Каква е функцията на въздушния плъзгач и как се използва в промишлени приложения?

Авариите на индустриалното оборудване струват на компаниите хиляди дневно. Въздушните плъзгачи изглеждат прости, но играят решаваща роля в системите за автоматизация. Много инженери се затрудняват да разберат пълния им потенциал и пропускат възможности за подобряване на ефективността.

Пневматичните плъзгачи са пневматични задвижвания, които създават линейно движение с помощта на сгъстен въздух и се използват предимно за манипулиране на материали, позициониране и автоматизация в производствени процеси, при които плавното движение с дълъг ход е от съществено значение.

Миналия месец помогнах на един германски автомобилен инженер на име Клаус Вебер да замени отказалата си система за въздушно плъзгане. Производствената му линия не работи в продължение на три дни, което струва 50 000 евро загуба на приходи. Първоначалният доставчик не можеше да достави резервни части в продължение на шест седмици, но ние осигурихме съвместимо решение в рамките на 48 часа.

Съдържание

• Как въздушните пързалки създават линейно движение?
• Какви са основните видове налични въздушни пързалки?
• Къде най-често се използват въздушни пързалки?
• Как се сравняват въздушните плъзгачи с други пневматични задвижвания?
• Какви са основните предимства на използването на въздушни пързалки?
• Заключение
• Често задавани въпроси относно въздушните пързалки

Как въздушните пързалки създават линейно движение?

Въздушните плъзгачи работят чрез разлика в налягането на сгъстения въздух. Системата използва пневматична сила за придвижване на товари по предварително определени траектории. Разбирането на този механизъм помага на инженерите да изберат подходящи решения за своите приложения.

Въздушните плъзгачи използват камери със сгъстен въздух за генериране на сили на избутване или изтегляне, като преместват материалите хоризонтално или под малък ъгъл чрез контролирани пневматични разлики в налягането.

Основен принцип на работа

Въздушните плъзгачи работят на базата на проста динамика на налягането. Сгъстеният въздух навлиза в едната камера, докато противоположната камера се изпуска в атмосферата. Тази разлика в налягането създава движещата сила, която придвижва носещата конструкция по направляващите релси.

Механизмът включва няколко важни компонента, които работят заедно:

Изисквания за налягане и изчисления на силата

Повечето въздушни пързалки работят с налягане между 80 и 120 PSI за оптимална работа. По-високите налягания увеличават мощността, но също така ускоряват износването. Препоръчвам да започнете с 90 PSI за повечето приложения и да регулирате в зависимост от изискванията за натоварване.

Изчисляването на силата се извършва по проста формула: Сила = Налягане × Ефективна площ. Плъзгач с диаметър 4 инча при налягане 100 PSI генерира приблизително 1256 фунта сила. Загубите от триене обаче обикновено намаляват действителната мощност с 15-20%.

Методи за управление на скоростта

Въздушните плъзгачи предлагат множество опции за управление на скоростта:

• Вентили за контрол на потока: Ограничаване на въздушния поток за по-бавни движения
• Регулатори на налягането: Намаляване на налягането за по-нежна работа  
• Системи за възглавници: Осигуряване на меки ограничители в края на хода
• Променливи отвори: Позволява регулиране на скоростта в реално време по време на работа

Какви са основните видове налични въздушни пързалки?

Различните приложения изискват специфични конструкции на въздушните шибри. Всеки тип предлага уникални предимства за конкретни промишлени нужди. Изборът на неправилен тип може да доведе до преждевременна повреда и увеличаване на разходите за поддръжка.

Трите основни типа са мембранни пневматични цилиндри, бутални пневматични цилиндри и безпрътови пневматични цилиндри, всеки от които е проектиран за специфична товароносимост, дължина на хода и изисквания за движение.

Мембранни въздушни плъзгачи

При мембранните плъзгачи се използват гъвкави мембрани вместо твърди бутала. Те работят изключително добре при по-леки натоварвания и осигуряват плавна и тиха работа, която е идеална за чувствителни среди.

Тези устройства обикновено се справят с натоварвания до 500 килограма. Конструкцията на мембраната елиминира вътрешното триене между движещите се части, което значително удължава експлоатационния живот в сравнение със системите, базирани на бутала.

Предимства на мембранния дизайн:

• Нулево вътрешно триене
• Самосмазваща се работа
• Отличен за приложения в хранително-вкусовата промишленост
• Минимални изисквания за поддръжка
• Тиха работа под 65 децибела

Ограничения:

• Ограничени до по-леки товари
• По-къси дължини на хода (обикновено под 6 фута)
• По-малко точни възможности за позициониране
• Смяната на мембраната изисква пълно разглобяване

Бутални въздушни пързалки

Системите, базирани на бутала, се справят с по-големи натоварвания и осигуряват по-прецизен контрол на позиционирането. Те използват традиционна цилиндрова технология със специализирани монтажни конфигурации, оптимизирани за хоризонтално движение.

Тези системи са отлични за приложения, изискващи натоварване от 500 до 5000 фунта. Конструкцията на твърдото бутало позволява по-добро предаване на силата и по-точни системи за обратна връзка при позициониране.

Приложения на пневматични цилиндри без пръти

Пневматични цилиндри без пръти предлагат най-дългите дължини на хода, които се предлагат в пневматичните системи. Инсталирал съм устройства с 20-футов ход за конвейерни приложения. Тези системи елиминират пространствените изисквания на традиционните прътови цилиндри, като същевременно осигуряват отлична изходна сила.

Конструкцията на магнитния съединител в безпрътовите цилиндри предотвратява изтичането на въздух, като същевременно поддържа безпроблемна работа. Тази технология е особено ценна при среда на чисти помещения² където контролът на замърсяването е от решаващо значение.

Къде най-често се използват въздушни пързалки?

Въздушните плъзгачи обслужват множество индустрии с разнообразни приложения. Производствените предприятия разчитат на тях за задачи по автоматизация и обработка на материали, които изискват надеждно и повтарящо се движение.

Пневматичните плъзгачи се използват предимно в конвейерни системи, оборудване за сортиране, опаковъчни машини и автоматизация на монтажни линии, където се изисква плавно линейно движение с възможност за дълъг ход.

Производствени приложения

Монтажните линии използват пневматични плъзгачи за позициониране на частите и придвижване на продуктите между работните места. Автомобилната индустрия се възползва особено много от тяхната надеждност и бързина в условията на производство на големи обеми.

Наскоро доставих въздушни пързалки на канадски производител на име Сара Мичъл в Онтарио. Нейната опаковъчна линия се нуждаеше от щадящо боравене с продукти за крехки електронни компоненти. Първоначалният европейски доставчик беше предложил доставка за 12 седмици, но ние предоставихме превъзходно решение за замяна само за една седмица.

Специфични производствени употреби:

• Компонентни системи за хранене
• Индексиране и позициониране на продукти
• Движение на станцията за контрол на качеството
• Автоматизирани процеси на сглобяване
• Конвейерни системи за бояджийски линии

Системи за обработка на материали

Складовете и дистрибуторските центрове все повече разчитат на въздушни пързалки за автоматизирани системи за сортиране и придвижване. Тези приложения се възползват от възможността за дълъг ход и плавната работа.

Общите приложения за обработка на материали включват:

• Сортиране и пренасочване на пакети
• Промяна на посоката на движение и прехвърляне на конвейера
• Позициониране на товара за автоматизирано съхранение
• операции по палетизиране и депалетизиране
• Автоматизация на съоръженията за крос-докинг

Хранителна и фармацевтична промишленост

Преработката на храни и фармацевтичното производство изискват специализирани конструкции на въздушни шибри, които отговарят на строги хигиенни стандарти. Конструкция от неръждаема стомана и Одобрени от FDA материали за уплътняване³ са от съществено значение.

Тези индустрии използват въздушни пързалки за:

• Транспортиране на продукта между етапите на обработка
• Автоматизация на опаковъчната линия
• Прехвърляне на материали в чисти помещения
• Приложения за стерилна среда

Как се сравняват въздушните плъзгачи с други пневматични задвижвания?

Пневматичните плъзгачи предлагат специфични предимства пред традиционните пневматични цилиндри и електрически задвижвания. Разбирането на тези разлики помага на инженерите да вземат информирани решения за избор на оборудване, което оптимизира както производителността, така и разходите.

Въздушните плъзгачи осигуряват по-плавна работа и по-голяма дължина на хода в сравнение със стандартните пневматични цилиндри, но предлагат по-малко прецизно позициониране от електрическите системи със сервозадвижване.

Подробен анализ на сравнението

Подробни съображения за производителността

Пневматичните плъзгачи са отлични в приложения, изискващи дълги, плавни движения с умерен контрол на скоростта. Те консумират значително по-малко сгъстен въздух в сравнение с множество цилиндри с къс ход, изпълняващи еквивалентни функции.

Компромисът е свързан с точността на позициониране и времето за реакция. Електрическите задвижвания осигуряват по-висока точност и програмируеми профили на движение, но първоначално струват 3-5 пъти повече и изискват сложни системи за управление със специализирани познания по програмиране.

Фактори за надеждност и поддръжка

Въздушните пързалки обикновено работят 2-3 години между основните интервали за поддръжка. Опростената конструкция с по-малко движещи се части намалява точките на повреда в сравнение със сложните сервосистеми.

Стандартните пневматични цилиндри изискват по-честа подмяна на уплътненията поради износването на прътите и излагането им на замърсяване. Пневматичните плъзгачи елиминират изцяло проблемите, свързани с поддръжката на прътите.

Какви са основните предимства на използването на въздушни пързалки?

Въздушните плъзгачи осигуряват множество експлоатационни предимства, които ги правят привлекателни за много промишлени приложения. Тези предимства често оправдават първоначалната инвестиция чрез намаляване на експлоатационните разходи и подобряване на надеждността.

Основните предимства включват възможност за дълъг ход, плавна работа, ниски изисквания за поддръжка, рентабилност и отлична надеждност в тежки индустриални условия.

Икономически предимства

Въздушните пързалки осигуряват отлична възвръщаемост на инвестициите поради няколко фактора:

Анализ на спестените разходи:

• Намаляване на времето за престой: По-малко механични повреди означават по-малко прекъсвания на производството
• По-ниски разходи за поддръжка: Опростеният дизайн изисква минимална специализирана услуга
• Енергийна ефективност: Оптимизираното потребление на въздух намалява разходите за комунални услуги
• По-дълъг експлоатационен живот: Надеждната конструкция удължава интервалите на замяна

Оперативни ползи

Плавното и последователно движение на въздушните плъзгачи подобрява качеството на продуктите в производствените приложения. Това е особено важно за крехки продукти или прецизни монтажни операции.

Пневматичните плъзгачи също така осигуряват отлично съотношение между сила и тегло, което ги прави идеални за приложения, при които мястото за монтаж е ограничено, но се изисква висока изходна сила.

Предимства за околната среда и безопасността

Въздушните плъзгачи работят с чист сгъстен въздух, което ги прави подходящи за приложения в хранително-вкусовата промишленост и фармацевтиката. Те не отделят вредни емисии и работят тихо в сравнение с хидравличните алтернативи.

Сайтът безопасен дизайн⁵ на повечето системи за въздушни плъзгачи осигурява безопасна работа дори при прекъсване на електрозахранването или при прекъсване на подаването на въздух.

Заключение

Пневматичните плъзгачи осигуряват надеждни и рентабилни решения за линейно движение за промишлени приложения, изискващи плавно движение с дълъг ход, умерени изисквания за позициониране и отлична издръжливост.

Често задавани въпроси относно въздушните пързалки