Como funciona um cilindro pneumático?

Um cilindro pneumático usa a pressão de um gás para realizar o trabalho, especificamente o trabalho linear. A palavra "pneumático" vem do grego e se refere ao ar, que é o tipo de gás menos caro e mais comum usado em cilindros pneumáticos. O ar pode ser facilmente aspirado e comprimido para reabastecer os sistemas pneumáticos e não apresenta o mesmo perigo que outros gases. Alguns gases inertes podem ser usados, mas devem ser encomendados ou fabricados pré-comprimidos em tanques e têm usos mais limitados.

O cilindro em si contém uma câmara para o ar comprimido entrar, um caminho para ele sair, um pistão que faz a maior parte do trabalho envolvido, e algum tipo de sistema de ação do qual o pistão faz parte de. Existem vários tipos diferentes de sistemas de ação para cilindros pneumáticos e cada um fornece um tipo de força ligeiramente diferente. A primeira e mais simples versão é o cilindro de simples ação, onde um sistema orientado por pistão força o ar comprimido através de uma válvula solenóide na parte traseira do pistão. Esse ar altamente comprimido busca a maneira mais fácil de sair e exerce uma grande quantidade de força na face do pistão. A área de superfície da face do pistão, ou o tamanho do furo, afeta diretamente a facilidade com que o ar conseguirá empurrar o pistão. Quanto maior o tamanho do furo, mais facilmente o ar o moverá - até que o próprio peso se torne um fator significativo. Conforme o pistão é empurrado para fora, o ar sai pelas válvulas de escape que são cuidadosamente posicionadas mais abaixo no cilindro. O pistão volta a cair naturalmente no lugar até que outra rajada de ar comprimido seja disparada para dentro do cilindro.

O cilindro de simples ação também pode ser modificado com um mecanismo de mola comprimida, inserido entre a extremidade do cilindro e o lado do pistão oposto por onde o ar comprimido entra. Este sistema funciona de forma semelhante ao padrão, mas depois que o ar comprimido é liberado, o pistão é forçado de volta à sua posição original no final do cilindro pela mola. Este sistema é usado para movimentos repetidos e lineares envolvendo cargas pesadas e requer uma força maior de ar comprimido para completar sua tarefa.

Como explica a International Fluid Power Society, outros sistemas de cilindros são de dupla ação, ou sistemas que usam válvulas para injetar dois fluxos diferentes de ar comprimido, alternando em cada lado do pistão. Uma rajada de ar comprimido empurra o pistão para fora e outra empurra-o de volta à posição inicial. É necessário mais ar comprimido neste sistema e, como nos outros, a pressão do ar utilizado deve ser cuidadosamente controlada.