Kas teil on probleeme pneumaatilise süsteemi rikete või ebaefektiivsete toimingutega? Sageli on probleemiks vale ajami valik, mis viib tootlikkuse vähenemiseni ja hoolduskulude suurenemiseni. Õigesti valitud pneumaatiline ajam võib need probleemid kohe lahendada.
Õige pneumaatiline ajam peaks vastama teie rakenduse jõunõuetele, kiirusvajadustele ja koormustingimustele, võttes samal ajal arvesse keskkonnategureid ja pikaealisust. Valik eeldab jõuarvutuste, koormuse sobitamise ja spetsiaalsete rakendusnõuete mõistmist.
Lubage mul jagada midagi oma enam kui 15-aastasest tööstaažist pneumaatikatööstuses. Eelmisel kuul säästis üks klient Saksamaalt üle $15 000 seisakukulude, kui ta valis õigesti vardata asendussilindri, selle asemel et oodata nädalaid originaalseadmete valmistaja osa. Uurime, kuidas te saate teha sarnaseid nutikaid valikuid.
Sisukord
- Jõu ja kiiruse arvutamise valemid
- Varda otsa koormuse sobitamise võrdlustabelid
- Pöördumisvastase silindri rakendusanalüüs
Kuidas arvutada pneumaatilise silindri jõudu ja kiirust?
Pneumaatilise ajami valimisel on jõu ja kiiruse suhte mõistmine teie rakenduse optimaalse jõudluse jaoks väga oluline.
Pneumosilindri jõud arvutatakse valemiga F = P × A, kus F on jõud (N), P on surve1 (Pa) ja A on kolvi efektiivne pindala (m²). Kiirus sõltub voolukiirusest ja seda saab hinnata valemiga v = Q/A, kus v on kiirus, Q on voolukiirus ja A on kolvi pindala.
Põhilised jõuarvutusvalemid
Jõu arvutamine erineb väljavenitus- ja tagasitõmbelöökide puhul, kuna efektiivsed pindalad on erinevad:
Pikendusjõud (edasine löök)
Pikendustakti puhul kasutame kogu kolvi pindala:
F₁ = P × π × (D²/4)
Kus:
- F₁ = Pikendusjõud (N)
- P = töörõhk (Pa)
- D = kolvi läbimõõt (m)
Tagasitõmbevõime (tagasitõmbevõime)
Tagasitõmbamise puhul peame arvestama varda pindala:
F₂ = P × π × (D² - d²)/4
Kus:
- F₂ = sissetõmbamisjõud (N)
- d = varda läbimõõt (m)
Kiiruse arvutamine ja kontroll
Pneumosilindri kiirus sõltub:
- Õhuvoolu kiirus
- Silindri läbimõõduga
- Koormustingimused
Põhivalem on järgmine:
v = Q/A
Kus:
- v = kiirus (m/s)
- Q = voolukiirus (m³/s)
- A = kolvi pindala (m²)
Sest vardata silindrid2 nagu meie Bepto mudelid, on kiiruse arvutamine lihtsam, kuna efektiivne pindala jääb mõlemas suunas konstantseks.
Praktiline näide
Oletame, et teil on vaja liigutada 50 kg rasket koormust horisontaalselt 40 mm läbimõõduga vardata silindriga 6 baari rõhu juures:
- Arvutage jõud: F = 6 × 10⁵ × π × (0,04²/4) = 754 N
- 50kg koormuse (490N) ja hõõrdumise korral annab see piisava jõu.
- Kiiruse 0,5 m/s saavutamiseks selle ava puhul on vaja umbes 38 L/min õhuvoolu.
Pidage meeles, et need arvutused annavad teoreetilisi väärtusi. Reaalsetes rakendustes peaksite arvestama:
- Hõõrdekadu3 (tavaliselt 10-30%)
- Rõhu langus süsteemis
- Dünaamilised koormustingimused
Millised vardaotsaku koormuse spetsifikatsioonid peaksid vastama teie rakenduse nõuetele?
Õige varraspea koormuse valimine takistab pneumaatiliste süsteemide enneaegset kulumist, sidumist ja süsteemi rikkeid.
Varda otsa koormuse sobitamine nõuab teie rakenduse võrdlemist külgkoormused, momentkoormused ja teljekoormused4 vastavalt tootja spetsifikatsioonidele. Vardata silindrite puhul on laagrisüsteemi kandevõime kriitiline, kuna see mõjutab otseselt silindri kasutusiga ja jõudlust.
Koormuse tüüpide mõistmine
Vardaotsaku koormuste sobitamisel peate arvestama kolme peamist koormustüüpi:
Aksiaalne koormus
See on jõud, mis mõjub piki silindrivarda telge:
- Otseselt seotud silindri läbimõõdu ja töörõhuga
- Enamik silindreid on projekteeritud peamiselt aksiaalsete koormuste jaoks.
- Vardata silindrite puhul on see esmane töökoormus.
Külgmine koormus
See on jõud, mis on risti silindri teljega:
- Võib põhjustada tihendite enneaegset kulumist ja varraste paindumist.
- Kriitiline vardata silindri valikul
- Taotlustes sageli alahinnatud
Momentne koormus
See on pöörlemisjõud, mis põhjustab väändumist:
- Võib kahjustada laagreid ja tihendeid
- Eriti oluline pikendatud löögirakenduste puhul
- Mõõdetud Nm (Njuutonmeetrites)
Varda otsa koormuse sobitamise tabel
Siin on lihtsustatud võrdlustabel tavaliste vardata silindrite suuruse ja sobiva kandevõime sobitamise kohta:
| Silindri puur (mm) | Maksimaalne aksiaalne koormus (N) | Maksimaalne külgkoormus (N) | Maksimaalne momentne koormus (Nm) | Tüüpilised rakendused |
|---|---|---|---|---|
| 16 | 300 | 30 | 5 | Kerge kokkupanek, väikeste osade ülekandmine |
| 25 | 750 | 75 | 15 | Keskmine montaaž, materjalide käitlemine |
| 32 | 1,200 | 120 | 25 | Üldine automatiseerimine, keskmise koormuse ülekandmine |
| 40 | 1,900 | 190 | 40 | Raske materjalikäitlus, mõõdukas tööstuslik kasutamine |
| 50 | 3,000 | 300 | 60 | Rasked tööstuslikud rakendused |
| 63 | 4,800 | 480 | 95 | Väga raske koormuse käitlemine |
Laagrisüsteemi kaalutlused
Konkreetselt vardata silindrite puhul määrab kandevõime laagrisüsteem:
Kuullaagrisüsteemid5
- Suurem kandevõime
- Madalam hõõrdumine
- Parem kiirete rakenduste jaoks
- KallimaltLiugelaagrisüsteemid
- Ökonoomsemad
- Parem määrdunud keskkondade jaoks
- Üldiselt madalam kandevõime
- Suurem hõõrdumineRull-laagrisüsteemid
- Suurim kandevõime
- Sobib rasketele rakendustele
- Suurepärane pikkade löökide jaoks
- Nõuavad täpset joondamist
Hiljuti aitasin ühel Ühendkuningriigi tootmisettevõttel vahetada oma premium-brändi vardata balloonid meie Bepto ekvivalentide vastu. Sobitades laagrisüsteemi nõuetekohaselt nende rakendusvajadustega, ei lahendanud nad mitte ainult oma vahetut seisakuprobleemi, vaid pikendasid ka hooldusintervalli 30% võrra.
Millal peaksite oma süsteemis kasutama pöörlemisvastaseid pneumaatilisi silindreid?
Pöördumisvastased silindrid takistavad kolviratta soovimatut pöörlemist töö ajal, tagades täpse lineaarse liikumise spetsiifilistes rakendustes.
Pöördumisvastased pneumosilindrid tuleks kasutada siis, kui teie rakendus nõuab täpset lineaarset liikumist ilma pöörlemishälveteta, kui käsitsete mittesümmeetrilisi koormusi või kui silinder peab vastu pidama välistele pöörlemisjõududele, mis võivad kahjustada positsioneerimistäpsust.
Üldised pöörlemisvastased mehhanismid
Pneumosilindrite pöörlemise vältimiseks kasutatakse mitmeid meetodeid:
Juhtvarraste süsteemid
- Täiendavad vardad paralleelselt põhikolvi vardaga
- Tagab suurepärase stabiilsuse ja täpsuse
- Kõrgemad kulud, kuid väga usaldusväärne
- Tavaline täppistootmisrakendustes
Profiili varraste disain
- Mitte-ringikujuline varda ristlõige takistab pöörlemist
- Kompaktne disain ilma väliste komponentideta
- Hea piiratud ruumiga rakenduste jaoks
- Võib olla väiksema kandevõimega
Välised juhtsüsteemid
- Eraldi juhtmehhanismid, mis töötavad koos silindriga
- Kõrgeim täpsus ja kandevõime
- Keerulisem paigaldus
- Kasutatakse suure täpsusega automatiseerimisel
Rakendusstsenaariumide analüüs
Siin on peamised rakendusskeemid, kus pöörlemisvastased silindrid on olulised:
1. Asümmeetriline koormuse käsitlemine
Kui koormuse raskuskese on silindri teljest nihkes, võivad standardsed silindrid surve all pöörelda. Pöördumisvastased balloonid on kriitilise tähtsusega järgmistel juhtudel:
- Ebakorrapäraseid esemeid käsitsevad robothaardurid
- Offsettööriistadega kokkupanemismasinad
- Materjalide käitlemine tasakaalustamata koormustega
2. Täpse positsioneerimise rakendused
Täpse positsioneerimist nõudvad rakendused saavad kasu pöörlemisvastastest funktsioonidest:
- CNC-tööpingi komponendid
- Automatiseeritud katseseadmed
- Täppismonteerimistoimingud
- Meditsiiniseadmete tootmine
3. Vastupidavus välisele pöördemomendile
Kui välised jõud võivad põhjustada pöörlemist:
- Lõikevõimega töötlemistoimingud
- Võimaliku kõrvalekaldega pressimisrakendused
- Külgmiste jõududega rakendused
Juhtumiuuring: Anti-rotatsiooniline lahendus
Ühel kliendil Rootsis oli probleeme oma pakendamisseadmete joondamisega. Nende standardsed vardata silindrid pöörlesid koormuse all kergelt, põhjustades joondusvigu ja tootekahjustusi.
Soovitasime meie Bepto pöörlemisvastaseid vardata silindreid, millel on kaks laagririba. Tulemused olid kohesed:
- Kõrvaldatud pöörlemisküsimused täielikult
- Vähendatud tootekahjustused 95% poolt
- Tootmiskiiruse suurendamine 15% võrra
- Vähendatud hooldussagedus
Valikukriteeriumide tabel
| Taotluse nõue | Standardne silinder | Juhtvarras Anti-rotatsioon | Profiili varras Anti-rotatsioon | Väline juhtsüsteem |
|---|---|---|---|---|
| Vajalik täpsustase | Madal | Keskmine-kõrge | Keskmine | Väga kõrge |
| Koormuse sümmeetria | Sümmeetriline | Saab hakkama asümmeetriaga | Mõõdukas asümmeetria | Kõrge asümmeetria |
| Väline pöördemoment on olemas | Minimaalne | Mõõdukas vastupanu | Madal-mõõdukas vastupanu | Kõrge vastupidavus |
| Ruumipiirangud | Minimaalne | Nõuab rohkem ruumi | Kompaktne | Nõuab kõige rohkem ruumi |
| Kulukaalutlused | Madalaim | Keskmine | Keskmine-kõrge | Kõrgeim |
Kokkuvõte
Õige pneumaatilise ajami valimiseks on vaja mõista jõuarvutusi, sobitada varraspea koormuse spetsifikatsioonid ja analüüsida rakenduse vajadusi selliste eriomaduste, nagu pöörlemisvastane funktsioon, osas. Neid suuniseid järgides saate tagada optimaalse jõudluse, vähendada seisakuid ja pikendada oma pneumaatiliste süsteemide kasutusiga.
KKK pneumaatilise ajami valiku kohta
Mis vahe on vardata silindril ja tavalisel pneumosilindril?
Vardata silinder sisaldab kolvi liikumist oma korpuses ilma pikendatava vardata, mis säästab ruumi ja võimaldab pikemaid tööliigutusi kompaktsetes ruumides. Standardsetel silindritel on pikendatav varras, mis liigub töö ajal välja, mis nõuab täiendavat ruumi.
Kuidas arvutada oma pneumosilindri nõutavat läbimõõdu?
Arvutage oma rakenduse jaoks vajalik jõud, seejärel kasutage valemit: kus F on nõutav jõud njuutonites ja P on olemasolev rõhk paskalites. Lisage alati ohutustegur 25-30%, et võtta arvesse hõõrdumist ja ebaefektiivsust.
Kas vardata pneumosilindrid saavad hakkama samade koormustega kui tavalised silindrid?
Vardata pneumosilindrid on tavaliselt väiksema külgkoormusega kui sama läbimõõduga tavalised silindrid. Siiski paistavad nad silma rakendustes, mis nõuavad pikka töömahtu piiratud ruumides, ning neil on sageli paremad integreeritud laagrisüsteemid koormuste kandmiseks.
Kuidas töötab vardata õhusilinder?
Vardata õhuventilaatorid töötavad piki silindrikorpust liikuva kinnise veermiku abil. Kui suruõhk siseneb ühte kambrisse, surub see sisemist kolbi, mis on ühendatud välise veduriga spetsiaalsete lintide või magnetilise ühendusega suletud pilu kaudu, tekitades lineaarse liikumise ilma pikendatava varrega.
Millised on vardata balloonide peamised rakendused?
Vardata silindrid sobivad ideaalselt piiratud ruumides kasutamiseks pika töömahu korral, materjalikäitlussüsteemides, automaatikaseadmetes, pakkimismasinates, uksemehhanismides ja kõikides rakendustes, kus tavapäraste silindrite kasutamine ei ole praktiliselt võimalik ruumipuuduse tõttu.
Kuidas saan pikendada oma pneumaatiliste ajamite kasutusiga?
Pikendage pneumaatiliste ajamite kasutusiga, tagades nõuetekohase paigaldamise koos õige joondamisega, kasutades puhast ja kuiva suruõhku koos asjakohase määrimisega, jäädes tootja poolt määratud koormuspiiridesse ning tehes korrapäraseid hooldustöid, sealhulgas tihendite kontrolli ja vahetamist.
-
Selgitab rõhu kui objekti pinna suhtes risti rakendatava jõu mõõtmist pindalaühiku kohta, mis on F=PxA valemi põhimõte, mis on aluseks valemile F=PxA. ↩
-
Kirjeldatakse erinevaid vardata silindrite konstruktsioone, nagu näiteks magnetiliselt ühendatud ja mehaaniliselt ühendatud (lint-) silindrid, ning selgitatakse nende vastavaid eeliseid ja tööpõhimõtteid. ↩
-
Selgitab erinevaid hõõrdumise allikaid pneumosilindris, sealhulgas tihendite ja laagrite hõõrdumist ning seda, kuidas need jõud vähendavad tegelikku väljundjõudu võrreldes teoreetiliste arvutustega. ↩
-
Annab ülevaate erinevatest staatiliste koormuste liikidest masinaehituses, sealhulgas aksiaalsetest (tõmbe-/koormusjõud), nihke- (külg-) ja momendijõududest (painutus/kurvamine). ↩
-
Võrreldakse laagrite põhitüüpe, kirjeldades üksikasjalikult nende erinevusi kandevõime, hõõrdeomaduste, kiiruste ja erinevate rakenduste jaoks sobivuse osas. ↩
English 
Deutsch 
Français 
Italiano 
Español 
Português 
Русский 
العربية 
日本語 
한국어 
Bahasa Indonesia 
Türkçe 
Nederlands 
Ελληνικά 
Български 
Čeština 
Dansk 
Eesti 
Suomi 
Magyar 
Lietuvių kalba 
Latviešu valoda 
Polski 
Română 
Svenska 
Slovenčina 
Slovenščina 
Norsk bokmål 
Українська