Поворотный пневмоцилиндр — типы, угол поворота 90°/180°/270°, подбор

Поворотный пневмоцилиндр (поворотный привод) преобразует давление сжатого воздуха в крутящий момент. Применяется в роботизированных манипуляторах, шарнирных захватах, поворотных столах, автоматических заслонках. Разберём 3 типа конструкции и параметры подбора.

3 типа конструкции

1. Шестерёнчатый (шестерня-рейка)

Линейный пневмоцилиндр движет рейку, рейка крутит шестерню (вал привода). Угол поворота — до 180-360° (зависит от длины рейки). Момент — стабильный по всему углу.

• Момент: 0.5-150 Н·м
• Точность: ±0.5° (с упорами)
• Скорость: 0.5-3 с на 90°
• Применение: захваты роботов, поворотные столы

2. Лопастной (лопастной)

В круглом корпусе — лопасть на валу. Воздух с одной стороны лопасти давит — вал поворачивается. Компактный, но угол ограничен 90-270°.

• Момент: 0.2-50 Н·м
• Точность: ±1°
• Скорость: 0.3-2 с
• Применение: заслонки, шиберы, индексаторы

3. Винтовой (винтовой)

Цилиндр с внутренней винтовой нарезкой. Поршень с шипом скользит по нарезке → линейное движение преобразуется в поворот.

• Момент: высокий (10-300 Н·м)
• Угол: фиксированный — 90, 180, 270° (зависит от шага винта)
• Применение: тяжёлые захваты, штампы

Подбор по моменту и углу

1. Момент. Рассчитайте требуемый М (Н·м) = масса детали × радиус поворота × коэффициент трения. Запас 1.5-2×.
2. Угол. 90° — стандарт (открыть/закрыть). 180° — переворот. 270° — сложная индексация.
3. Точность позиционирования. С механическими упорами — ±0.5°. С пневматическими демпферами — ±1-2°.
4. Цикл. Расчёт ресурса: лопастной — до 5 млн циклов, шестерёнчатый — до 10 млн, винтовой — до 3 млн.

Применения

• Роботизированные захваты — поворот объекта на 180° для отвода/возврата
• Поворотные индексные столы — позиционирование заготовки на 90°/120°/180°
• Автоматические заслонки в трубопроводах
• Сортировка деталей — поворот сортирующего лотка
• Маркировка и нанесение — поворот печатной головки

Часто задаваемые вопросы

Можно ли регулировать момент поворотного цилиндра?

Опосредованно — через давление воздуха. Снижение с 6 до 4 бар — момент падает на 33%. Прямая регулировка момента не предусмотрена.

Как остановить поворотный цилиндр в промежуточном положении?

Стандартно не позиционируется в промежутке — только концевые точки (упоры). Для промежуточного позиционирования — серво-пневматический привод (дороже в 5-10×).

В чём разница с электрическим серво-приводом?

Поворотный пневмоцилиндр: дёшево (3-30 тыс ₽), быстро, реагирует на сжатый воздух, нет программирования. Серво: дорого (100+ тыс ₽), точное позиционирование, требует контроллер и обратную связь.