wersja mobilna
Online: 458 Wtorek, 2016.12.06

Raporty

Polski rynek siłowników i zaworów

poniedziałek, 26 listopada 2007 12:27

Krajowy rynek siłowników przemysłowych i przystosowanych do współpracy z nimi zaworów jest bardzo rozwinięty, dojrzały, ale też dosyć specyficzny – znacznie różniący się od większości innych opisywanych w magazynie APA sektorów rynku automatyki przemysłowej. Działa na nim bardzo duża liczba drobnych dostawców i importerów oraz względnie niewiele większych firm.

Spis treści » Różne firmy, różne zastosowania
» Siłowniki hydrauliczne
» Pokaż wszystko

Październikowy raport w magazynie APA dotyczy przede wszystkim dwóch grup podzespołów wchodzących w skład instalacji pneumatycznych i hydraulicznych – są nimi siłowniki i zawory. Omówione zostały trzy typy siłowników, przy czym skoncentrowano się na najbardziej popularnych – czyli pneumatycznych. Ponadto omówiony został temat cylindrów hydraulicznych i elektrycznych elementów wykonawczych – liniowych i kątowych.

W raporcie uwzględniono także zawory, które w literaturze zaliczane są do elementów sterujących, ale stanowią integralną część wszelkich instalacji przepływowych, w związku z czym nie mogły zostac pominięte. W efekcie przeprowadzonych badań rynkowych oraz zebranych ankiet powstał raport skupiający 12 firm z omawianej branży oraz opisujący kwestie związane z wyborem i zastosowaniami elementów wykonawczych w automatyce przemysłowej.

Różne firmy, różne zastosowania
Rys. 1. Ranking najpopularniejszych producentów siłowników pneumatycznych (źródło: ankieta redakcji APA)

Rynek siłowników i zaworów wyróżnia się znacznie na tle innych sektorów automatyki przemysłowej. Większość jego obrotów związana jest ze sprzedażą produktów przez małe polskie firmy, sięgające swoją historią często do lat 60. zeszłego wieku.

Zakłady te niekiedy zajmują się także produkcją własną i mają już swoją renomę na rynkach lokalnych w specyficznych podgrupach zastosowań lub, w przypadku tych największych firm – także całym kraju. Ponadto siłowniki i zawory znajdują się w ofercie niektórych dużych dystrybutorów automatyki przemysłowej, którzy jednak traktują tę sprzedaż jedynie jako małe, dodatkowe źródło dochodów.

W raporcie przedstawiona została oferta dwunastu dostawców – zarówno dystrybutorów jak i producentów. Biorąc pod uwagę profil działalności opisywanych firm, sprzedawane przez nie produkty i prowadzone usługi, dosyć dobrze reprezentują cały rynek siłowników i zaworów w Polsce.

O ile istnieją niewielkie firmy specjalizujące się w niszowych rynkach elementów wykonawczych, które wykonują takie urządzenia jak np. siłowniki do mobilnych maszyn budowlanych lub rolniczych, można zauważyć, że wśród dystrybutorów przeważają firmy oferujące głównie podzespoły pneumatyczne. Związane jest to z odmiennymi obszarami zastosowań różnego rodzaju siłowników. Aplikacje w których najczęściej wykorzystywane są sprzedawane przez dostawców produkty różnią się w zależności od typu instalacji, do których są przeznaczone

Siłowniki pneumatyczne stosuje się głównie w procesach pakowania oraz w bardzo wielu maszynach służących do produkcji. Głównie pełnią one tam rolę podajników. Niekiedy są też używane jako urządzenia zamykające klapy. Siłowniki hydrauliczne wymagają zazwyczaj innego typu zaworów przeznaczonych do pracy z cieczami, odmiennych środków do smarowania mechanizmów oraz instalowane są w połączeniu z innego rodzaju końcówkami, chwytakami itp.

Dlatego też rozszerzenie oferty konkretnego dostawcy o instalacje hydrauliczne wymaga wprowadzenia do sprzedaży bardzo dużej liczby produktów współpracujących z tą grupą siłowników. W efekcie ofertę siłowników hydraulicznych można znaleźć tylko u 4 firm, które nadesłały odpowiedzi na ankiety.

Siłowniki
Rys. 2. Ranking najpopularniejszych producentów siłowników hydraulicznych (źródło: ankieta redakcji APA)

W grupie siłowników pneumatycznych najbardziej powszechne są urządzenia dwustronnego działania, choć do niektórych zastosowań bardziej odpowiednie są siłowniki jednostronne – ciągnące lub pchające. Dostępne są wykonania z przyłączami pneumatycznymi z dwóch stron obudowy, które pozwalają zwiększyć efektywność pracy maszyny poprzez równoczesne podawanie wysokiego ciśnienia i odsysanie powietrza.

Dużą popularnością cieszą się obecnie siłowniki niewymagające smarowania. Wykorzystują one powietrze filtrowane, niepoddawane procesowi nasycania mgłą olejową. Nie wymagają przy tym przeprowadzania żadnych dodatkowych czynności obsługowych. Ich znaczenie w przemyśle wciąż rośnie i stanowią one obecnie większość sprzedawanych na rynku produktów tego typu.

W celu podniesienia ich sprawności możliwe jest niekiedy zastosowanie medium naolejonego. Niemniej dodanie np. do powietrza substancji smarującej powoduje, że zabieg ten musi być wykonywany już do końca eksploatacji, gdyż dodatkowy środek usuwa smar fabryczny.

Znacznie mniej popularne i dostępne są siłowniki w wykonaniach specjalnych, takich jak charakteryzujące się wysoką klasą czystości lub zgodnością z ATEX. Te pierwsze mogą być stosowane w przemyśle spożywczym, gdzie ważne jest by żadne zabrudzenia z maszyn nie dostały się do żywności oraz by można było łatwo przeprowadzić czyszczenie maszyn produkcyjnych. Są one szczelnie obudowane i mogą być myte wodą pod wysokim ciśnieniem, nawet w temperaturze 100°C.

Tymczasem siłowniki ATEX przeznaczone są do środowisk zagrożonych wybuchem. Mogą one pracować np. w górnictwie w kopalniach, jako elementy tamtejszych maszyn, bez obawy, że w wyniku zbytniego nagrzania się lub powstania iskier nastąpi zapłon nagromadzonych gazów łatwopalnych. Urządzenia tego typu ma w swojej ofercie tylko czterech z ankietowanych dostawców, a siłowniki do przemysłu spożywczego – pięciu.

Na co zwracają uwagę klienci przy wyborze siłownika?

Wybierając siłowniki klienci zwracają największą uwagę na cenę. Niemal równie ważne są parametry i funkcjonalność oferowana przez dany cylinder. Bardzo istotny jest także termin dostawy i ogólna dostępność produktu na rynku. Na dalszym miejscu ankietowani dostawcy wskazywali żywotność i jakość wykonania, jako kolejne cechy siłowników, które interesują klientów. Co ciekawe, urządzenia te są jednymi z niewielu na rynku automatyki, co do wyglądu których klienci przywiązują niekiedy wagę.

Wielkości i siły
Rys. 3. Ranking najpopularniejszych producentów zaworów (źródło: ankieta redakcji APA)

W sprzedaży dostępne są zarówno siłowniki duże, średnie, jak i miniaturowe. Średnice tłoków tych urządzeń mieszczą się w granicach od 2,5mm do ponad 350mm, a tłoczysk od 1mm do 63,5mm. Często spotykane są również siłowniki beztłoczyskowe, które stosuję się w aplikacjach o bardzo ograniczonej przestrzeni zabudowy.

Niejednokrotnie są one przeznaczone do wspomnianych już zastosowań w przemyśle spożywczym. Długości skoku dostępnych siłowników pneumatycznych sięgają nawet 6 do 8m, a maksymalna prędkość ruchu wynosi do 30m/s. Największa siła, jaką mogą wytwarzać cylindry pneumatyczne nie przekracza 100kN, przy czym dostępne są także urządzenia o sile rzędu kilku Niutonów.

Przy produkcji siłowników powszechnie stosowane są obecnie tłoki magnetyczne, które pozwalają na wykorzystanie odpowiednich bezkontaktowych czujników ruchu. Sensory te instalowane są np. na obudowie siłownika, bez konieczności jego demontażu i poprzez zmiany pola magnetycznego wykrywają ruch tłoka w cylindrze.

Jest to wygodny sposób na zapewnienie sprzężenia zwrotnego pomiędzy systemem sterowania zaworami, a siłownikiem. Czujniki magnetyczne dostępne są w ofercie większości dystrybutorów siłowników. Innym popularnym rozwiązaniem jest stosowanie zabezpieczenia przed obrotem siłownika. Urządzenia wyposażone w ten mechanizm dostępne są u prawie wszystkich dostawców.

Siłowniki pneumatyczne wykonywane są przede wszystkim z odlewów aluminiowych. Innymi popularnymi materiałami stosowanymi przy odlewie tłoków i tłoczysk są stal nierdzewna i stal chromowana. Rzadziej dostępne są siłowniki ze stali z brązem. Obudowa cylindrów wykonywana jest również przede wszystkim z aluminium oraz pozostałych materiałów stosowanych do budowy tłoków i tłoczysk. Ponadto wykorzystywany jest także mosiądz oraz promowany przez firmę Rectus – technopolimer. Większość siłowników jest odporna na korozję.

Uszczelnienia
Rys. 4. Najważniejsze cechy brane pod uwagę podczas zakupów siłowników (źródło: ankieta redakcji APA)

Zdolność siłowników do pracy w szerokich zakresach temperatur zależy od zastosowanych uszczelek. W przypadku wykorzystania poliuretanu (PU) – jednego z najbardziej popularnych materiałów stosowanych do uszczelniania, uzyskuje się bardzo wysoką żywotność urządzenia oraz niskie tarcie podczas ruchu.

Materiał ten jest też odporny na gazy takie jak propan, butan oraz na benzynę oraz jest kompatybilny ze smarami mineralnymi. Niestety ulega on degradacji przy kontakcie z parą wodną i samą wodą w temperaturach powyżej 50°C. Może być stosowany w ujemnych temperaturach, choć zaleca się wtedy wykorzystanie specjalnych odmian PU.

Innym popularnym materiałem uszczelnień jest NBR, czyli kauczuk butadienowo-akrylonitrylowy (nitril butadien rubber). Zastępuje on PU w aplikacjach, w których występuje wysokie stężenie pary wodnej. Niestety charakteryzuje się niższą żywotnością i jest wrażliwy na działanie światła słonecznego. Jego wytrzymałość temperaturowa jest podobna jak dla PU.

W przypadku instalacji pracujących w wysokich temperaturach, konieczne jest wykorzystanie siłowników z uszczelnieniami z materiałów takich jak Viton. Jest on odporny na wiele węglowodorów, smary silikonowe, roślinne, zwierzęce i mineralne oraz na czynniki atmosferyczne. Charakteryzuje się dosyć duża żywotnością. Często uszczelnia się nim siłowniki, których tłoki poruszają się z dużą prędkością. Niestety jest wrażliwy na gorącą parę wodną.

Ostatnim z popularnych materiałów uszczelniających jest teflon. Materiał ten to jedno z najtrwalszych chemicznie tworzyw sztucznych. Jego wykorzystanie pozwala na budowę maszyn pracujących w temperaturach od -30°C do 230°C, choć sam teflon zachowuje swoje właściwości nawet w -260°C. Niestety on także nie nadaje się do pracy w otoczeniu przegrzanej pary wodnej.

Żywotność siłowników pneumatycznych podawana jest w sumarycznej długości wykonanych ruchów lub w milionach cykli. W pierwszym przypadku wartości te wynoszą od kilku do kilkunastu tysięcy kilometrów, a w drugim – od kilkunastu do kilkudziesięciu mln cykli. Siłowniki tłoczyskowe z uszczelnieniami poliuretanowymi są średnio dwa razy trwalsze niż te z NBR i trzy razy bardziej niż urządzenia beztłoczyskowe. Naturalnie na zużycie wpływa nie tylko przebieg, ale i warunki środowiskowe oraz częstotliwość ruchów i prędkość pracy, a także występujące obciążenia.

Wybierając siłownik należy zwrócić także uwagę na precyzję jego ruchów. Normy dopuszczają odchyły od wartości nominalnych na poziomie od 1mm do 3mm, w zależności od maksymalnej wartości skoku siłownika. W przypadku, gdy ważny jest poziom hałasu generowany przez pracujący siłownik, warto poszukać specjalnych wykonań wyposażonych w dodatkowe elastyczne pierścienie amortyzujące.

Oddzielną kwestią jest możliwość regeneracji siłowników poprzez wymianę ich uszczelnień. Tego typu zabieg nie sprawi większych problemów, jeżeli poddawany tej operacji cylinder jest skręcany, a nie montowany na wcisk. Jeżeli istnieje ryzyko, że konieczna będzie szybka regeneracja uszczelek, warto poszukać siłownika pozwalającego na prosty demontaż.

Oferowane na rynku siłowniki podlegają różnego rodzaju normom. Wśród nich najważniejsze są ISO 6431, ISO 6432, VDMA 24562 oraz najnowszą, pochodzącą z 2004 roku normą ISO 15552. Zgodność urządzenia z poszczególnymi normami sprawia, że ich nabywca może być pewien, że będą one odpowiednimi zamiennikami dla innych siłowników spełniających wymogi tych samych norm. Pozwala to na projektowanie instalacji w oparciu o produkty wielu różnych niezależnych producentów. Kwestia ta nabiera znaczenia w ostatnich latach. Nowością są elementy wykonawcze standardowo wyposażone w interfejsy komunikacyjne – sieciowe lub komputerowe.



 

zobacz wszystkie Nowe produkty

Box PC do aplikacji kolejowych

2016-12-06   | CSI Computer Systems for Industry
Box PC do aplikacji kolejowych

ARS-2110 firmy Advantech to komputer kompaktowy pracujący na czterordzeniowym procesorze Intel Atom E3845 z częstotliwością taktowania 1,91 GHz. Jednostka ma jedno gniazdo pamięci SO-DIMM i obsługuje do 4 GB pamięci RAM DDR3L. Dane można zapisać również na dysku mSATA. Komputer z chłodzeniem pasywnym ma możliwość wyświetlania dwóch niezależnych obrazów poprzez porty VGA i DVI do maksymalnej rozdzielczości 2560 x 1600.
czytaj więcej

Złącza wojskowe mag-Net do montażu na tkaninach

2016-12-06   |
Złącza wojskowe mag-Net do montażu na tkaninach

TT Electronics dodaje do oferty nowy typ złącza wojskowego o nazwie mag-Net, przeznaczonego do transmisji mocy i danych. Jest to złącze typu auto-align przystosowane do montażu na tkaninach zgodnie z C4I2 MIL-spec.
czytaj więcej

Nowy numer APA