Siłownik hydrauliczny stanowi kluczowy element przemysłowych układów hydraulicznych, których projektowanie i serwis wymagają precyzji oraz znajomości obowiązujących standardów.
Odpowiednia standaryzacja komponentów gwarantuje bowiem bezawaryjną pracę, pełną zamienność części oraz bezpieczeństwo całego systemu. Każdy dobrze dobrany siłownik hydrauliczny musi zatem spełniać precyzyjne wymogi normatywne. Zapewnia to powtarzalność parametrów oraz kompatybilność z innymi elementami instalacji.
Siłownik hydrauliczny – standaryzacja ISO
W świecie hydrauliki siłowej kluczową rolę odgrywają wytyczne Międzynarodowej Organizacji Normalizacyjnej (ISO). Dotyczą one siłowników serii kompaktowej o ciśnieniu roboczym do 160 bar (16 MPa).
Dwa najpopularniejsze standardy siłowników hydraulicznych w tej kategorii to ISO 6020/1 oraz ISO 6020/2. Choć oba typy operują w identycznym zakresie ciśnień, diabeł tkwi jednak w szczegółach. Różnice w ich konstrukcji mechanicznej oraz przeznaczeniu aplikacyjnym są bowiem fundamentalne.
Dlatego eksperci z Hydrora przygotowali techniczne porównanie ułatwiające podjęcie właściwej decyzji inżynierskiej.
Siłownik hydrauliczny z drążkiem ściągającym firmy Conforti, zgodny z normą ISO 6020/2
Konstrukcja korpusu i architektura mechaniczna siłownika hydraulicznego
Główna różnica, która natychmiast pozwala odróżnić oba standardy siłowników, dotyczy sposobu połączenia pokrywy przedniej i tylnej z cylindrem. Ta z pozoru prosta cecha geometryczna bezpośrednio determinuje bowiem sztywność całej konstrukcji oraz jej gabaryty zewnętrzne.
ISO 6020/1 (Seria siłowników hydraulicznych z płytami okrągłymi skręcanymi)
W tym wariancie płyty są mocowane bezpośrednio do cylindra za pomocą specjalnych gwintów lub dedykowanych kołnierzy mocujących. Całkowity brak zewnętrznych śrub ściągających sprawia z kolei, że siłownik charakteryzuje się gładką, wyjątkowo zwartą budową. Dzięki temu ułatwia to jego czyszczenie oraz pozwala na bezproblemowy montaż w miejscach o mocno ograniczonej przestrzeni.
ISO 6020/2 (Seria siłowników hydraulicznych ze śrubami ściągającymi)
Konstrukcja tej serii bazuje natomiast na zewnętrznych śrubach ściągających, które biegną wzdłuż cylindra, łącząc ze sobą obie pokrywy. Ponieważ siły wynikające z ciśnienia roboczego są w głównej mierze przenoszone przez śruby ściągające, inżynierowie mogą w efekcie zastosować lżejszy cylinder. Minusem tego rozwiązania jest jednak zwiększenie całkowitego profilu poprzecznego siłownika.
Wymiary montażowe i brak bezpośredniej zamienności
Dla każdego inżyniera i managera utrzymania ruchu kluczową informacją jest ponadto fakt, że obie normy definiują całkowicie odmienne siatki wymiarowe. Oznacza to w praktyce, że siłowniki ISO 6020/1 oraz ISO 6020/2 nie są bezpośrednio zamienne pod względem przyłączy hydraulicznych oraz punktów mocowania.
Poniższa tabela przedstawia natomiast zestawienie najważniejszych parametrów technicznych obu standardów siłowników hydraulicznych:
| Parametr / Cecha techniczna | Standard ISO 6020/1 | Standard ISO 6020/2 |
|---|---|---|
| Typ konstrukcji cylindra | Okrągła (bez śrub ściągających, skręcana) | Ze śrubami ściągającymi |
| Nominalne ciśnienie pracy | Do 160 bar (16 MPa) | Do 160 bar (16 MPa) |
| Zakres średnic tłoków | Szeroki zakres od Ø 40mm do Ø 320mm | Standardowo od Ø25mm do Ø200mm |
| Kompaktowość radialna | Wysoka (minimalna średnica zewnętrzna) | Średnia (wymuszona rozstawem śrub ściągających) |
Siłownik hydrauliczny – dostępne typy mocowań w siłownikach hydraulicznych ISO
Normy ISO precyzyjnie kodyfikują ponadto dozwolone sposoby montażu siłownika do konstrukcji maszyny lub urządzenia. Z powodu różnic w architekturze zewnętrznej, katalogi dostępnych mocowań dla obu opisywanych serii różnią się w związku z tym od siebie:
W przypadku ISO 6020/1: Dominują tu wytrzymałe mocowania kołnierzowe zlokalizowane na płycie przedniej bądź tylnej, czopy, a także uszy z łożyskami przegubowymi, które są integralną częścią pokrywy. Taka konstrukcja doskonale radzi sobie przy tym z przenoszeniem bardzo dużych obciążeń osiowych, zachowując jednocześnie minimalne ugięcie korpusu cylindra.
W przypadku ISO 6020/2: Norma ta w pełni wykorzystuje natomiast specyfikę konstrukcji ze śrubami ściągającymi. Do najpopularniejszych metod montażu należą przedłużone śruby ściągające (występujące z przodu lub z tyłu), które pełnią jednocześnie rolę śrub montażowych. Standard uwzględnia również klasyczne uszy z łożyskami przegubowymi lub bez łożyska oraz praktyczne mocowania na łapach.
Wytrzymałość zmęczeniowa i dynamika układu
Sposób dystrybucji naprężeń mechanicznych wewnątrz korpusu siłownika bezpośrednio wpływa z kolei na jego żywotność oraz odporność na nagłe skoki ciśnienia w układzie.
Siłowniki hydrauliczne wykonane zgodnie z normą ISO 6020/1 cechują się znacznie wyższą sztywnością w osi wzdłużnej. Przekłada się to bowiem na doskonałą odporność na naprężenia gnące, co jest kluczowe w aplikacjach, w których na tłoczysko działają niepożądane siły poprzeczne.
Z kolei konstrukcja siłowników hydraulicznych ISO 6020/2, dzięki naturalnej elastyczności długich śrub ściągających, lepiej kompensuje mikroskopijne wydłużenia liniowe pod wpływem ciśnienia. Należy jednak pamiętać, że przy długich skokach i bardzo wysokiej dynamice pracy śruby ściągające mogą podlegać zmęczeniu materiałowemu, co z kolei wymusza regularną kontrolę momentu dokręcenia ich nakrętek.
Podsumowanie – który siłownik hydrauliczny wybrać do swojego układu?
Ostateczny wybór pomiędzy standardem ISO 6020/1 a ISO 6020/2 powinien być podyktowany przede wszystkim warunkami przestrzennymi na stanowisku pracy oraz specyfiką cyklu roboczego maszyny. Innymi słowy, decyzja ta zależy od konkretnych potrzeb aplikacyjnych:
Postaw na ISO 6020/1, jeśli:
- Twoja aplikacja wymaga maksymalnej sztywności,
- dysponujesz mocno ograniczoną przestrzenią montażową w poprzek siłownika,
- środowisko pracy jest zanieczyszczone i wymaga łatwego czyszczenia korpusu (brak zakamarków wokół śrub ściągających),
- w układzie występują ponadto bardzo wysokie obciążenia dynamiczne oraz siły poprzeczne.
Wybierz natomiast ISO 6020/2, jeśli:
- projektujesz urządzenie w oparciu o popularne, standardowe konstrukcje ze śrubami ściągającymi,
- zależy Ci na uproszczonym serwisie (szybka wymiana uszczelnień poprzez bezproblemowy demontaż śrub ściągających),
- szukasz przy tym ekonomicznego, sprawdzonego rozwiązania do klasycznych układów automatyki przemysłowej.
Podsumowując, jeżeli potrzebujesz pomocy w doborze idealnego siłownika hydraulicznego m.in. Conforti lub szukasz niezawodnych komponentów najwyższej jakości, skontaktuj się z zespołem inżynierów Hydrora. Pomożemy Ci bowiem dopasować sprzęt, który zapewni optymalną wydajność i ciągłość pracy Twoich maszyn.
Jak dobrać odpowiedni siłownik? — konfigurator online
Aby jeszcze bardziej ułatwić Państwu wybór właściwego modelu, udostępniamy konfigurator siłowników, który krok po kroku prowadzi przez proces doboru i na bieżąco weryfikuje poprawność wybranej konfiguracji. Po jego zakończeniu można od razu pobrać kompletną dokumentację techniczną wraz z modelami 2D i 3D siłownika, dzięki czemu mogą Państwo natychmiast wykorzystać je w swoim projekcie.
