hirdetés
hirdetés

Automatizálás

Optimálisan beállított pneumatikus csillapítás

Termelékenység, energiahatékonyság és hosszú élettartam: a pneumatikus automatizálási megoldások esetében ez a három követelmény a legfontosabb a végfelhasználók számára. A legtöbb esetben pedig csupán a megfelelő beállítások is elegendők, hogy egy termék pontosan megfeleljen e követelményeknek. 

hirdetés

Egy idáig ritkán alkalmazott megoldásról van szó: az optimálisan beállított pneumatikus csillapítás révén a gépgyártók és a rendszerintegrátorok akár 40 százalékkal csökkenthetik a ciklusidőket, egyúttal növelve a termelékenységet. Sőt, az előre beállított csillapítással rendelkező hengerekhez képest gyakran akár több mint 50 százalékkal csökkenthető a levegőfelhasználás.

Hasznos az előre beállítás?

Az előre beállítás nem könnyű kérdés. Az autóülések magassága korábban nem volt állítható. A gyártók megállapítottak egy átlagértéket, és az alapján állították be az üléseket. Az eredmény: a különösen magas vagy alacsony vezetők az alapján választották meg járműveiket, hogy beütötték-e a fejüket a tetőbe, illetve hogy kényelmesen elérték-e a pedálokat. Magas járművezetőknek esetenként felsőbb osztályú gépkocsikat kellett vásárolniuk – és egyúttal mélyebben a zsebükbe nyúlniuk –, mint ahogy egyébként szükséges lett volna. Természetesen az állítható magasságú ülés ma már minden autóban alapfelszereltség, mert egyik gyártó sem szeretné elidegeníteni ügyfeleit egy olyan alkatrész miatt, amely mindössze néhány euróba kerül.

Az automatizálás területén jelenleg egy éppen ellentétes tendencia figyelhető meg. A műszaki munkálatok egyszerűsítése érdekében egyre több automatizálási gyártó kínál előre beállított modulokat. Ez talán egyszerűsíti az üzembe helyezést, de könnyen a termelékenység és az energiahatékonyság rovására mehet. Jó példát adnak minderre az előre beállított csillapítású pneumatikus hengerek.

A csillapítás elengedhetetlen

A csillapítás megakadályozza, hogy a dugattyú szabályozatlan sebességértékek mellett megüsse a henger fedelét vagy alját. A csillapítással nem rendelkező hengerek megterhelik a mozgatott munkadarabot, lerövidítik a modul élettartamát, és a gép teljes egészében rezgéseket keltenek. Ezenkívül növelik a zajártalmat is. A csillapítás szabályozott módon csökkenti a henger dugattyúsebességét, mielőtt az elérné véghelyzetét. A pneumatikagyártók általában három technikát alkalmaznak a csillapítás megvalósításához: egyszerű mechanikai ütéselnyelés, külső ütéselnyelők vagy pneumatikus csillapítás. A külső ütéselnyelők jelentik a legdrágább megoldást, ráadásul helyigényesek. A mechanikai csillapítás pedig csak korlátozott mértékben képes csökkenteni az ütközés energiáját.

Pneumatikus csillapítás

A legtöbb felhasználási cél esetében a pneumatikus csillapítás a legkifinomultabb és a leghatékonyabb megoldás mind az előre beállított, mind az állítható változatait tekintve. Az előre beállított csillapítás egy átlagértéket használ, akárcsak az említett rögzített magasságú autóülések. A gázmozgás rögzített és nem módosítható. Az előre beállított csillapítás a potenciális csillapítási kapacitásnak mindössze a töredékét képes nyújtani, valamint a dinamika és a pontosság terén kompromisszumokra kényszerít.

Mindössze egy csavarhúzóra van szükség a csillapítás megfelelő beállításához. A hengerek beállítására visszahúzott, illetve kitolt állapotban kerüljön sor (forrás: Aventics)
1. ábra. Mindössze egy csavarhúzóra van szükség a csillapítás megfelelő beállításához. A hengerek beállítására visszahúzott, illetve kitolt állapotban kerüljön sor (forrás: Aventics)

Ha a mozgatott tömegek túl kicsik, vagy a sebesség túl alacsony, túlzott csillapítás lép fel. A túlzott mennyiségben jelen lévő levegő következtében a dugattyú visszahúzódik, mielőtt elérné a véghelyzetet, ami rezgéseket okoz. Az eredmény: megnövekedett ciklusidő és az érzékelő véletlenül bekapcsolhat. A legrosszabb esetben a következő folyamat idő előtt elindulhat, ami a gép vezérlésének meghibásodását okozhatja. Ezért erősen javasolt az állítható csillapítás használata.

Másrészt, ha a tömegek túl nagyok, vagy a sebesség túl magas, elégtelen csillapítással számolhatunk. A nem kellő mennyiségben jelen lévő levegő hatására a dugattyú túlzott energiával éri el a véghelyzetet, potenciális károkat okozva a hengerben és a készülékben. Rezgések is keletkezhetnek, ami csökkenti a rendszer élettartamát, és növeli a zajszintet. Ebben az esetben a felhasználónak egy nagyobb csillapítási kapacitással rendelkező, méretesebb hengert kell választania, hogy az adott tömeget vagy a sebességet megfelelően csillapítani tudja. Ez azonban növeli a beszerzési és az üzemeltetési költségeket.

Az állítható csillapítás koncepcióját számos Aventics hengerben alkalmazzák
Az állítható csillapítás koncepcióját számos Aventics hengerben alkalmazzák

Ezzel szemben az állítható csillapítás optimálisan kihasználja a pneumatikus henger teljesítményét. A beállítás egy szabályozócsavarral történik, amely a kipufogócsatorna keresztmetszetét szabályozza (1. ábra).

Gyorsabb működés, kisebb méret

Állítható csillapítás mellett – például a jelenlegi generációs Aventics pneumatikus szabványhengerek esetében – mindössze néhány csavarhúzás elegendő, hogy a munkadarab súlyának és a mozgatás dinamikájának megfelelően ideálisan beállítsuk a csillapítást. Az összehasonlító mérések eredményei figyelemre méltók: az optimálisan beállított csillapítás akár 75 százalékkal csökkentheti a fékezési időt, szemben az előre beállított rendszerekkel. Az eredmény: jelentősen lerövidült ciklusidők és a termelékenység növekedése. További vizsgálatok azt mutatják, hogy a pneumatikus párnázás tökéletes megoldást jelent napjainkban, amikor az energiahatékonyság egyre fontosabbá válik. A pneumatikus henger méretezésénél a legfontosabb szempont a pneumatikus csillapítás kapacitása. Az állítható csillapítás lehetővé teszi a pneumatika felhasználója számára, hogy akár három mérettel kisebb hengert alkalmazzon, mint az előre beállított csillapítás esetében, ezáltal jelentősen csökkenti a készülék levegőfogyasztását.

Idő-út diagramok: a népszerű előre beállított csillapítású ISO 15552 henger (a) és egy megfelelően beállított csillapítású, Aventics PRA-sorozatú szabványos henger (b) közvetlen összehasonlításakor az (a) ábrán – a henger visszahúzása során fellépő rezgések következtében – jelentős ciklusidő-veszteségek figyelhetők meg
2. ábra. Út-idő diagramok: a népszerű előre beállított csillapítású ISO 15552 henger (a) és egy megfelelően beállított csillapítású, Aventics PRA-sorozatú szabványos henger (b) közvetlen összehasonlításakor az (a) ábrán – a henger visszahúzása során fellépő rezgések következtében – jelentős ciklusidő-veszteségek figyelhetők meg

A konkrét eredmények: 7 kilogramm tömegű munkadarab, 32 mm-es dugattyúátmérő, 250 mm-es lökethossz és 1 m/s sebesség mellett az előre beállított pneumatikus csillapítás körülbelül 80 ms fékidőt igényel, ezzel szemben a megfelelően beállított csillapításnak mindössze 20 ms-ra van szüksége. Ez a 75 százalékos csökkenés minimalizálja a ciklusidőt. A gyakorlatban a ciklusidő javulása és a termelékenység akár 40 százalékos növekedése várható (2a és 2b ábra) .

A vizsgálat körülményei: nyomás 6,3 bar, szobahőmérséklet 20 °C, horizontális szerkezet, hengerátmérő 32 mm, hengerlöket 250 mm, munkadarab súlya 7 kg, sebesség 1 m/s, lineáris golyós sínnel ellátott hengerek, mérőberendezés: oszcilloszkóp, lézeres távolságmérő rendszer, sebességmérő egység.

Különböző csillapítási tulajdonságokkal rendelkező szabványos hengerek teljesítményének összehasonlítása. 3a ábra: A 32 mm átmérőjű, PRA-sorozatú szabványhengerek teljesítménytartománya jelentősen nagyobb (zöld), mint a hasonló teljesítményű, előre beállított csillapítással rendelkező szabványhengereké (piros). 3b ábra: A 32 mm átmérőjű, előre beállított csillapítású szabvány hengerrel (piros) összehasonlítva egyértelmű, hogy a 16 mm átmérőjű, Aventics MNI-sorozatú minihengerek (zöld) teljesítménye az állí
3. ábra. Különböző csillapítási tulajdonságokkal rendelkező szabványos hengerek teljesítményének összehasonlítása. 3a ábra: A 32 mm átmérőjű, PRA-sorozatú szabványhengerek teljesítménytartománya jelentősen nagyobb (zöld), mint a hasonló teljesítményű, előre beállított csillapítással rendelkező szabványhengereké (piros). 3b ábra: A 32 mm átmérőjű, előre beállított csillapítású szabvány hengerrel (piros) összehasonlítva egyértelmű, hogy a 16 mm átmérőjű, Aventics MNI-sorozatú minihengerek (zöld) teljesítménye az állítható csillapítás használatával gyakorlatilag megegyezik

Egy másik fontos megállapítás: állítható csillapítás használatával lényegesen kisebb méretű hengerek is képesek elérni ugyanazt az energiahatékonyságot, mint egy előre beállított csillapítású henger. Például egy állítható csillapítással rendelkező, 16 mm átmérőjű henger helyettesíthet egy előre beállított csillapítású, 32 mm átmérőjű hengert (3a és 3b ábra).

Alig felényi levegőfogyasztás

A kisebb henger használata már önmagában 53 százalékos levegőfogyasztás-csökkenést jelent. Ezenfelül a felhasználók kisebb szelepeket is alkalmazhatnak. A kisebb méretű szelepek és csőrendszer a felhasználástól függően még nagyobb megtakarításokat eredményezhet. A levegőfogyasztás így a lehető legkisebb lesz.

Vizsgálati körülmények a teszteredmények gyűjtésénél
Vizsgálati körülmények a teszteredmények gyűjtésénél

Nagyobb terheket használó vizsgálatok további energetikai javulásokra világítottak rá. Az ökölszabály a következő: minél nagyobb teljesítményű készülékről van szó, annál nagyobb a potenciális megtakarítás. Mindenki nyer: a felhasználók energiaköltségeket takarítanak meg, a gépgyártók pedig a hengerek, a szelepek, a karbantartó egységek és az egyéb alkatrészek beszerzési költségeit csökkenthetik, ezenfelül környezetvédelmi előnyök is jelentkeznek.

Optimalizált pneumatikus csillapítás

Az Aventics sok éven át dolgozott, hogy optimalizálja pneumatikus csillapítású hengerei koncepcióját, így a lehető legnagyobb mértékben csillapítva a mozgási energiát, amely rövid ciklusidőket és fogyasztásoptimalizált, minimális költségű alkalmazásokat, valamint a lehető legkevesebb rezgés- és zajkeltést tesz lehetővé. A vállalat a szabványhengerek használatán túl is alkalmazta ezt a megközelítést. A pneumatikagyártók közül elsőként az Aventics jelenleg pneumatikus csillapítású mini siklóhengereket vezet be. Ennek előnye, hogy nincs szükség az ütéselnyelők költséges cseréjére.

(forrás: Aventics/GyártásTrend)
hirdetés
Ha hozzá kíván szólni, jelentkezzen be!
 
hirdetés
hirdetés
hirdetés

Kiadónk társoldalai

hirdetés