Putkien joustavuuden vaikutus sylinterin asennon jäykkyyteen

Putkien joustavuuden vaikutus sylinterin asennon jäykkyyteen
Teollisuusympäristössä oleva tekninen kuva, jossa näkyy kierteinen pneumaattinen letku, joka pullistuu ja jossa on hehkuva "pehmeä jousiefekti" -grafiikka. Tämän letkun joustavuus aiheuttaa sen, että kokoonpanolinjalla oleva sauvaton sylinteri menee ohi tavoiteasennostaan -3,5 mm, kuten punainen virheilmoitus osoittaa.
Pneumaattisten letkujen joustavuuden ja sijoitusvirheen visualisointi

Johdanto

Kuvittele seuraava tilanne: pneumaattinen sylinteri saavuttaa testauksessa täydellisesti tavoiteasentonsa, mutta kuormitettuna se taipuu useita millimetrejä, mikä aiheuttaa laatuongelmia ja hylättyjä osia. Olet tarkistanut kaiken – sylinterin, ohjaimen, venttiilit – mutta ongelma jatkuu. Piilossa oleva syyllinen? Pneumaattinen letku toimii kuin pehmeä jousi, joka vie järjestelmältä tarvittavan jäykkyyden. 😟

Letkun joustavuus viittaa pneumaattisten letkujen ja putkien elastiseen laajenemiseen ja supistumiseen paineen muutosten yhteydessä, mikä vähentää suoraan pneumaattisten sylinterien asennon jäykkyyttä. Tyypillinen 10 metrin pituinen 8 mm:n polyuretaaniputki voi vähentää järjestelmän jäykkyyttä 40–60%, mikä aiheuttaa 2–5 mm:n asennon poikkeamia vaihtelevissa kuormituksissa. Tämä joustavuusvaikutus on tärkein tekijä, joka rajoittaa asemointitarkkuutta pneumaattisissa järjestelmissä, joissa on pitkiä putkia tai suurivolyymisiä letkuja.

Työskentelin äskettäin Robert-nimisen insinöörin kanssa Michiganissa sijaitsevassa kokoonpanotehtaassa. Hänen robottipick-and-place-järjestelmänsä epäonnistui kohteiden osumisessa 3–4 mm:n tarkkuudella huolimatta korkealaatuisista sylintereistä ja servoventtiileistä. Analysoituamme hänen pneumaattisen piirin huomasimme, että 15 metriä joustavaa letkua muodosti “pneumaattisen tyynyn”, joka puristui kuormituksen alla. Optimoimalla letkun suunnittelun ja päivittämällä sen Bepto-sauvattomilla sylintereillä, joissa on integroidut jakoputket, vähensimme hänen asemointivirheensä 75%. Annan teille esimerkin siitä, miten letkun joustavuus vaikuttaa järjestelmäänne ja mitä voitte tehdä asialle. 🎯

Sisällysluettelo

Mitä on letkun joustavuus ja miksi se on tärkeää?

Putkien joustavuuden ymmärtäminen on erittäin tärkeää kaikille, jotka suunnittelevat tarkkoja pneumaattisia paikannusjärjestelmiä. 🔍

Putkien joustavuus on pneumaattisten putkien tilavuuden laajeneminen paineistettaessa, mikä luo tehokkaasti ilmamännän venttiilin ja sylinterin välille. Tämä joustavuus toimii pehmeänä elementtinä sarjassa sylinterin kanssa, mikä vähentää järjestelmän kokonaisjäykkyyttä 30–70% putken pituudesta, halkaisijasta ja materiaalista riippuen. Tuloksena on paineen alainen asennon siirtyminen, hitaammat vasteajat ja vähentynyt ominaistaajuus1 joka aiheuttaa värähtelyä ja ylitysvaikutusta.

Tekninen kaavio ja valokuva, jotka esittävät putkien joustavuuden aiheuttamaa pneumaattisen järjestelmän vikaa. Pitkä, kierretty sininen putki on peitetty hehkuvalla oranssilla jousikuvalla, jossa on teksti "SOFT SPRING EFFECT" (pehmeä jousivaikutus) ja nuolet, jotka osoittavat laajenemisen. Tämä joustavuus aiheuttaa sen, että sauvaton sylinterin kuorma ylittää punaisen "TARGET POSITION" (kohdeasento) -laserlinjan ja pysähtyy "ACTUAL POSITION (DRIFT)" (todellinen asento (poikkeama)) -kohtaan. Digitaalinen näyttö vahvistaa virheen: "ERROR: +8mm due to COMPLIANCE" (Virhe: +8 mm joustavuuden vuoksi)."
Pehmeä jousivaikutus aiheuttaa sijainnin siirtymisen

Pneumaattisen joustavuuden fysiikka

Kun pneumaattinen putki paineistetaan, tapahtuu kaksi asiaa:

  1. Seinän laajennus: Putken seinämät venyvät säteittäisesti niiden kimmokerroin2, sisäisen tilavuuden lisääminen
  2. Ilman puristus: Ilma itsessään tiivistyy ideaalikaasun laki3 (PV = nRT)

Nämä kaksi vaikutusta yhdistyvät luoden sen, mitä insinöörit kutsuvat “pneumaattiseksi kapasitanssiksi” – järjestelmän kyvyn varastoida paineilmaa. Ilman puristuvuus on väistämätöntä, mutta letkujen joustavuus lisää merkittävästi kapasitanssia, mikä heikentää suorituskykyä.

Vaikutukset todellisessa maailmassa

Tarkastellaan tyypillistä teollista skenaariota:

  • Sylinteri: 40 mm:n halkaisija, 300 mm:n isku, sauvaton sylinteri
  • Putket: 10 metriä 8 mm:n polyuretaaniputkea
  • Käyttöpaine: 6 baaria

Sylinterikammion ilmamäärä on noin 377 cm³. Letku lisää tilavuutta vielä 503 cm³. Kun letku laajenee paineen alaisena vain 5% (tyypillistä polyuretaanille), se lisää joustavuutta vielä 25 cm³ – mikä vastaa 8 mm:n sylinterin iskua! 😱

Miksi perinteiset lähestymistavat epäonnistuvat

Monet insinöörit keskittyvät yksinomaan sylinterien laatuun ja ohjausalgoritmeihin, mutta jättävät huomiotta pneumaattisen piirin. Olen nähnyt lukemattomia tapauksia, joissa on asennettu kalliita servoventtiilejä ja tarkkuussylintereitä, mutta suorituskyky on silti jäänyt heikoksi, koska yli 20 metriä pehmeää letkua on heikentänyt koko järjestelmää.

Miten letkun joustavuus vähentää sylinterin asennon jäykkyyttä?

Putkien joustavuuden ja asennon jäykkyyden välinen suhde on suora ja mitattavissa. ⚙️

Letkun joustavuus vähentää asennon jäykkyyttä luomalla “pehmeän jousen” sarjaan sylinterin pneumaattisen jousen kanssa. Kun ulkoiset voimat vaikuttavat sylinteriin, paineen muutokset saavat joustavan letkun laajenemaan tai supistumaan, jolloin sylinteri voi liikkua määrätystä asennostaan. Järjestelmän jäykkyys vähenee suhteessa pneumaattisen kapasitanssin kokonaismäärään: letkun tilavuuden kaksinkertaistaminen yleensä puolittaa asennon jäykkyyden, mikä johtaa kaksinkertaiseen asennon poikkeamaan kuormituksen alla.

Viivadiagrammi nimeltä "Pneumaattisen järjestelmän jäykkyys vs. putken pituus", jossa y-akselilla on suhteellinen järjestelmän jäykkyys (%) ja x-akselilla putken pituus (metriä). Sininen viiva kuvaa jäykkyyden jyrkän laskun putken pituuden kasvaessa, ja tietyt pisteet korostavat kokoonpanoja, kuten "suora asennus" (100% jäykkyys, 0,5 mm:n poikkeama), "lyhyt juoksu" (45% jäykkyys, 1,1 mm:n poikkeama) "Medium Run" (18% jäykkyys, 2,8 mm dev.) ja "Long Run" (10% jäykkyys, 5,0 mm dev.). X-akselilla oleva nuoli osoittaa "putken tilavuuden / joustavuuden kasvun" ja oikealla oleva punainen nuoli osoittaa "paikannustarkkuuden / jäykkyyden heikkenemisen"."
Vaikutus paikannustarkkuuteen

Matemaattinen suhde

Pneumaattisen järjestelmän asennuskokoisuus (K) voidaan ilmaista seuraavasti:

$$
K = \frac{A^{2} \times P}{\,V_{cyl} + V_{tube} \times C_{tube}\,}
$$

Missä:

  • A = sylinterin mäntäpinta-ala
  • P = käyttöpaine
  • V_cyl = sylinterikammion tilavuus
  • V_tube = putken tilavuus
  • C_tube = putken joustavuuskerroin (tyypillisten materiaalien osalta 1,05–1,15)

Tämä yhtälö paljastaa tärkeän oivalluksen: jäykkyys on kääntäen verrannollinen kokonaisjoustavuustilaan. Jokainen lisäämäsi putkimetri vähentää järjestelmän jäykkyyttä.

Jäykkyyden vertailutaulukko

KonfigurointiPutken pituusPutken tilavuus suhdeSuhteellinen jäykkyysSijainnin poikkeama @ 100N
Suora kiinnitys (perusmalli)0,5 m1.0x100%0.5mm
Lyhyt juoksu3 m4.0x45%1,1 mm
Keskipitkä aikaväli10 m13,3x18%2,8 mm
Pitkä juoksu20m26,6-kertainen10%5.0mm

Dynaamiset vaikutukset

Vaatimustenmukaisuus ei vaikuta vain staattiseen jäykkyyteen, vaan myös dramaattisesti dynaamiseen suorituskykyyn:

  • Luonnollinen taajuus: Vähentynyt √(jäykkyyssuhde) verran, mikä hidastaa laskeutumisaikoja
  • Vaimennus: Lisääntynyt vaiheviive johtaa värähtelyyn ja epävakauteen
  • Vasteaika: Pidemmät putket tarkoittavat suurempaa ilmamäärää paineistamista/paineistuksen poistamista varten.
  • Ylitys: Pienempi jäykkyys mahdollistaa sen, että liikevoima kuljettaa kuorman kohteen ohi.

Työskentelin Ontariossa pakkauskoneiden valmistajan Jenniferin kanssa. Hänen vertikaalisessa pick-and-place-sovelluksessaan esiintyi 15%-yliveto, joka aiheutti tuotteiden vaurioitumista. Laskimme, että hänen 12 metrin putkijohdot alensivat järjestelmän luonnollisen taajuuden 8 Hz:stä vain 3 Hz:iin. Siirtämällä venttiilit lähemmäksi sylintereitä ja vaihtamalla viimeiset 2 metriä jäykkiin alumiiniputkiin palautimme luonnollisen taajuuden 6,5 Hz:iin ja eliminoimme ylivetämisen kokonaan. 🎉

Mitkä tekijät vaikuttavat letkujen joustavuuteen pneumaattisissa järjestelmissä?

Useat muuttujat vaikuttavat siihen, kuinka paljon letkut vaikuttavat pneumaattisen piirin toimivuuteen. 📊

Putkien joustavuuteen vaikuttavat ensisijaisesti materiaalityyppi (kimmokerroin), putken halkaisija, seinämän paksuus, putken pituus ja käyttöpaine. Polyuretaaniputket ovat 3–5 kertaa joustavampia kuin nailonputket, ja putken halkaisijan kaksinkertaistaminen nelinkertaistaa joustavuuden saman pituisilla putkilla. Seinämän paksuus on käänteisesti verrannollinen joustavuuteen – ohutseinäiset putket voivat laajentua paineen alaisena 10–15%, kun taas paksuseinämäiset jäykät putket laajenevat alle 2%.

Materiaaliominaisuuksien vertailu

PutkimateriaaliKimmomoduuli (GPa)Tyypillinen laajeneminen @ 6 barSuhteellinen noudattaminenKustannustekijä
Polyuretaani (PU)0.02-0.058-12%5,0x (korkein)1.0x
Nylon (PA)1.5-2.53-5%2.0x1.3x
Polyeteeni (PE)0.8-1.24-7%3.0x0,9x
Alumiini (jäykkä)69<1%0.2x3.5x
Teräs (jäykkä)200<0.5%0,1x (alin)4.0x

Kriittiset suunnitteluparametrit

1. Putken pituus

Jokainen putken metri lisää lineaarisesti joustavuutta. Siksi venttiili sylinterissä -kokoonpanot toimivat niin paljon paremmin kuin etäventtiilin asennus.

Nyrkkisääntö: Pidä letkujen pituus alle 3 metrin tarkkuutta vaativissa sovelluksissa ja alle 1 metrin erittäin jäykkyyttä vaativissa sovelluksissa.

2. Putken halkaisija

Suuremman halkaisijan putket ovat eksponentiaalisesti joustavampia, koska:

  • Tilavuus kasvaa halkaisijan neliön (πr²) mukaan.
  • Seinän jännitys kasvaa suhteessa, mikä aiheuttaa suuremman laajenemisen.
  • Suurempi ilmamäärä tarkoittaa suurempaa puristuvuutta

Nyrkkisääntö: Käytä pienintä halkaisijaa, joka täyttää virtausvaatimuksesi. Älä valitse liian suurta kokoa “varmuuden vuoksi”.”

3. Seinämän paksuus

Paksummat seinät kestävät paremmin laajenemista, mutta lisäävät painoa ja kustannuksia. Suhde on seuraava renkaan jännitys4 yhtälöt:

$$
Seinä\ Jännitys = \frac{P \times D}{2 \times t}
$$

Jossa P = paine, D = halkaisija, t = seinämän paksuus

4. Käyttöpaine

Korkeammat paineet aiheuttavat suuremman seinämän rasituksen ja suuremman ilman puristuksen. Joustava vaikutus kasvaa suunnilleen lineaarisesti paineen kasvaessa.

Käytännön valintaopas

Eri sovellusten vaatimuksiin:

Korkea tarkkuus (±0,2 mm):

  • Käytä venttiili-sylinteri-asennusta
  • Enintään 1 m 6 mm:n nailon- tai alumiiniputkea
  • Tarkastellaan jäykkiä monistoja

Keskitarkkuus (±1 mm):

  • Pidä putket alle 5 metrin pituisina
  • Käytä 6–8 mm:n nylonputkea.
  • Minimoi liitännät ja liitännät

Teollisuuden standardi (±3 mm):

  • Enintään 10 m:n putket hyväksyttävät
  • 8–10 mm:n polyuretaani sopiva
  • Keskity ensin muihin virhelähteisiin

Bepto on suunnitellut sauvaton sylinterinsä integroiduilla venttiilin kiinnitysvaihtoehdoilla erityisesti putkien joustavuuden vaikutusten minimoimiseksi. Insinöörimme auttavat sinua laskemaan optimaalisen putkikonfiguraation juuri sinun sovellukseesi – ja toimitamme tuotteet maailmanlaajuisesti 48 tunnin toimitusajalla, jotta seisokkiaika jää mahdollisimman lyhyeksi. 🚀

Kuinka voit minimoida vaatimustenmukaisuuden vaikutukset parempaan asemointiin?

Putkien joustavuuden vähentäminen edellyttää järjestelmällistä lähestymistapaa, jossa yhdistyvät älykäs suunnittelu, oikeiden komponenttien valinta ja joskus myös luovat ratkaisut. 💡

Tehokkaimmat strategiat putkien joustavuuden minimoimiseksi ovat: (1) asenna venttiilit suoraan sylintereihin pitkien putkien välttämiseksi, (2) käytä jäykkiä putkimateriaaleja (nailon, alumiini) pehmeän polyuretaanin sijaan, (3) pienennä putken halkaisija virtauksen kannalta välttämättömään minimiin, (4) ota käyttöön painepalautesäätö joustavuuden kompensoimiseksi ja (5) käytä akkuja strategisesti paikallisen ilman varastoimiseksi. Yhdistämällä nämä lähestymistavat voidaan palauttaa 60–80 % letkujen joustavuuden vuoksi menetetystä jäykkyydestä.

Strategia 1: Minimoi putken pituus

Paras käytäntö: Asenna venttiilit mahdollisimman lähelle sylintereitä.

Toteutusvaihtoehdot:

  • Venttiili sylinterissä: Suora asennus eliminoi 90%:n putkiston (Bepto-sauvattomat sylinterimme tarjoavat integroidun venttiilin asennuksen)
  • Moninaisen kiinnityksen: Sylinteriryhmien lähellä olevat klusteriventtiilit
  • Hajautettu I/O: Käytä kenttäväylään liitettyjä venttiilisaarirakenteita käyttöpaikalla

Esimerkki todellisesta tilanteesta: Teksasilainen koneenrakentaja Carlos kamppaili 4-akselisen portaalijärjestelmän kanssa. Hänen keskitetty venttiilipankki sijaitsi 18 metrin päässä kaukaisimmasta sylinteristä. Siirtymällä hajautettuihin jakoputkiin ja venttiilikiinnitteisiin Bepto-sylintereihimme hän lyhensi keskimääräisen putken pituuden 12 metristä 1,5 metriin ja paransi paikannustarkkuutta ±4 mm:stä ±0,8 mm:iin. Myös hänen sykliaikansa parani 18% nopeamman vasteen ansiosta. 🏆

Strategia 2: Putkimateriaalin ja -koon optimointi

Materiaalivalintamatriisi:

SovellustyyppiSuositeltava materiaaliHalkaisijan ohje
Tarkka paikannusAlumiini tai paksuseinämäinen nailonVirtauksen vähimmäisvaatimus
Dynaaminen liikkeenohjausNailon PA12Laske <2 m/s virtausnopeudelle
Vakiomuotoinen automaatioPolyuretaani (vain pienet erät)Vakiokoot hyväksyttävät
Korkean syklin sovelluksetNailon, jossa on taittumisenestomalliHuomioi kulutuskestävyys

Kokolaskelma: Käytä Cv (virtauskerroin5) menetelmällä vähimmäishalkaisijan määrittämiseksi ja valitse sitten yksi koko pienempi kuin “turvallinen” ylimitoitus edellyttäisi.

Strategia 3: Kehittyneiden ohjausstrategioiden käyttöönotto

Kun fyysiset muutokset eivät ole mahdollisia, ohjausalgoritmit voivat kompensoida:

Painepalautteen säätö

Asenna paineanturit sylinterikammioihin ja käytä niitä suljetun piirin ohjausjärjestelmässä. Ohjain säätää venttiilikomentoja kohdepaineen ylläpitämiseksi joustavuuden vaikutuksista huolimatta.

Tehokkuus: 40-60% jäykkyyden parannus
Kustannukset: Keskitaso (anturit + ohjelmointi)
Monimutkaisuus: Medium

Feed-Forward-kompensaatio

Ennusta paikan poikkeama kuorman perusteella ja kompensoi painekomento etukäteen.

Tehokkuus: 30-50% parannus
Kustannukset: Matala (vain ohjelmisto)
Monimutkaisuus: Korkea (vaatii tarkan järjestelmämallin)

Adaptiiviset algoritmit

Opi tuntemaan vaatimustenmukaisuuden ominaisuudet käytön aikana ja säädä kompensointia jatkuvasti.

Tehokkuus: 50-70%:n parannus
Kustannukset: Medium
Monimutkaisuus: Korkea

Strategia 4: Käytä pneumaattisia akkuja

Sylinterien lähelle asennetut pienet akku (0,5–2 litraa) tarjoavat paikallisen ilmansäiliön, joka vähentää pitkien putkien tehokasta joustavuutta.

Kuinka se toimii: Akku toimii jäykänä paineensyöttölaitteena sylinterin lähellä ja eristää sen joustavasta letkusta pääsyöttöön.

Sopii parhaiten: Sovellukset, joissa venttiilin siirtäminen ei ole mahdollista
Tyypillinen parannus: 30-40% jäykkyyden kasvu

Strategia 5: Hybridipneumaattiset-mekaaniset ratkaisut

Parhaan jäykkyyden saavuttamiseksi yhdistä pneumaattinen käyttö mekaaniseen lukitukseen:

  • Pneumaattiset kiinnittimet: Lukitse asento mekaanisesti pneumaattisen asemointiin jälkeen
  • Jarru sylinterit: Integroitu jarrutus pitää asennon kuormituksen alaisena
  • Pysäytysmekanismit: Mekaaniset pysäyttimet avainasemissa

Täydellinen järjestelmän optimoinnin tarkistuslista

Laske tarvittava jäykkyys kuormituksen vaihtelun ja toleranssin perusteella  
Tarkista nykyiset letkut (pituus, halkaisija, materiaali, reititys)  
Tunnista mahdollisuudet venttiilin siirtämiseen tai jakoputken yhdistämiseen  
Valitse optimaalinen letku materiaali ja koko jokaiselle ajolle  
Harkitse ohjauksen parannuksia jos laitteistomuutokset ovat riittämättömiä  
Mittaa ja vahvista todellinen jäykkyyden parantuminen  

Bepto-etu

Rodless-sylinterimme on suunniteltu sijoitusjäykkyys huomioon ottaen:

  • Integroitu venttiilin kiinnitys poistaa pitkät putkijohdot
  • Pieni sisätilavuus vähentää luontaista pneumaattista joustavuutta
  • Tarkkuuslaakerit minimoida mekaaninen joustavuus
  • Modulaariset jakoputkivaihtoehdot monisylinterisille järjestelmille

Olemme auttaneet valmistajia Pohjois-Amerikassa, Euroopassa ja Aasiassa ratkaisemaan vaatimustenmukaisuusongelmia, jotka rajoittivat heidän tuottavuuttaan. Kun OEM-varaosien toimitusajat ovat viikkoja ja ne maksavat 2–3 kertaa enemmän kuin meidän tuotteemme, Bepto toimittaa yhteensopivia, korkealaatuisia vaihtoehtoja 48 tunnissa. 📦✨

Viime vuosineljänneksellä teimme yhteistyötä sveitsiläisen lääkealan pakkausyrityksen kanssa. Heidän vanhentuneet OEM-sylinterinsä olivat vaihdon tarpeessa, mutta valmistaja ilmoitti toimitusajaksi 10 viikkoa ja hinnaksi $8 500 euroa sylinteriä kohti. Toimitimme yhteensopivat Bepto-sauvattomat sylinterit integroidulla venttiilin kiinnityksellä hintaan $2 900 kappaleelta, ja toimitusaika oli 3 päivää. He säästivät projektissa $168 000, ja parannettu suunnittelu vähensi heidän asemointivirheitään 45%. Tällaista lisäarvoa tuotamme joka päivä.

Päätelmä

Putkien joustavuus on pneumaattisen asemointitarkkuuden piilevä vihollinen, mutta sen ei tarvitse rajoittaa järjestelmän suorituskykyä. Ymmärtämällä fysiikan, laskemalla vaikutukset ja toteuttamalla älykkäitä suunnittelustrategioita – erityisesti minimoimalla putkien pituuden ja valitsemalla sopivat materiaalit – voit palauttaa suurimman osan joustavuuden vuoksi menetetystä jäykkyydestä ja saavuttaa sovelluksesi vaatiman tarkkuuden. 🎯

Usein kysyttyjä kysymyksiä letkujen vaatimustenmukaisuudesta ja asennon jäykkyydestä

Kuinka paljon letkun joustavuus yleensä vähentää asennon jäykkyyttä?

Putkien joustavuus vähentää tyypillisesti asennon jäykkyyttä 40–70%:llä tavallisissa teollisissa pneumaattisissa järjestelmissä, joissa putkien pituus on 5–15 metriä, mikä aiheuttaa 2–5 mm:n lisäpoikkeaman asennossa vaihtelevilla kuormilla. Tarkka vähenemä riippuu putken pituudesta, halkaisijasta, materiaalista ja putken tilavuuden ja sylinterin tilavuuden suhteesta. Järjestelmissä, joissa putken tilavuus on yli 3 kertaa sylinterin tilavuus, jäykkyys heikkenee eniten. Lyhyet putket (<2 m) vähentävät jäykkyyttä vain 10–20%.

Voinko käyttää joustavaa letkua tarkkaan paikannukseen?

Joustavat polyuretaaniputket eivät yleensä sovellu tarkkaan paikannukseen (±1 mm tai parempi), ellei putkien pituus ole erittäin lyhyt (yhteensä alle 1 metri). Tarkkuutta vaativissa sovelluksissa käytä jäykkiä tai puolijäykkiä putkimateriaaleja, kuten nailonia PA12, alumiinia tai ruostumatonta terästä. Jos liikkuvissa sovelluksissa tarvitaan joustavuutta, käytä panssaroituja tai spiraalivahvistettuja letkuja, jotka kestävät laajenemista, ja pidä joustava osa mahdollisimman lyhyenä käyttämällä jäykkää putkea loppuosan pituudella.

Mikä on optimaalinen putken halkaisija vaatimustenmukaisuuden minimoimiseksi?

Optimaalinen putken halkaisija on pienin koko, joka tarjoaa riittävän virtauksen vaadittavalle sylinterin nopeudelle, mikä tyypillisesti johtaa 5–10 m/s:n ilman nopeuksiin nopean liikkeen aikana. Putkien ylimitoittaminen “turvallisuuden vuoksi” lisää huomattavasti vaatimustenmukaisuutta ilman suhteellista hyötyä. Käytä virtauksen laskentakaavoja (Cv-menetelmä) määrittääksesi vähimmäishalkaisijan ja valitse sitten kyseinen koko tai yksi koko suurempi. 40 mm:n halkaisijalla ja 500 mm/s:n nopeudella toimivalle sylinterille riittää usein 6 mm:n putki, kun taas 10 mm:n putki saattaisi olla tarpeeton.

Vaikuttaako käyttöpaine letkun joustavuuteen?

Kyllä, korkeammat käyttöpaineet lisäävät sekä seinämän rasitusta (aiheuttaen enemmän laajenemista) että ilman puristuvuuden vaikutuksia, mikä lisää kokonaisjoustavuutta noin 15–25%, kun paine nousee 4 barista 8 baariin. Korkeampi paine lisää kuitenkin myös pneumaattista jäykkyyttä (voima tilavuusyksikköä kohti), joten sen nettovaikutus paikannuksen jäykkyyteen on monimutkainen. Yleensä sovelluksesi vaatiman minimipaineen käyttö minimoi joustavuuden vaikutukset ja vähentää samalla ilmankulutusta ja kulumista.

Kuinka mittaan letkujen joustavuuden nykyisessä järjestelmässäni?

Mittaa letkun joustavuus kohdistamalla sylinteriin tunnettu ulkoinen voima ja seuraamalla samalla sijainnin poikkeamaa vakioventtiilikomennolla. Jäykkyys (K) on voima jaettuna siirtymällä (K = F/Δx). Vertaa tätä sylinterin teoreettiseen jäykkyyteen, joka on laskettu porauspinnan ja kammion tilavuuden perusteella. Ero edustaa joustavuuden menetystä. Vaihtoehtoisesti voit mitata järjestelmän ominaisvärähtelytaajuuden askelvasteella – matalampi taajuus tarkoittaa suurempaa joustavuutta. Ammattimaisessa analyysissä käytetään paineantureita molemmissa sylinterikammioissa, jotta putkien joustavuus voidaan erottaa muista vaikutuksista.

  1. Ymmärrä järjestelmän luonnollinen värähtelytaajuus häiriön sattuessa, mikä on ratkaisevan tärkeää epävakauden ennustamiseksi.

  2. Tutki materiaalin elastisen muodonmuutoksen vastustuskykyä, kun siihen kohdistetaan voima.

  3. Opi perusfysiikan yhtälö, joka kuvaa kaasun paineen, tilavuuden ja lämpötilan välistä vuorovaikutusta.

  4. Lue sisäisen paineen sylinterin tai putken seinämiin kohdistuvasta kehän jännityksestä.

  5. Tutustu standardimittariin, jota käytetään venttiilin tai putken nesteen läpäisykyvyn mittaamiseen.

Aiheeseen liittyvät

Chuck Bepto

Hei, olen Chuck, vanhempi asiantuntija, jolla on 13 vuoden kokemus pneumatiikka-alalta. Bepto Pneumaticissa keskityn tuottamaan asiakkaillemme laadukkaita, räätälöityjä pneumatiikkaratkaisuja. Asiantuntemukseni kattaa teollisuusautomaation, pneumatiikkajärjestelmien suunnittelun ja integroinnin sekä avainkomponenttien soveltamisen ja optimoinnin. Jos sinulla on kysyttävää tai haluat keskustella projektisi tarpeista, ota rohkeasti yhteyttä minuun osoitteessa pneumatic@bepto.com.

Sisällysluettelo
Lomake Yhteystiedot
Bepto Logo

Hanki lisää etuja, koska Lähetä tietolomake

Lomake Yhteystiedot

Select Language