Tłok a tłoczysko – różnice i ich znaczenie w pracy siłownika

Projektując układy pneumatyczne, szczególną uwagę należy zwrócić na zespół tłok-tłoczysko, który stanowi serce siłownika tłoczyskowego. Te dwa elementy, różniące się konstrukcją i funkcją, współpracują ze sobą, przekształcając energię sprężonego powietrza w ruch liniowy lub obrotowy.

Poznanie specyfiki tłoka i tłoczyska pozwala lepiej zrozumieć zasady działania siłowników pneumatycznych. Przyjrzyjmy się bliżej tym elementom i przekonajmy się, czy każdy siłownik pneumatyczny musi mieć w sobie ten duet.

Działanie tłoka siłownika?

Tłok siłownika stanowi kluczowy element roboczy siłownika pneumatycznego, bezpośrednio odpowiadający za przekształcenie energii sprężonego powietrza w ruch liniowy lub obrotowy.

Jest to element o przekroju kołowym, poruszający się wewnątrz cylindra, którego średnica jest precyzyjnie dobrana do wewnętrznej średnicy tulei siłownika.

Konstrukcja tłoka musi spełniać szereg wymagań technicznych. Wykonuje się go najczęściej ze stopów aluminium lub stali, które mogą być dodatkowo pokryte warstwą ochronną, aby zmniejszyć zużycie i tarcie.

Uszczelnienia tłoka – najczęściej w postaci pierścieni z materiałów elastomerowych lub kompozytów PTFE – chronią przed stratami powietrza i ciśnienia.

Przy doborze siłowników pneumatycznych warto sięgać po rozwiązania o potwierdzonej jakości i niezawodności. W naszej ofercie znajdziesz szeroki wybór profesjonalnych siłowników, w tym:

Zapraszamy do kontaktu – nasi specjaliści pomogą w doborze optymalnego rozwiązania dla Twojej aplikacji.

Tymczasem przejdźmy do tłoczyska.

Jaką rolę pełni tłoczysko siłownika?

Tłoczysko siłownika pneumatycznego (trzpień tłoka) to element wykonawczy siłownika pneumatycznego, który przenosi ruch i siłę z tłoka na zewnątrz urządzenia.

Jest to pręt wykonany ze stali chromowanej lub nierdzewnej, z jednej strony połączony trwale z tłokiem, a z drugiej wyprowadzony przez pokrywę przednią siłownika na zewnątrz.

Konstrukcja tłoczyska wymaga szczególnej dbałości o jakość wykonania. Jego powierzchnia jest precyzyjnie obrobiona i polerowana, aby uzyskać bardzo niską chropowatość. Jest to kluczowe dla minimalizacji tarcia oraz zapewnienia długiej żywotności uszczelek w pokrywie przedniej siłownika.

Dodatkowo, powierzchnia tłoczyska jest często hartowana, chromowana lub pokryta inną powłoką, co zapewnia odporność na korozję i zużycie mechaniczne – ścieranie, zginanie.

Średnica tłoczyska jest istotnym parametrem konstrukcyjnym – musi zapewniać odpowiednią sztywność przy przenoszeniu obciążeń, jednocześnie nie powodując nadmiernego zmniejszenia powierzchni roboczej tłoka.

Na końcu tłoczyska siłownika znajduje się zwykle gwint lub inne znormalizowane zakończenie umożliwiające montaż elementów przenoszących ruch na mechanizmy wykonawcze. Precyzja wykonania tego połączenia ma kluczowe znaczenie dla łatwości łączenia siłownika z maszynami oraz dokładności pozycjonowania i trwałości całego układu.

Tłoczysko posiada także uszczelnienie, które zapobiega przedostawaniu się zanieczyszczeń do wnętrza cylindra siłownika.

Czy wszystkie siłowniki pneumatyczne mają tłoczysko?

Nie wszystkie siłowniki pneumatyczne są wyposażone w tłoczysko. W praktyce przemysłowej rozróżniamy dwie główne grupy konstrukcyjne: siłowniki tłoczyskowe oraz beztłoczyskowe, gdzie każda z nich znajduje zastosowanie w określonych warunkach pracy.

Siłowniki tłoczyskowe reprezentują klasyczne rozwiązanie konstrukcyjne, gdzie tłoczysko jest integralnym elementem przenoszącym ruch. Występują w dwóch wariantach: z jednostronnym tłoczyskiem (najczęściej spotykane) oraz z tłoczyskiem przelotowym, gdzie przechodzi ono przez obie pokrywy siłownika.

Siłowniki beztłoczyskowe stanowią alternatywne rozwiązanie, gdzie wyeliminowano klasyczne tłoczysko. Ruch tłoka jest przekazywany na zewnątrz poprzez sprzężenie mechaniczne lub magnetyczne.

Zaletą tej konstrukcji jest możliwość uzyskania długich skoków przy zachowaniu kompaktowych wymiarów oraz jednakowej siły w obu kierunkach ruchu.

Zastosowania siłowników pneumatycznych z tłokiem i tłoczyskiem

Siłowniki pneumatyczne z klasycznym układem tłok-tłoczysko znajdują szerokie zastosowanie w różnorodnych gałęziach przemysłu.

Ich uniwersalność i niezawodność sprawiają, że są podstawowym elementem wykonawczym w wielu aplikacjach automatyki przemysłowej.

W przemyśle produkcyjnym siłowniki te są powszechnie wykorzystywane w:

liniach montażowych – do przesuwania, dociskania i pozycjonowania elementów
systemach pakowania – przy operacjach sortowania i paletyzacji
maszynach produkcyjnych – jako elementy wykonawcze mechanizmów roboczych
systemach transportowych – do przesuwania i zatrzymywania produktów

Szczególnie istotne zastosowanie znajdują w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym, gdzie wymagana jest wysoka higiena pracy.

W przemyśle ciężkim siłowniki z tłoczyskiem stosowane są do:

napędu klap i zasuw
systemów dociskowych w prasach
mechanizmów pozycjonowania ciężkich elementów
napędów bram przemysłowych

W niektórych zastosowaniach specjalnych, jak na przykład w przemyśle górniczym, stosuje się siłowniki o zwiększonej odporności na korozję i trudne warunki środowiskowe. Wykorzystują one specjalne materiały i powłoki ochronne, zachowując jednocześnie standardową zasadę działania układu tłok-tłoczysko.

Tłok a tłoczysko – podsumowanie porównawcze

Tłok i tłoczysko, mimo ścisłej współpracy w siłowniku pneumatycznym, realizują odmienne zadania.

O ile tłok siłownika jest odpowiedzialny za przemianę energii sprężonego powietrza w pracę mechaniczną, o tyle tłoczysko służy do przekazania tej energii do elementów wykonawczych.

Rozróżnienie to jest istotne nie tylko z punktu widzenia zasady działania – tłok pracuje wyłącznie wewnątrz cylindra, a tłoczysko stanowi element łączący siłownik z maszyną.

Zrozumienie tych różnic jest kluczowe przy serwisowaniu siłowników, gdzie właściwa diagnoza i dobór części zamiennych warunkują przywrócenie pełnej sprawności urządzenia.

Więcej na temat budowy siłowników przeczytasz w artykule: Budowa i rodzaje siłowników pneumatycznych.