Пневматические цилиндры обычно работают при значительно более низких давлениях, чем гидравлические цилиндры. Кроме того, пневматические цилиндры и клапаны часто работают на высоких скоростях и с высокой частотой циклов, потому что они могут выпускать воздух прямо в атмосферу при изменении направления, а не направлять гидравлическое масло через обратную линию.
Хотя во многих старых пневматических системах используется смазанный воздух, в большинстве новых систем используется сухой, несмазанный воздух. Минимальная смазка, присутствующая в этих системах, может представлять проблему герметизации. Первоначальное нанесение смазки может помочь при начальном перемещении, и если уплотнение способно поддерживать эту смазочную пленку, используемая начальная смазка может продлить срок службы уплотнения без необходимости в дополнительной смазке. Важно отметить, что загрязненный воздух будет медленно нарушать смазку, сокращая срок службы уплотнения.
Что касается трения, рекомендуется обеспечить дополнительную расчетную силу для цилиндра, чтобы учесть преодоление внутреннего трения от уплотнений и подшипников или даже потери давления от засоренных фильтров или ограничения компонентов в контуре. Также могут быть потери давления из-за утечек с течением времени. Чтобы избежать таких проблем, профили уплотнения, аналогичные тем, которые используются в гидравлических цилиндрах (U-образные колпачки и уплотнительные прокладки), должны быть оптимизированы для снижения трения, сохранения смазочной пленки и минимизации вероятности утечки.
Полиуретан является широко используемым материалом благодаря его износостойкости и износостойкости, которые имеют решающее значение в безмасляной среде. В ситуациях, когда требуется низкое трение и отсутствие скольжения, можно использовать PTFE и другие термопласты.
Для устранения пиков высокого давления амортизация цилиндров происходит в цилиндрах двойного действия, где поршень развертывается для уменьшения скорости поршня в конце хода или удара концевой крышки.
Существуют определенные уплотнения, оптимизированные для пневматической амортизации в ситуациях, когда могут возникнуть пики высокого давления.
Уплотнения имеют встроенный обратный клапан для обеспечения давления на всю поверхность поршня после изменения направления давления. Это уменьшает воздействие напряжений на внутреннее оборудование, продлевая срок службы цилиндра и уменьшая потенциальные проблемы с техническим обслуживанием.
Изнашиваемые кольца из модифицированных полиоксиметиленовых (POM) материалов часто используются из-за их способности работать в сухих условиях. Они также имеют высокую прочность на сжатие и хорошую стойкость к истиранию. Износное кольцо выполняет двойную функцию: направлять поршень или шток в цилиндре и поглощать поперечные силы внутри него.
Пневматические цилиндры обычно предъявляют более высокие требования к чистоте поверхности из-за способности газа проникать через потенциальные дефекты.
В любом из рассмотренных сценариев профиль уплотнения должен быть тщательно оценен для правильного выбора. Основными факторами, влияющими на выбор уплотнения, являются температура, износостойкость, истирание, герметичное давление, материалы уплотнения и связанные с ними свойства, совместимость, вибрация и ожидаемый срок службы.