany hałas – co sprzyja komfortowi pracy i spełnianiu norm BHP.

4. Elastyczność montażu – siłowniki można montować w różnych płaszczyznach, a dodatkowe akcesoria (uchwyty, łapy boczne) ułatwiają integrację.

Siłowniki pneumatyczne beztłoczyskowe [ZS] w wersji standardowej to jedne z najbardziej uniwersalnych rozwiązań napędowych w przemyśle. Ich cechy – kompaktowość, odporność na korozję i trwałość – sprawiają, że można je spotkać w wielu różnych branżach. Poniżej przedstawiamy najbardziej typowe obszary zastosowań, z uwzględnieniem korzyści, jakie dostarcza seria ZS.

1. Automatyka przemysłowa i linie montażowe

W automatyce przemysłowej kluczowe jest precyzyjne sterowanie ruchem i powtarzalność, a siłowniki beztłoczyskowe ZS spełniają te wymagania dzięki:

• Stabilnej konstrukcji – suwak przesuwa się w profilu aluminiowym, co ogranicza wibracje i umożliwia dokładne pozycjonowanie.

• Elastyczności w zakresie skoków – dostępne modele z krótkim (np. D25x40) i długim skokiem (nawet do 900 mm czy więcej), pozwalają projektantom tworzyć różnorodne linie produkcyjne i montażowe.

• Kompatybilności z czujnikami – łatwy montaż czujników krańcowych w rowkach, co wspomaga automatyczne sterowanie PLC.

W praktyce oznacza to szybsze i bardziej niezawodne procesy pakowania, sortowania czy montażu, mniejszą liczbę usterek i wyższe zadowolenie operatorów.

2. Maszyny do obróbki materiałów (cięcie, frezowanie, wiercenie)

Sektor obróbki metali, tworzyw sztucznych czy drewna ceni siłowniki beztłoczyskowe za:

• Kompaktowy montaż – nie potrzebujemy długiego tłoczyska, które musiałoby wychodzić poza korpus, co jest istotne przy ciasnym zabudowaniu maszyn.

• Precyzyjny posuw – np. do dociskania materiału podczas frezowania lub do przesuwu detali w maszynach tnących.

• Odporność na wióry i chłodziwa – anodowane aluminium i stal nierdzewna lepiej znoszą kontakt z cieczami obróbczymi niż wiele innych konstrukcji.

Dzięki temu operatorzy mogą liczyć na powtarzalną jakość obróbki i rzadkie przestoje spowodowane awariami napędów.

3. Przemysł opakowaniowy i logistyczny

W maszynach pakujących, sortujących i liniach logistycznych nieustannie przesuwa się duże ilości towarów:

• Pick & place – siłowniki ZS mogą obsługiwać ramiona w systemach podnoszenia i odkładania produktów.

• Transporter taśmowy – beztłoczyskowy siłownik może wspomagać zmianę toru przepływu paczek czy pozycjonowanie opakowań do etykietowania.

• Magazyny automatyczne – wózki wahadłowe czy stacje przeładunkowe mogą bazować na ruchu siłowników beztłoczyskowych, zapewniając cichy i stabilny ruch.

To przekłada się na poprawę efektywności w przepływie materiałów i eliminację błędów w obsłudze towarów.

4. Technologia transportu i logistyka (przenośniki, sortowniki)

Siłowniki ZS, mimo że nie zawsze są kojarzone z dużymi systemami transportowymi, okazują się pomocne w mniejszych lub precyzyjnych modułach:

• Stacje buforowania – krótkie siłowniki beztłoczyskowe mogą wysuwać się i blokować przepływ towaru, wstrzymując je na czas selekcji lub kontroli.

• Selektory rozdziału – w systemach sortowania paczek, suwak siłownika może kierować przesyłkę na odpowiedni kanał wyjściowy.

Kluczowa jest tu niezawodność: jeśli siłownik zawiedzie, cała linia potrafi stanąć, generując straty finansowe.

5. Branża spożywcza i farmaceutyczna

Ze względu na konstrukcję (anodowane aluminium, stal nierdzewna) i możliwość pracy w warunkach wilgotnych:

• Linie pakowania żywności – siłowniki ZS mogą przesuwać opakowania, dozować produkty, obsługiwać klapy czy zasuwy.

• Systemy etykietujące – w branży spożywczej kluczowe jest precyzyjne przyklejenie etykiet, co wymaga stabilnego napędu.

• Maszyny do konfekcjonowania leków – w farmacji liczy się czystość, niska emisja cząstek i odporność na środki dezynfekcyjne.

W takich zastosowaniach ważna jest łatwość czyszczenia, brak zakamarków i odporność na korozję.

6. Symulatory, urządzenia testowe i badawcze

W inżynierii i R&D istotna jest powtarzalność i precyzja:

• Stanowiska testowe – siłowniki ZS sterują ruchem obciążników, dociskają badane elementy, odwzorowują cykle pracy urządzeń czy mechanizmów.

• Symulatory (np. ruchu pojazdów) – ciche i stabilne siłowniki o niewielkiej prędkości do 0,35 m/s mogą posłużyć do tworzenia ruchomych platform odzwierciedlających warunki jazdy czy wibracje.

• Automatyzacja procesów laboratoryjnych – w miejscach, gdzie konieczna jest precyzja i niewielka przestrzeń montażowa.

Dzięki wysokiej powtarzalności (można wielokrotnie odtwarzać ten sam ruch), naukowcy i inżynierowie uzyskują wiarygodne wyniki testów.

7. Branża rozrywkowa i sceniczna

W starych tekstach wspomniano, że siłowniki ZS spotyka się nawet w branży rozrywkowej:

• Systemy sceniczne – mechanizmy wysuwania dekoracji, podnośniki sceniczne, przesuw rekwizytów w teatrach.

• Parki rozrywki – w urządzeniach symulujących ruch lub manipulujących elementami aranżacji (np. dinozaury animatroniczne, sceny widowiskowe).

Cicha i niezawodna praca jest tu kluczowa, ponieważ awaria siłownika podczas spektaklu czy pokazu w parku rozrywki byłaby nie do zaakceptowania.

8. Projekty inżynieryjne i prototypy

Seria ZS stanowi dobry wybór dla projektów prototypowych i startupów:

• Uniwersalna konstrukcja – pozwala szybko wdrożyć napęd do nowych prototypów maszyn, manipulatorów, czy urządzeń testujących.

• Szeroka paleta skoków i średnic – inżynierowie mają spore pole manewru w dostosowaniu siły i zakresu ruchu.

• Wsparcie producenta – dostęp do rysunków CAD, konsultacji technicznych i standardowych akcesoriów.

Dla początkujących projektantów to cenne, ponieważ skraca czas od projektu do gotowego rozwiązania.

9. Przykładowe sytuacje użycia

1. Zastosowanie w maszynie do cięcia laserowego: Krótkie siłowniki ZS D25x100 przesuwają detale do obszaru pracy lasera, zapewniając precyzyjne ustawienie pod głowicą tnącą.

2. Linia do pakowania cukierków: Długi siłownik ZS D32x600 odsuwa taśmę z opakowaniami pod stację etykietującą, działając w tempie kilkudziesięciu cykli na minutę, bez zacięć i generując minimalny hałas.

3. Symulator jazdy terenowej: ZS D40x100 stabilnie steruje platformą, zapewniając do 0,35 m/s prędkości i precyzyjny ruch w górę–dół na potrzeby odwzorowania nierówności terenu.

10. Argumenty przemawiające za wyborem ZS

• Wszechstronność: Sprawdzają się w licznych gałęziach przemysłu, przy różnorodnych cyklach i obciążeniach.

• Trwałość: Przy ciśnieniu 6 bar i zalecanych prędkościach (0,35 m/s) siłownik pracuje długo i bezawaryjnie.

• Minimalizacja przestojów: Konserwacja sprowadza się do okresowego czyszczenia i kontroli uszczelnień.

• Dostępność akcesoriów: Uchwyty, czujniki, zestawy naprawcze – wszystko łatwo pozyskać od producenta.

Zrozumienie Danych Technicznych siłowników pneumatycznych beztłoczyskowych [ZS] standardowe jest kluczowe przy planowaniu ich wykorzystania w aplikacjach przemysłowych. Poniżej zebrano najważniejsze parametry i charakterystyki, które wyjaśniają, jakie możliwości oferuje ta seria:

1. Średnica (D) i siła wyjściowa

Głównym czynnikiem decydującym o sile generowanej przez siłownik jest średnica wewnętrzna (np. D18, D25, D32, D40, D50, D63). Im większa średnica, tym większa powierzchnia tłoka – a więc też większa siła przy danym ciśnieniu.

• D18: najmniejsza w serii ZS, do niewielkich obciążeń i krótkich skoków.

• D25: najbardziej uniwersalna, stosowana w licznych aplikacjach z obciążeniem średnim.

• D32: zapewnia wyższą siłę, sprawdzi się w maszynach pakujących czy lekkich obrabiarkach.

• D40: mocny siłownik do cięższych prac, np. maszyn transportowych.

• D50/D63: do naprawdę wymagających zadań, gdzie obciążenie jest duże.

2. Długość skoku

W ofercie CPP PREMA znajdziemy modele o różnych skokach – od kilkudziesięciu milimetrów do ponad 900 mm. Przykładowo:

• ZS D25x40: Skok 40 mm, krótki zakres ruchu dla drobnych aplikacji.

• ZS D25x600: Ten sam przekrój (średnica 25 mm), ale wielokrotnie większy skok (600 mm).

• ZS D50x800: Bardzo długi skok (800 mm) przy sporej średnicy, idealny do maszyn transportowych.

Dzięki temu projektanci mają dużą swobodę doboru właściwego napędu. Warto pamiętać, że wydłużanie skoku nie wydłuża siłownika tak bardzo, jak w przypadku konstrukcji tłoczyskowej, co stanowi istotną zaletę.

3. Ciśnienie robocze i prędkość ruchu

Zgodnie z dostarczonymi informacjami, siłowniki ZS zostały zaprojektowane do:

• Ciśnienia zasilania 6 bar (zalecane).

• Maksymalnej prędkości tłoka ok. 0,35 m/s.

Przekroczenie tych parametrów (np. wyższe ciśnienie czy szybszy ruch) może skutkować przyspieszonym zużyciem elementów uszczelniających, większym hałasem i ogólnym obniżeniem żywotności. Z drugiej strony, utrzymywanie rekomendowanych wartości pozwala cieszyć się stabilną pracą i długim czasem eksploatacji.

4. Siły działające na tłok: Fx, Fy, Fz

W dokumencie wspomniano o siłach Fx, Fy, Fz i momentach Mx, My, Mz. Są to dopuszczalne wartości, które określają, jak duże obciążenie boczne i skręcające może siłownik przenieść, zanim dojdzie do nadmiernego zużycia czy uszkodzeń. W modelach ZS, ze względu na brak wzmocnionego prowadzenia (jak w seriach z wózkiem łożyskowanym), momenty są ograniczone, co należy uwzględnić przy projektowaniu aplikacji z obciążeniami poza osią główną.

5. Zakres temperatur pracy

Choć w cytowanych tekstach nie podano szczegółowych wartości, standardowo siłowniki beztłoczyskowe pracują w temperaturach od ok. -10°C do +60°C. W warunkach wyższych temperatur bądź wyjątkowo niskich należy upewnić się, czy uszczelnienia (NBR, FKM) są do tego przystosowane. Ewentualnie można zamówić wariant ze specjalnymi uszczelkami i smarami.

6. Przyłącza powietrza

W standardzie występują:

• Przyłącza standardowe: Porty w typowych miejscach (zwykle gwintowane G 1/8, G 1/4, zależnie od rozmiaru).

• Przyłącza z jednej strony: Oba porty ulokowane na jednym końcu siłownika, co może ułatwiać prowadzenie przewodów w ciasnym środowisku montażu.

Dzięki temu można z łatwością dopasować siłownik do istniejącej instalacji pneumatycznej.

7. Amortyzacja i dławienie

Siłowniki ZS można wyposażyć w zawory dławiąco-zwrotne, które regulują przepływ powietrza przy wlocie i wylocie. Wpływa to na prędkość suwaka, a także amortyzację w krańcowych położeniach. Przy szybkich ruchach i większym obciążeniu warto rozważyć zewnętrzne amortyzatory hydrauliczne, by uniknąć gwałtownych uderzeń w końcach skoku.

8. Poziom hałasu

Zgodnie z cytowanymi opisami, maksymalna prędkość do 0,35 m/s przy 6 barach gwarantuje niski poziom hałasu. W halach produkcyjnych to ważna zaleta, ponieważ przekłada się na wyższy komfort pracy operatorów i mniejsze ryzyko przekroczenia norm akustycznych.

9. Powtarzalność i precyzja

Seria ZS, choć określana jako „standardowa”, nadal zapewnia wysoką powtarzalność ruchu. Konstrukcja beztłoczyskowa eliminuje problemy z długim tłoczyskiem uginającym się pod obciążeniem. Oczywiście, jeśli obciążenie boczne jest duże, należy rozważyć inny typ siłownika (np. z wózkiem prowadzącym). Jednak przy typowych zastosowaniach i poprawnym mocowaniu siłownik potrafi pracować z odchyłkami rzędu dziesiątych części milimetra, co wystarcza w wielu aplikacjach przemysłowych.

10. Wymiary montażowe i akcesoria

CPP PREMA zwykle dostarcza rysunki 2D/3D w formatach CAD, co pozwala inżynierom dopasować siłownik do maszyny. W dokumentacji znajdziemy:

• Rozstaw otworów montażowych – w korpusie, ewentualnie w dedykowanych łapach bocznych.

• Główne gabaryty: długość całkowita, szerokość profilu, średnica otworów do mocowania.

• Akcesoria: łapy, wsporniki, płyty czołowe, czujniki krańcowe, amortyzatory.

11. Przykładowe modele i ich parametry

• ZS D25x100: Średnica 25 mm, skok 100 mm. Odpowiedni do lekkich obciążeń, idealny w manipulacji niewielkimi przedmiotami na linii montażowej.

• ZS D32x420: Średnica 32 mm, skok 420 mm. Większa siła, dłuższy skok, sprawdza się w pakowaniu czy transporcie.

• ZS D40x260: Średnica 40 mm, skok 260 mm, zapewniający pewny docisk lub ruch suwaka w aplikacjach o średnim obciążeniu.

• ZS D50x800: Bardzo duża średnica (50 mm) i spory skok (800 mm). Rozwiązanie do bardziej wymagających procesów z relatywnie długim ruchem.

12. Warunki eksploatacji

• Jakość powietrza: Wymagana filtracja, np. 40 µm, odolejacz i odwadniacz. W przeciwnym razie wewnętrzne uszczelki i elementy ślizgowe zużyją się szybciej.

• Smary: Z reguły fabryczne smarowanie wystarcza na długi okres. W niektórych aplikacjach intensywnych zaleca się okresową kontrolę stanu smaru (zwłaszcza w suwaku).

• Temperatura i wilgotność: Anodowane aluminium i stal nierdzewna radzą sobie w wielu warunkach, lecz przy ekstremach (np. >60°C, < -10°C, bardzo wysoka wilgotność) warto sprawdzić czy uszczelki są dostosowane.

13. Trwałość i częstotliwość serwisów

Przy zachowaniu zaleceń – ciśnienie 6 bar, prędkości do 0,35 m/s, odpowiednia filtracja powietrza – siłowniki ZS mogą pracować wielomilionowe cykle bez istotnego spadku wydajności. Konieczne jest jednak okresowe:

• Czyszczenie profilu i zgarniaczy, usuwanie pyłu i wiórów.

• Kontrola szczelności przyłączy i stanu uszczelnień.

• Ewentualne korygowanie dławików amortyzacyjnych w zależności od zmieniających się warunków produkcji.

14. Wytyczne bezpieczeństwa

Z punktu widzenia BHP:

• Odłączanie powietrza przed pracami serwisowymi jest obowiązkowe.

• Upewnienie się co do braku możliwości samoistnego opadania suwaka w pionowych aplikacjach (np. zawory zwrotne) chroni personel przed urazami.

• Przestrzeganie momentów dokręcania śrub mocujących korpus do konstrukcji maszyny zapobiega poluzowaniu i ewentualnym drganiom.

Seria [ZS] standardowe zawdzięcza swoją trwałość i zdolność do pracy w trudnych warunkach przemysłowych trafnemu doborowi materiałów. W tej części przyjrzymy się temu, z czego wykonane są korpusy, uszczelnienia i elementy ślizgowe, aby lepiej zrozumieć, dlaczego siłowniki ZS są tak cenione w branży.

1. Anodowane aluminium w profilu głównym

Najważniejszym elementem siłownika beztłoczyskowego ZS jest profil aluminiowy, w którym przesuwa się tłok i suwak:

• Aluminium: Lekkie, a zarazem wytrzymałe. Zapewnia dobrą sztywność korpusu przy zachowaniu stosunkowo niskiej masy.

• Anodowanie: Proces elektrolityczny zwiększający odporność na korozję oraz ścieranie. Gładka powierzchnia minimalizuje tarcie i ułatwia czyszczenie.

Taka obróbka zapewnia wieloletnią eksploatację w środowiskach o podwyższonej wilgotności czy obecności olejów i smarów.

2. Stal nierdzewna i elementy współpracujące

Wewnątrz siłownika oraz w obszarach najbardziej narażonych na uszkodzenia – np. prowadnice, śruby mocujące, niektóre części suwaka – stosuje się stal nierdzewną:

• Odporność na korozję: Kluczowa w aplikacjach, gdzie wilgoć lub chemikalia są na porządku dziennym.

• Hartowanie (w elementach łożysk): Zapewnia podwyższoną twardość i wytrzymałość na ścieranie.

• Stabilność wymiarowa: Istotna dla zachowania powtarzalnej geometrii ruchu i uniknięcia luzów.

3. Tworzywa sztuczne o wysokiej trwałości (POM, TPU)

Aby zmniejszyć tarcie i wytłumić drgania:

• POM (polioksymetylen): Stosowany w elementach ślizgowych, tulejach czy wkładkach uszczelniających. Charakteryzuje się niskim współczynnikiem tarcia i stabilnością wymiarową w szerokim zakresie temperatur.

• TPU (poliuretan): W zgarniaczach, wargach uszczelniających, miejscach najbardziej narażonych na kontakt z kurzem i innymi zanieczyszczeniami. TPU łączy odporność na ścieranie z elastycznością.

4. Uszczelki z gum NBR, FKM, EPDM

Zależnie od wersji i potrzeb aplikacji, siłowniki ZS wyposażane są w różne rodzaje elastomerów:

• NBR (nitryl): Standardowa guma dobrze radząca sobie z olejami, powszechna w warunkach przemysłowych (temp. ok. -10°C do +60°C).

• FKM (Viton): Dla wyższych temperatur (powyżej +100°C) i w kontakcie z agresywniejszymi chemikaliami.

• EPDM: Odporny na gorącą wodę, parę i niektóre substancje chemiczne (używany m.in. w aplikacjach spożywczych).

Dobór uszczelnień jest kluczowy dla utrzymania ciśnienia roboczego i zapobiegania wyciekom oraz dla zapewnienia długiej żywotności siłownika.

5. Zgarniacze zewnętrzne i czołowe

W konstrukcji beztłoczyskowej siłownik jest szczególnie narażony na wnikanie brudu przez szczelinę, w której przesuwa się suwak. Dlatego:

• Zewnętrzne i czołowe zgarniacze: Tworzą barierę usuwającą cząstki z powierzchni profilu za każdym razem, gdy suwak się przemieszcza.

• Materiały odporne na ścieranie: Najczęściej TPU lub elastomery o wysokiej elastyczności i wytrzymałości.

• Pasy ochronne (w niektórych modelach): Chronią dodatkowo szczelinę przed wiórami w aplikacjach obróbczych.

Dzięki temu wnętrze siłownika pozostaje czyste, a elementy tłoka i suwaka nie ulegają szybkiemu zużyciu.

6. Tuleje kształtowe i profil wyciskany

CPP PREMA korzysta ze specjalnie kształtowanych profili aluminiowych, które oferują dużą sztywność przy niskiej masie. W starszych opisach mówi się o tulejach kształtowych z profilu wyciskanego o wysokiej sztywności. Taki kształt:

• Minimalizuje odkształcenia w trakcie pracy, zwłaszcza przy długich skokach i umiarkowanych obciążeniach bocznych.

• Ułatwia montaż akcesoriów (czujniki, łapy), gdyż profile zwykle posiadają rowki montażowe.

7. Obróbka CNC i tolerancje

Dla zapewnienia dużej powtarzalności i szczelności:

• Dokładność toczenia, frezowania, szlifowania – kluczowa w miejscach, gdzie suwak styka się z uszczelniaczami.

• Kontrola jakości: Producent zwykle sprawdza każdy siłownik pod kątem szczelności i zgodności wymiarowej, co gwarantuje bezproblemowy montaż i start pracy.

8. Elementy mocujące i łączniki

W serii ZS występują typowe akcesoria:

• Łapy boczne – wykonane z anodowanego aluminium, pasujące do rowków w korpusie.

• Płyty czołowe – zapewniają solidne mocowanie od frontu.

• Śruby i nakrętki – dobierane w klasach wytrzymałości (np. 8.8, 10.9), czasem w wykonaniu nierdzewnym do aplikacji o wysokiej wilgotności.

9. Powłoki antykorozyjne

Poza anodowaniem aluminium, w niektórych elementach stalowych (np. wkręty, łożyska) stosuje się:

• Chromowanie: Zwiększa twardość powierzchni i chroni przed rdzą.

• Cynkowanie: Wersja ekonomiczna, chroniąca przed korozją kontaktową.

• Niklowanie chemiczne: Jednolita warstwa odporna na działanie niektórych chemikaliów.

10. Uwarunkowania ekologiczne i recykling

Współczesny przemysł kładzie nacisk na zrównoważony rozwój i recykling. Aluminium jest łatwe do ponownego przetworzenia, stal nierdzewna również. Dzięki temu, gdy siłownik dobiegnie kresu użytkowania, jego główne komponenty nadają się do wtórnego wykorzystania. Oprócz tego długowieczność siłownika sama w sobie zmniejsza ilość odpadów, bo rzadziej potrzebna jest wymiana podzespołów.

11. Diagnostyka zużycia i serwis

Zastosowanie wysokiej klasy materiałów pozwala na proste diagnozowanie zużycia:

• Zmiany w gładkości profilu: Oznaczać mogą problemy z zgarniaczami.

• Uszkodzenia uszczelek: Zwykle widać wycieki powietrza czy smaru.

• Kolor i stan anodowania: Utrata warstwy tlenku w kluczowych miejscach to sygnał, że siłownik pracuje w warunkach wykraczających poza zalecenia.

W razie potrzeby producent dostarcza części zamienne (uszczelki, zgarniacze) i wspiera instrukcjami, jak wymienić je w warunkach warsztatowych.

12. Wpływ materiałów na osiągi

Dobór materiałów:

• Redukuje hałas (bardziej miękkie uszczelki i gładki profil).

• Zapewnia odporność na korozję (aluminium + stal nierdzewna).

• Gwarantuje lekkość (aluminium zamiast stali w całym korpusie).

• Podnosi trwałość (hartowane i zabezpieczone elementy ślizgowe).

W efekcie siłowniki ZS cechuje długi okres bezawaryjnej pracy i utrzymanie wysokich parametrów ruchu.

Poprawna instalacja siłowników pneumatycznych [ZS] standardowe ma kluczowe znaczenie dla ich efektywności i żywotności. Poniżej znajdziesz omówienie krok po kroku, jak zamontować i uruchomić siłownik, by cieszyć się jego stabilną pracą w warunkach przemysłowych.

1. Przygotowanie do montażu

1. Sprawdź model: Upewnij się, że posiadasz właściwy wariant (np. ZS D25x300, D32x500) o pożądanej średnicy i skoku.

2. Przeczytaj dokumentację: Zazwyczaj producent dostarcza rysunki CAD i instrukcje. Zapoznaj się z rozstawem otworów, zalecanymi momentami dokręcania śrub, wymogami ciśnienia i jakości powietrza.

3. Oczyść obszar: W miejscu montażu usuń pyły i oleje, aby uniknąć przedwczesnego zabrudzenia zgarniaczy.

2. Montaż mechaniczny siłownika

1. Wybór uchwytów: Zależnie od aplikacji, możesz używać łap bocznych, płyt czołowych lub mocowań z jednej strony. Producent często oferuje akcesoria dopasowane do kształtu profilu.

2. Pozycjonowanie: Siłownik musi być zamocowany równolegle do kierunku ruchu. W pionowej aplikacji rozważ zawory bezpieczeństwa przeciw opadaniu suwaka.

3. Dokręcanie śrub: Stosuj klucz dynamometryczny i rekomendowane momenty. Zbyt silne dokręcenie odkształca korpus aluminiowy, za słabe – grozi poluzowaniem w trakcie drgań.

3. Przyłącze pneumatyczne

1. Filtracja powietrza: Zainstaluj filtr min. 40 µm, odwadniacz i ewentualnie smarownicę (tylko jeśli producent akceptuje smarowanie mgłą olejową).

2. Rodzaj portów: Jeśli masz „przyłącza standard”, sprawdź gwint (np. G 1/8). W wariancie „z jednej strony” oba porty w jednym miejscu.

3. Weryfikacja szczelności: Po podaniu niskiego ciśnienia (2–3 bar) użyj roztworu wody z mydłem do wykrycia ewentualnych nieszczelności przy złączach.

4. Test ruchu bez obciążenia

1. Stopniowe zwiększanie ciśnienia: Do ok. 6 bar, równocześnie obserwując ruch suwaka. Sprawdź, czy porusza się płynnie w całym zakresie skoku.

2. Regulacja prędkości: Ustaw zawory dławiąco-zwrotne, by suwak nie uderzał w pozycjach krańcowych. Pamiętaj, że maksymalna zalecana prędkość to 0,35 m/s.

3. Amortyzacja końcowa: W razie szybkiej pracy warto zamontować amortyzatory hydrauliczne, minimalizujące uderzenia w krańcach i chroniące mechanizm.

5. Montaż obciążenia na suwaku

1. Dopuszczalne siły i momenty: Seria ZS nie jest dedykowana do bardzo dużych momentów. Przekroczenie wartości Mx, My, Mz może prowadzić do uszkodzeń.

2. Wyważenie ładunku: Umieść środek ciężkości możliwie blisko osi siłownika. Jeśli musisz montować w pewnej odległości, zwróć uwagę, by nie przeciążyć suwaka.

3. Dokręcenie uchwytów: Śruby i nakrętki przykręć z zalecanym momentem, najlepiej stosować zabezpieczenia (np. podkładki sprężynujące).

6. Integracja z systemem sterowania

1. Czujniki krańcowe: Zamontuj w rowkach na korpusie (jeśli występują). Ustaw je w miejscach, gdzie potrzebujesz sygnału do sterownika PLC o osiągnięciu danej pozycji.

2. Logika sterowania: W programie PLC określ sekwencje zasilania komór siłownika, czas wysterowania zaworów 5/2 czy 5/3, warunki bezpieczeństwa (np. zablokuj ruch, jeśli inny element nie jest w pozycji bezpiecznej).

3. Diagnostyka: Przeprowadź testy w normalnych warunkach pracy, rejestrując czasy cyklu, spadki ciśnienia, ewentualne błędy w czujnikach.

7. Kontrola po uruchomieniu

1. Kilkanaście cykli roboczych: Obserwuj siłownik, wsłuchując się, czy nie występują stuki, piski czy nienaturalne drgania.

2. Temperatura: Sprawdź, czy korpus i przewody nie przegrzewają się. Za wysoka temperatura to sygnał, że siłownik jest przeciążony lub pracuje przy zbyt dużej prędkości.

3. Szczelność: Upewnij się, że ciśnienie w instalacji nie spada gwałtownie, co mogłoby oznaczać wycieki.

8. Konserwacja i przeglądy

1. Regularne czyszczenie: Usuń pyły, wióry z korpusu i rejonu zgarniaczy, szczególnie w cięższych warunkach pracy.

2. Smarowanie: W większości przypadków siłownik jest fabrycznie nasmarowany na cały okres eksploatacji. Jeśli aplikacja jest intensywna lub w trudnym środowisku, zapytaj producenta o ewentualne dosmarowywanie.

3. Wymiana uszczelek: Kiedy zauważysz spadek ciśnienia w siłowniku lub ślady wycieków, rozważ wymianę zestawu uszczelek. CPP PREMA zwykle oferuje oryginalne części zamienne.

9. Najczęstsze problemy i ich przyczyny

• Suwak się zacina: Możliwe powody to brak równoległości montażu, zabrudzone zgarniacze, niewłaściwa filtracja powietrza lub przekroczenie dopuszczalnych momentów.

• Wyciek powietrza: Nieszczelne przyłącza, zużyte uszczelki wewnętrzne. Warto dokręcić złączki lub wymienić uszczelnienia.

• Za duży hałas: Zbyt wysoka prędkość, brak lub niewłaściwa amortyzacja.

• Nieodpowiednia siła: Ciśnienie w instalacji może być za niskie (np. < 4 bar), bądź siłownik jest za mały (zbyt mała średnica).

10. Demontaż i wymiana

1. Odłącz sprężone powietrze i upewnij się, że w komorach nie ma ciśnienia.

2. Zdemontuj obciążenie z suwaka.

3. Odkręć siłownik z konstrukcji maszyny i odłącz przewody.

4. Sprawdź profil i zgarniacze. Jeśli uszkodzenia są niewielkie, wystarczy regeneracja (np. wymiana uszczelek, zgarniaczy).

11. Błędy montażowe do unikania

• Ustawienie pod kątem: Siłownik nie pracuje równolegle, co zwiększa tarcie i powoduje zacinanie.

• Nadmierne dokręcenie śrub w aluminiowym korpusie – grozi wgnieceniem profilu.

• Brak amortyzacji przy szybkich ruchach – uderzenia w krańcach mogą uszkodzić wewnętrzne elementy.

• Zbyt duże obciążenie boczne – w przypadku serii ZS bez wzmocnionego prowadzenia, należy unikać znacznych momentów zginających.

12. Wskazówki bezpieczeństwa

• Zawsze odcinaj zasilanie powietrzem przed demontażem czy naprawą.

• Nie przekraczaj dopuszczalnych wartości ciśnienia i prędkości.

• Stosuj środki ochrony (rękawice, okulary) przy instalacjach z wiórami czy ostrymi krawędziami.

• Zabezpiecz pionowe aplikacje przed samoistnym opadaniem suwaka.

Poniżej przedstawiamy zestawienie najczęściej pojawiających się pytań związanych z użytkowaniem siłowników pneumatycznych [ZS] standardowe w wersji beztłoczyskowej. Odpowiedzi te pomogą Ci w szybkiej diagnozie problemów, doborze właściwego wariantu i zrozumieniu specyfiki tej serii.

1. Czym różni się seria ZS od innych siłowników beztłoczyskowych CPP PREMA (np. ZK, ZFU, ZKS)?

Seria ZS to standardowa konstrukcja beztłoczyskowa, bez wzmocnionego wózka prowadzącego (jak w ZK czy ZKS). Oznacza to uniwersalność i prostotę, ale także ograniczoną zdolność do przenoszenia dużych momentów bocznych. Z kolei ZK, ZFU, ZKS często mają wózek łożyskowany, pozwalający obsłużyć większe obciążenia.

2. Jaką prędkość mogę osiągnąć w siłowniku ZS?

W dostępnych materiałach wspomina się o maksymalnej prędkości 0,35 m/s przy ciśnieniu 6 bar. Jeśli próbujesz uzyskać wyższą prędkość, istnieje ryzyko zwiększonego zużycia uszczelek oraz głośniejszej pracy. Dodatkowo, przekroczenie tej wartości może zmieniać dopuszczalne obciążenie boczne.

3. Czy można zmienić ciśnienie robocze, by uzyskać większą siłę?

Teoretycznie tak, jednak przekraczanie 6 bar w siłownikach ZS może skrócić żywotność uszczelek i zwiększyć ryzyko wycieków. Należy upewnić się, czy producent dopuszcza większe ciśnienie (np. 7-8 bar) w danym modelu. Jeśli potrzebujesz dużo większej siły, rozważ siłownik o większej średnicy lub inną serię (np. ZK z wzmocnionym prowadzeniem).

4. Jak dbać o czystość siłownika w zakładzie o wysokim zapyleniu?

• Regularnie czyść zewnętrzną powierzchnię i okolicę zgarniaczy.

• Stosuj filtr powietrza o odpowiedniej klasie czystości, aby zapobiec zanieczyszczaniu wnętrza siłownika.

• Rozważ osłony lub kurtyny w miejscu pracy siłownika, by pył i wióry nie gromadziły się na szczelinie.

5. Czy siłowniki ZS można montować w pionie (ruch góra-dół)?

Tak, jednak pamiętaj, że siłownik beztłoczyskowy ZS (bez prowadzenia łożyskowanego) nie jest dedykowany do dużych momentów odchylających. Upewnij się, że ładunek nie przekracza dopuszczalnych wartości Mx, My, Mz. W pionowej aplikacji rozważ też zawory antyopadowe, by suwak nie spadł w razie zaniku ciśnienia.

6. Jakie akcesoria usprawniają pracę siłownika ZS?

• Zawory dławiąco-zwrotne: do regulacji prędkości wysuwu i chowania.

• Czujniki położenia: kontaktronowe lub hallotronowe, do monitorowania stanu krańcowego i sterowania PLC.

• Uchwyty montażowe: łapy boczne, płyty czołowe, pozwalające łatwo wpasować siłownik w konstrukcję maszyny.

7. Jakie środki bezpieczeństwa trzeba zachować przy pracy z siłownikami ZS?

Przede wszystkim:

• Odłącz zasilanie powietrzem przed pracami serwisowymi.

• Zabezpiecz aplikacje pionowe – by suwak nie opadł, narażając ludzi na urazy.

• Przestrzegaj zaleceń producenta w zakresie dopuszczalnych ciśnień, momentów dokręcania, obciążeń bocznych.

8. Czy mogę samodzielnie wymienić uszczelki i zgarniacze?

Tak, o ile posiadasz oryginalne zestawy naprawcze oraz instrukcję. Proces jest zwykle prosty: wystarczy zdemontować suwak, wymienić zużyte elementy (uszczelki, gumy), oczyścić wnętrze i ponownie złożyć. Jeśli uszkodzenia są rozleglejsze, warto skonsultować się z serwisem CPP PREMA.

9. Jak ustalić, czy mam właściwy skok?

Przeanalizuj:

• Wymagany zakres ruchu detalu w aplikacji (np. od pozycji 0 do 300 mm).

• Margines na amortyzację: w niektórych siłownikach zapas kilkunastu milimetrów może być potrzebny, by amortyzacja końcowa działała poprawnie.

• Miejsce montażu: czy w otoczeniu jest wystarczająco przestrzeni na korpus siłownika?

10. Jak dobrać wymiary przewodów pneumatycznych?

Średnica przewodów wpływa na przepływ powietrza i dynamikę ruchu:

• Zbyt cienkie przewody ograniczają prędkość wysuwu/chowania.

• Zbyt grube są często zbędne i droższe.

• Producent zazwyczaj zaleca nominalną średnicę przewodu dla danego rozmiaru siłownika (np. 6 mm, 8 mm).

11. Czy siłowniki ZS można łączyć w układy wieloosiowe?

Tak, choć ze względu na brak wzmocnionego prowadzenia warto zachować ostrożność przy znaczących obciążeniach bocznych. W prostych systemach XY czy XYZ, siłowniki ZS sprawdzają się dobrze, o ile precyzyjnie dobierzemy punkty podparcia, akcesoria montażowe i przestrzegamy maksymalnych momentów.

12. Jak redukować hałas w trakcie pracy siłownika?

• Utrzymuj prędkość w granicach (0,35 m/s).

• Zadbaj o amortyzację w skrajnych pozycjach.

• Zapewnij filtrację powietrza – zabrudzone uszczelki generują tarcie i zwiększają poziom dźwięku.

13. Czy siłowniki ZS nadają się do kontaktu z żywnością?

W standardzie – raczej do otoczenia spożywczego (np. w maszynach pakujących), o ile nie ma bezpośredniego kontaktu z żywnością. W aplikacjach, gdzie jest wymagana zgodność z FDA, należy zgłosić taką potrzebę producentowi, by otrzymać uszczelnienia i smary spełniające normy higieniczne.

14. Co zrobić, gdy prędkość suwaka jest za wolna?

• Zwiększ przekrój przewodów i/lub zastosuj wydajniejszy kompresor, by zapewnić wyższy przepływ powietrza.

• Otwórz dławiki – może są zbyt przykręcone, ograniczając przepływ.

• Zredukować obciążenie – może masa przenoszonego elementu jest zbyt duża dla danej średnicy siłownika.

15. Czy siłowniki ZS są odporne na silne środki chemiczne (np. kwasy)?

Standardowo anodowane aluminium i stal nierdzewna radzą sobie z umiarkowanie agresywnymi substancjami. Przy silnych kwasach czy zasadach lub temperaturach przekraczających 60°C – warto skonsultować się z producentem w celu doboru specjalnych uszczelnień i powłok ochronnych.

16. Jak diagnozować spadki siły w trakcie pracy?

• Sprawdź ciśnienie w instalacji (manometr – czy nie spada np. do 4 bar?).

• Obserwuj uszczelnienia – mogą przepuszczać powietrze, powodując mniejszą efektywną siłę.

• Zobacz czy obciążenie nie uległo zwiększeniu.

• Skontroluj dławiki, czy nie zostały zbyt mocno przykręcone.

17. Czy w siłownikach ZS można łatwo montować czujniki pośrednie (nie tylko krańcowe)?

Tak, wystarczy wsunąć czujnik (kontaktronowy, hallotronowy) w rowek profilu i ustawić we właściwej pozycji. Pozwala to zdefiniować punkty pośrednie wzdłuż skoku, co przydaje się w programowaniu sekwencji ruchów w sterowniku PLC.

18. Jakie środki bezpieczeństwa przy pracy z ciśnieniami powyżej 6 bar?

Jeżeli producent dopuścił wyższe ciśnienie (np. 7–8 bar w niektórych modelach), pamiętaj, że:

• Rośnie obciążenie uszczelnień i korpusu.

• Skraca się żywotność w warunkach ciągłej pracy.

• Może zwiększyć się hałas i ilość wibracji.

19. Czy można zamówić warianty z powłokami antybakteryjnymi?

Coraz więcej producentów oferuje takie rozwiązania w siłownikach kontaktujących się z mediami spożywczymi, jednak w starych opisach nie wspomniano o takim wariancie. W praktyce – tak, można zapytać CPP PREMA o dostępność uszczelnień i powłok antybakteryjnych w serii ZS.