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.

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.

{mospagebreak}

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.

Siłowniki hydrauliczne

Kolejna grupa cylindrów bazuje na wykorzystaniu cieczy jako medium roboczego. Są one zazwyczaj wyraźnie droższe niż urządzenia pneumatyczne. Ze względu na wyższe ciśnienia pracy, a więc i zazwyczaj większe siły, jakie mogą wytworzyć stosowane są przede wszystkim w prasach i podnośnikach – w tym w windach i w maszynach budowlanych, a nawet w obrabiarkach. Ich ciśnienie robocze sięga nawet 2800 barów, a maksymalna siła pracy przekracza 4500kN. Maksymalny skok tego typu cylindrów wynosi do około 6m, a prędkość ruchu nie przekracza 1m/s. Oznacza to, że są one zdolne do wykonywania znacznie mniej dynamicznych ruchów niż siłowniki pneumatyczne.

Średnice tłoków mieszczą się w zakresie od 25 do 320mm, a tłoczysk – od 10 do 220mm. Materiałem wykonania tych elementów jest najczęściej stal chromowana i stal nierdzewna. Generalnie nie spotyka się tłoków aluminiowych. Dostępne są natomiast siłowniki hydrauliczne w obudowach z aluminium, jak również z obu typów stali.

Oprócz materiałów uszczelniających, takich jakie stosowane są w siłownikach pneumatycznych, do zabezpieczenia cylindrów hydraulicznych wykorzystuje się także EPDM – czyli teropolimer etylenowo-propylenowo-dienowy (Etylo-Propylenewe-Dienowe-Monomery). Jest on odporny na wodę, ozon oraz zachowuje swoje właściwości w temperaturach od -40 do +110°C. Degradacji podlega dopiero poniżej -54°C i powyżej +150°C.

Tak jak i w przypadku siłowników pneumatycznych, tak i w ofertach elementów instalacji hydraulicznych dostępne są cylindry niewymagające smarowania, wyposażone w tłoki magnetyczne, zabezpieczone przed obrotem, skręcane śrubami oraz w specjalnych wykonaniach do przemysłu spożywczego lub do pracy w środowiskach zagrożonych wybuchem. Najważniejsze światowe normy dotyczące instalacji hydraulicznych to przede wszystkim ISO 6020 i 6022.

Siłowniki elektryczne

Konstrukcja tego typu siłowników znacząco różni się od budowy wcześniej omówionych podzespołów, czego konsekwencją są odmienne obszary zastosowań. Urządzenia te wykorzystywane są przede wszystkim do bardzo precyzyjnych ruchów oraz w sytuacjach, gdzie konieczna jest dokładna kontrola powstającej siły nacisku, ściśle określone przemieszczenia oraz duża możliwość regulacji uzyskiwanych przyspieszeń. W praktyce często są elementami wykonawczymi w systemach służących do otwierania klap, drzwi i przesuwania zwrotnic. Ponadto elektryczne elementy wykonawcze pozwalają na szybsze reakcje na zaistniałe zdarzenia, gdyż przepływ prądu następuje w znacznie krótszym czasie niż napełnienie komory siłownika przez gaz lub ciecz pod ciśnieniem.

Gdyby te cechy połączyć z możliwościami siłowników na hydraulicznych lub choćby pneumatycznych, stanowiłyby one rozwiązanie idealne dla większości zastosowań. Niestety w praktyce siłowniki elektryczne charakteryzują się niższym siłami maksymalnymi, które tylko w przypadku niektórych modeli dochodzą do 60kN. Maksymalna prędkość ruchu takich urządzeń wynosi nie więcej niż kilkanaście metrów na sekundę, a długości skoków – do około 5m.

Siłowniki elektryczne mogą mieć nieco inną konstrukcję niż urządzenia zasilane płynami lub cieczami. Z tego powodu, oprócz cylindrów liniowych dostępne są np. także siłowniki kątowe. Niektórzy z dostawców koncentrują swoją sprzedaż na siłownikach liniowych pneumatycznych, a elektryczne oferują tylko w wykonaniach alternatywnych. Zasilanie elektrycznych urządzeń wykonawczych opiera się na wykorzystaniu prądu przemiennego – jedno- lub trójfazowego oraz prądu stałego. Dostępne są także modele działające na zasadzie silników skokowych.

Liniowe siłowniki elektryczne montowane są często w tzw. układach kartezjańskich, czyli takich, w których za ruch w poszczególnych osiach odpowiadają oddzielne cylindry. Konwersja energii elektrycznej na ruch liniowy dokonywana jest poprzez zasilenie odpowiedniego napędu, który obracając wirnik, poprzez zestaw przełożeń powoduje przemieszczenie w jednej z osi.

Ze względu na wykorzystanie prądu elektrycznego oraz na dosyć wrażliwe na zabrudzenia mechanizmy przełożeń, siłowniki tego typu umieszczane są w obudowach o wysokich stopniach ochrony. Najczęściej są to urządzenia zgodne z IP65 lub nawet IP67. Inne są także ograniczenia związane z temperaturami pracy. Tym razem to nie uszczelnienia wpływają na zdolność działania w trudnym środowisku, a wytrzymałość temperaturowa zainstalowanych wewnątrz urządzenia układów elektronicznych oraz przewodność cieplna pomiędzy nimi a otoczeniem. W ofercie omówionych w raporcie dostawców są siłowniki zdolne do pracy w temperaturach od -40°C do +85°C.

Do zalet cylindrów elektrycznych należą wbudowane enkodery, które pozwalają na precyzyjną kontrolę ruchu oraz możliwość bezpośredniego podłączenia do komputerów lub sieci zakładowej poprzez wbudowane interfejsy. Wiele z tego typu siłowników jest wyposażonych w panele kontrolne do sterowania, które dodatkowo ułatwiają ich obsługę, diagnostykę i serwisowanie. Tymczasem główną zaletą tej grupy produktów jest brak konieczności tworzenia kosztownej i niekiedy trudnej w utrzymaniu instalacji pneumatycznej lub hydraulicznej. Pozwala to także zaoszczędzić na kosztach związanych ze szkoleniami personelu, jakie potrzebne są do prawidłowej obsługi takich instalacji. Ponadto przewody elektryczne zajmują znacznie mniej miejsca i mogą być bardziej swobodnie układane niż rury. Siłowniki elektryczne nie cieszą się jednak taką popularnością jak pneumatyczne elementy wykonawcze, ale ze względu na częściej spotykany obszar zastosowań, dostępne są u większej liczby dystrybutorów, niż urządzenia hydrauliczne.

{mospagebreak}

Zawory

Zawory sterują przede wszystkim funkcjonowaniem dostosowanych do nich siłowników i znajdują się w ofercie znaczącej większości firm oferujących cylindry. Najbardziej popularne są elektrozawory tłoczkowe. Ponadto dostawcy sprzedają także m.in. zawory kulkowe, membranowe, talerzowe i kołnierzowe. Klasyfikację tych podzespołów można przeprowadzać na wiele sposobów, w zależności od ich rozważanych cech. Jeden z podstawowych podziałów opera się na różnym sposobie sterowania. Zawory sterowane pośrednio to takie, na które składają się dwa podzespoły. Pierwszym z nich jest mały elektrozawór, który podłączany jest bezpośredni do systemu sterowania. Element ten, po podaniu sygnału otwiera lub zamyka się umożliwiając lub blokując przepływ medium do drugiego z podzespołów. Drugi element to duży zawór sterowany ciśnieniem. Jego przełączanie następuje dopiero po przełączeniu pozycji elektrozaworu towarzyszącego. Druga grupa produktów ma prostszą budowę i składa się tylko z mechanizmu sterującego.

W ofercie praktycznie wszystkich dostawców znajdują się zawory typu 3/2, 5/2, 5/3 oraz 2/2. Pierwsza z wartości oznacza przykładowo liczbę przyłączy pneumatycznych, a druga liczbę pozycji w jakich może znajdować się zawór. Dostępne są zawory normalnie otwarte oraz normalnie zamknięte. Na przykład zawór 3/2 NC w stanie spoczynku, tj. bez przyłożenia ciśnienia sterującego, jest on zamknięty, a przyłącza pneumatyczne służą do podłączenia przygotowanego powietrza pod ciśnieniem, siłownika oraz jako wydech „zużytego” medium do atmosfery. Zawory takie stosowane są we współpracy z siłownikami pneumatycznymi jednostronnego działania, z powrotem sprężyną. Zawory 3/2 mogą także pełnić rolę elementów 2/2 jeżeli zatkany zostanie w nich otwór wydechowy, stąd te pierwsze są częściej spotykane ze względu na większą uniwersalność.

O ile w sprzedaży pojawiły się już zawory z autodiagnostyką oraz dostępne są wykonania ze zintegrowanymi czujnikami przepływu i temperatury, jak dotąd bardzo trudno nabyć urządzenia pozwalające na zdalną kalibrację. W Polsce praktycznie też nie ma w sprzedaży zaworów wyposażonych w pamięć Flash, w której zapisywane by były dane dotyczące konfiguracji lub dokładnych informacji na temat danego modelu zaworu.

W bardziej złożonych, wieloelementowych instalacjach lub w skomplikowanych maszynach, w których znajduje się wiele siłowników, zamiast pojedynczych samodzielnych zaworów stosuje się wyspy zaworowe. Pozwalają one zaoszczędzić przestrzeń oraz koszty poprzez redukcję liczby przyłączy elektronicznych i elektrycznych oraz pneumatycznych lub hydraulicznych. Najnowsze z nich umożliwiają instalację zaworów o kilku różnych średnicach w ramach jednej wyspy. Ponadto dostępne są w wersjach z wieloma różnymi interfejsami komputerowymi i sieciowymi, a nawet ze zintegrowanymi sterownikami PLC. Z tego względu stosowanie wysp zaworowych pozwala na znacznie wydajniejsze sterowanie zaworami. Inne podejście do podłączania instalacji z siłownikami umożliwiają zawory wykonywane zgodnie z standardami takimi jak Namur, ISO 15407-1 i ISO 15407-2. Są one przeznaczone do instalacji bezpośrednio na siłowniku. Sprzedaż tego typu urządzeń prowadzą niemal wszyscy dostawcy.

Stosowanie zaworów w przemyśle wynika nie tylko z konieczności sterowania cylindrami, ale także z wielu innych powodów. Wielokrotnie wykorzystuje się je ze względów bezpieczeństwa jako elementy ograniczające ryzyko wystąpienia zagrożenia. W ofercie ankietowanych dostawców znajdują się także zawory ręczne, służące np. do odcinania dostępu do kotłów, pomp, czy nawet instalacji próżniowych. Wśród elektronicznych interfejsów połączeniowych zaworów i wysp zaworowych najczęściej spotykane są złącza do Ethernetu, a także porty do sieci Hart, DeviceNet, Modbus oraz Profibus.

Materiały i konserwacja

Zawory wykonywane są z nieco innych materiałów niż siłowniki. Spotykane są głównie systemy żeliwne, ale także stalowe i ze stali szlachetnej, mosiężne, z tworzyw sztucznych, aluminium, poliamidu, PPS/PEEK, PP, PVC, PVDF czy nawet teflonowe. Materiał wykonania zależy przede wszystkim od przeznaczenia zaworów. Najcięższe i najbardziej wytrzymałe są urządzenia żeliwne, które charakteryzują się zazwyczaj dużymi przepływami i niezbyt szybkimi reakcjami. Większość materiałów uszczelnień jest identycznych z wykorzystywanymi w siłownikach. Poza nimi stosowany jest także Kalrez, który charakteryzuje się wysoką odpornością na temperatury oraz środki chemiczne

Zawory, w zależności od złożoności i przeznaczenia, dostępne są w wykonaniach pozwalających na pracę w temperaturach od -250°C do ponad +800°C. Ankietowani dostawcy mają w swej ofercie zawory przeznaczone do przełączania przepływu wody, cieczy agresywnych i neutralnych, gazów oraz pary wodnej.

Rosnącą popularnością cieszą się zawory z autodiagnostyką. Ułatwiają one konserwację instalacji, znacząco ograniczając ilość nieprzewidzianych przestojów produkcyjnych. Przeciętnie zawory przechodzą naprawy serwisowe raz na dwa do trzech lat. Pozostałe elementy instalacji pneumatycznych i hydraulicznych serwisowane są nieco częściej. Istotnym czynnikiem zmniejszającym awaryjność systemów pneumatycznych i hydraulicznych są zespoły smarowania. Dostarczają one smar lub olej do odpowiednich, wrażliwych na tarcie elementów siłowników i zaworów. Do długotrwałej, poprawnej pracy systemu konieczny jest nadzór nad jakością i stopniem zużycia olejów. Należy sprawdzać poziom degradacji mieszanki, gdyż w przypadku pogorszenia jej składu możliwe jest zatarcie mechanizmów, co prowadzi do obniżenia wydajności pracy lub trwałego uszkodzenia urządzeń. Warto dodać, że nadzór i czynności związane z utrzymaniem instalacji pneumatycznych i hydraulicznych w zakładach produkcyjnych może zostać zlecony firmom zewnętrznym lub też prowadzony przez pracowników fabryki.

Elementy wykonawcze w ofercie dostawców

Dystrybutorzy siłowników oraz ich producenci wzbogacają swoją ofertę o pozostałe elementy wykonawcze. Są to przede wszystkim manipulatory, sprzęgła, wentylatory i dmuchawy. Ponadto do tej grupy produktów zaliczyć można łożyska, rolki, prowadnice, sprzęgła, elementy transportu bezdotykowego, motoreduktory oraz pompy. Wśród nich bardzo liczną i różnorodną grupę stanowią te ostatnie.

Ankietowane firmy mają w sprzedaży wiele oddzielnych elementów instalacji pneumatycznych i hydraulicznych, które mogą współpracować z siłownikami. Wśród tych produktów znajdują się m.in. elementy zużywające się, takie jak uszczelki i oleje. Sprzedawane są również najróżniejsze zespoły przygotowania powietrza do systemów pneumatycznych lub cieczy wykorzystywanych w układach hydraulicznych. Są to m.in. filtry powietrza i oleju, chłodnice, osuszacze, smarownice, a nawet całe zespoły przygotowania powietrza. W sprzedaży dostępne są reduktory i regulatory ciśnień, rozdzielacze, przekaźniki ciśnień, zbiorniki ciśnieniowe oraz sensory przepływu i manometry. Ponieważ instalacji nie da wykonać się bez odpowiednich złączy, węży, kabli, kompresorów, hydroakumulatorów, przepon, czy choćby zwijaczy, dostawcy oferują i te elementy.

Większość z firm sprzedaje także najróżniejszy osprzęt do siłowników, taki jak łapy, kołnierze, zaczepy, uszy, głowice, chwytaki i przyssawki. Są to produkty dostępne w setkach wersji i przystosowane do bardzo różnych instalacji. Tymczasem przy okazji zakupu zaworów, klienci nabywają inne współpracujące z nimi podzespoły, takie jak cewki elektromagnetyczne, wyłączniki krańcowe i sterowniki PLC. Część z firm dystrybuujących lub produkujących siłowniki prowadzi także działalność projektową. Oferują oni usługi tworzenia instalacji, nierzadko wraz z jej wykonaniem. Prowadza serwis sprzedawanych urządzeń jak i obsługę techniczna całych instalacji. Dodatkowym źródłem dochodów są szkolenia z zakresu pneumatyki i hydrauliki, które oferuje wielu dostawców.

Warto też zaznaczyć, że rynek siłowników jest na tyle elastyczny, że większość firm oferujących tego typu produkty przyjmuje zamówienia na urządzenia projektowane indywidualnie na potrzeby konkretnych aplikacji. Naturalnie koszt takich systemów oraz czas oczekiwania na ich wykonanie jest odpowiednio dłuższy.

Interesująca jest kwestia dostępności produktów, która różni się nieco pomiędzy bezpośrednimi polskimi producentami, a firmami, które jedynie dystrybuują siłowniki pochodzące od zachodnich wytwórców. O ile często najnowsze osiągnięcia technologiczne wykorzystywane są w siłownikach zagranicznych, rodzimi producenci mogą zaoferować krótsze czasy realizacji większych zamówień. Zagraniczni dystrybutorzy często prowadzą jedynie niewielkie magazyny produktów, co przy tak dużej różnorodności wykonań sprawia, że niekiedy konieczne jest długie oczekiwanie na realizację złożonych u nich zamówień.

Najbardziej popularnym producentem siłowników pneumatycznych w Polsce jest firma Festo – w rankingu APA utworzonym na postawie odpowiedzi udzielonych w ankietach uzyskała ona w tym zakresie 15 punktów, trzykrotnie przewyższając liczbę punktów uzyskanych przez kolejne firmy z listy. Na drugim miejscu znalazły się firmy kielecka Prema oraz SMC, uzyskując po 5 punktów (rys. 1).

Wśród producentów siłowników hydraulicznych, ankietowali wskazywali najczęściej na firmę Bosch Rexroth, która specjalizuje się w tego typu urządzeniach. Uzyskała ona 7 punktów. Zaraz za nią znalazła się firma Ponar, otrzymując 6 punktów w rankingu APA (rys. 2). Listę popularnych producentów zaworów otwiera ponownie Festo, uzyskując 8 punktów. Na drugim miejscu znalazła się firma Bosch-Rexroth z czterema punktami. Poza wymienionymi, na rynku elementów wykonawczych znajduje się bardzo wiele producentów włoskich.

Tabele TABELA 1. Siłowniki, zawory oraz instalacje pneumatyczne i hydrauliczne – oferta polskich dystrybutorów, przedstawicieli firm i producentóww TABELA 2. Siłowniki pneumatyczne i elektryczne – oferta polskich dystrybutorów, przedstawicieli firm i producentów TABELA 3. Siłowniki pneumatyczne – przykładowe produkty TABELA 4. Siłowniki hydrauliczne – oferta polskich dystrybutorów, przedstawicieli firm i producentów TABELA 5. Zawory – oferta polskich dystrybutorów, przedstawicieli firm i producentów TABELA 6. Zawory – przykładowe produkty TABELA 7. Dane teleadresowe do firm uczestniczących w raporcie (wykaz alfabetyczny)

Trendy rynkowe

Wartość sprzedaży elementów wykonawczych u ankietowanych dostawców rozwija się w tempie około 35% rocznie, co jest bardzo dobrym wynikiem. Rosnące obroty tuch firm wynikają między innymi z funkcji i cech elementów wykonawczych oraz zaworów najnowszej generacji. Wśród nich, jako najważniejsze trendy rynkowe dostawcy wskazują znaczący wzrost jakości wykonania i związanej z nią niezawodności oraz żywotności – zarówno siłowników, jak i zaworów. Inną pozytywną zmianą jest wzrost liczby urządzeń kompatybilnych i zgodnych z normami dotyczącymi omawianej grupy produktów. Urządzenia stają się ponadto szybsze, bardziej precyzyjne oraz coraz szczelniej wykonywane. Istotnym trendem jest też postępująca miniaturyzacja – szczególnie w dziedzinie zaworów.

Pomimo dobrej sytuacji na rynku oraz bardzo dużej liczby firm z branży, do raportu udało nam się skutecznie zaprosić jedynie 12 z nich. Większość dystrybutorów i producentów nie była w stanie poświęcić nawet 20 minut na wypełnienie ankiety ani odpowiedzieć na żadne z zadawanych pytań. Ponadto kontakt z wieloma zakładami był bardzo utrudniony. Budzi to poważne obawy co do możliwości uzyskania informacji lub pomocy technicznej przez klientów tych firm. Wielu dostawców prowadzi bowiem wdrożenia z zakresu instalacji pneumatycznych i hydraulicznych, które wymagają bliskiej współpracy pomiędzy wykonawcą i klientem.

Być może przyczyną opisywanego stanu rzeczy były liczne targi i wydarzenia branżowe, jakie odbywały się w czasie tworzenia niniejszego raportu. Jednak doświadczenie redakcji wskazuje, że nawet w przypadku wielu imprez, w których uczestniczą dostawcy, firmy które mają wystarczająco duży personel do zapewnienia sprawnej obsługi klienta są w stanie poświęcić nieco czasu na kontakt z prasą.

Podsumowanie

Siłowniki i zawory odpowiadają za fizyczne wykonywanie pracy w zautomatyzowanych fabrykach. O ile pojedyncze elementy instalacji pneumatycznych i hydraulicznych, takie jak np. siłowniki – nie są drogie i kosztują już od kilkudziesięciu złotych, całe systemy, wraz z układami przygotowania powietrza są bardzo kosztowne. Z tego względu warto zadbać o odpowiedni wybór dostawcy elementów wykonawczych i zaworów.