Podstawowy siłownik użytkowany w obrabiarkach składa się z cylindra (z rury stalowej grubościennej, walcowanej lub ciągnionej bez szwu), tłoka z tłoczyskiem, głowic z otworami zasilającymi, uszczelnień i elementów mocujących. Jest to siłownik dwustronnego działania, najczęściej z tłoczyskiem jednostronnym. Występują różne rodzaje i różne typy siłowników. W artykule przedstawiamy niektóre aspekty i charakterystyki pracy siłowników obrabiarkowych.
W siłowniku z tłoczyskiem jednostronnym, najczęściej używanym w budowie obrabiarek, warunki pracy w obu kierunkach są niejednakowe. Czynna powierzchnia tłoka z jednej strony jest zmniejszona przez tłoczysko, a z drugiej jest równa średnicy wewnętrznej cylindra. W niektórych przypadkach może to być niekorzystne, kiedy prędkość tłoka i siła powinny być równe w obu kierunkach np. w szlifierkach. W przypadku gdy prędkość tłoka może lub musi być różna w obu kierunkach, można to łatwo uzyskać przy zastosowaniu odpowiedniej średnicy tłoczyska lub przy odpowiednim zastosowaniu dławienia na wlocie lub wylocie siłownika (zawory-dławiki z regulacją przepływu). Łatwiejsze jest regulowanie przepływu na wylocie. Obliczając średnicę cylindra zakłada się ciśnienie w cylindrze oraz średnicę tłoczyska. Znaczenie ma zakładany typ pompy zasilającej oraz charakter pracy urządzenia obrabiarki.
W zależności od rodzaju obrabiarki ciśnienia te zazwyczaj wynoszą:
- w szlifierkach, honownicach, docierarkach: od 8 do 20 bar
- w napędach posuwów frezarek, tokarek, wiertarek, jednostek zespołowych: od 25 do 60 bar
- w mechanizmach pomocniczych, jak uchwyty, zaciski: od 25 do 100 bar.
Średnicę tłoczyska oblicza się z warunków wytrzymałościowych, uwzględniając wyboczenie, albo ustala się z warunków konstrukcyjnych. Uwzględnić tu trzeba odpowiednie składowe sił skrawania, tarcie w prowadnicach i uszczelnieniach (spoczynkowe i w ruchu), a także siły bezwładności powstające na początku ruchu np. zespołu posuwowego z wrzeciennikiem, które potem przy ruchu ustalonym już nie występują. Obliczone średnice cylindra i tłoczyska należy zaokrąglić w górę do liczb normalnych, ze względu na normalizację rur, uszczelnień i narzędzi używanych do budowy siłowników.
Cały artykuł dostępny jest w wydaniu płatnym 1/2 (172/173) Styczeń/Luty 2022
