Inžinieriai dažnai susiduria su linijinio judesio konvertavimo į sukamąjį problemomis, sudėtingomis mechaninėmis jungtimis ir nenuosekliu padėties nustatymo tikslumu, nesuprasdami, kad pneumatinės rotacinės pavaros gali pašalinti šias problemas ir užtikrinti tikslų, patikimą sukamąjį valdymą už mažesnę kainą ir sudėtingumą.
Pneumatinės rotacinės pavaros suslėgto oro slėgį paverčia sukamuoju judesiu naudodamos mentės, krumpliaračio arba sraigtinės konstrukcijos įtaisus, užtikrinančius tikslų kampinį padėties nustatymą nuo 90° iki kelių pilnų apsisukimų, pasižyminčius dideliu sukimo momentu, greitu atsako laiku ir patikimu veikimu, skirtus automatizuotam vožtuvų valdymui, medžiagų tvarkymui ir pozicionavimui.
Praėjusį mėnesį padėjau Viskonsino pakavimo įmonės inžinieriui Robertui, kuris susidūrė su sudėtinga kumštelio ir jungties sistema, kuri nuolat užstrigdavo ir ją reikėjo nuolat reguliuoti, o tai kainavo $25 000 prastovų, kol ją pakeitėme paprasta pneumatine sukamąja pavara, kuri išsprendė visas pozicionavimo problemas vienu kompaktišku ir patikimu įrenginiu.
Turinys
- Kokie yra pagrindiniai pneumatinių rotacinių pavarų tipai ir jų veikimo principai?
- Kaip lėkštiniai sukamieji mechanizmai užtikrina didelio sukimo momento sukamąjį judesį?
- Kokių privalumų turi stovo ir krumpliaračio sukamieji pavarų mechanizmai, skirti tiksliosioms programoms?
- Kaip parinkti ir parinkti pneumatinių rotacinių pavarų dydžius, kad jos veiktų optimaliai?
Kokie yra pagrindiniai pneumatinių rotacinių pavarų tipai ir jų veikimo principai?
Pneumatinės rotacinės pavaros naudoja suslėgtąjį orą sukamajam judesiui generuoti, naudodamos skirtingas mechanines konstrukcijas, kurių kiekviena turi specifinių privalumų įvairiose automatizavimo ir valdymo srityse.
Pneumatinės rotacinės pavaros - tai mentelinės pavaros, skirtos dideliam sukimo momentui (iki 50 000 lb-in), krumpliaratinės pavaros, skirtos tiksliam padėties nustatymui (±0,1°), sraigtinės pavaros, skirtos daugiasūkiui, ir Skotch-yoke mechanizmai1 ketvirčio apsisukimo vožtuvo valdymui, kurių kiekvienas, naudodamas skirtingus mechaninius principus, linijinį oro slėgį paverčia sukamuoju judesiu.
Lėkšteliniai sukamieji mechanizmai
Lėkštelinės pavaros yra labiausiai paplitusi didelio sukimo momento pavaros konstrukcija. Šiose pavarose prie centrinio veleno pritvirtinta viena ar kelios mentės, o suslėgtas oras, veikdamas mentės paviršių, sukuria sukamąjį judesį.
Veikimo principas: Oro slėgis veikia mentės paviršiaus plotą ir sukuria sukimo momentą aplink centrinį veleną. Sukimo momentas yra tiesiogiai proporcingas oro slėgiui ir mentės paviršiaus plotui pagal formulę: Sukimo momentas = slėgis × mentelės plotas × momento petys.
Pagrindinės savybės:
- Pasukimo kampai: 90°, 180°, 270° arba pasirinktiniai kampai
- Sukimo momentas: 10 lb-in iki 50 000 lb-in
- Reakcijos laikas: nuo 0,1 iki 2 sekundžių
- Slėgio diapazonas: 80-150 PSI standartas
Stovo ir krumpliaračio pavara
Stovo ir krumpliaračio konstrukcijose linijinis pneumatinio cilindro judesys paverčiamas sukamuoju išėjimu naudojant krumpliaratinius mechanizmus. Ši konstrukcija užtikrina puikų tikslumą ir pastovų sukimo momentą visu sukimosi kampu.
Veikimo principas: Linijiniai pneumatiniai cilindrai varo krumpliaračius, kurie jungia krumpliaračius, tiesiaeigį judesį paversdami sukamuoju. Pavaros perdavimo koeficientas lemia cilindro eigos ir sukimosi kampo santykį.
| Pavaros tipas | Sukimosi diapazonas | Sukimo momento charakteristikos | Tikslusis lygis | Tipinės programos |
|---|---|---|---|---|
| Vane tipo | 90°-270° | Didelis, kintantis priklausomai nuo kampo | Geras (±1°) | Vožtuvų valdymas, medžiagų tvarkymas |
| Stovo ir krumpliaračio sistema | 90°-360°+ | Nuoseklus viso insulto metu | Puikus (±0,1°) | Tikslus pozicionavimas, robotika |
| Spiralinis | Keli posūkiai | Vidutinio sunkumo, nuoseklus | Labai geras (±0,5°) | Daugiasukiai vožtuvai, indeksavimas |
| "Scotch-Yoke" | Tipiškas 90° kampas | Labai aukštas eigos viduryje | Geras (±0,5°) | Didelių vožtuvų taikymas |
Spiraliniai sukamieji mechanizmai
Spiralinės pavaros naudoja spiralinius krumpliaračius arba kumštelinius mechanizmus linijiniam cilindro judesiui paversti sukamuoju. Šios konstrukcijos puikiai tinka tais atvejais, kai reikia daugybės sukimų arba tikslaus kampinio padėties nustatymo.
Dizaino ypatybės:
- Daugkartinio sukimosi galimybė (paprastai 2-10+ apsisukimų)
- Tolygus sukimo momentas per visą sukimosi laiką
- Kai kurių konstrukcijų savaiminio užrakinimo galimybė
- Kompaktiškas pėdsakas didelio sukimosi įrenginiams
"Scotch-Yoke" mechanizmai
"Scotch-yoke" pavaros naudoja slankiojančio jungo mechanizmą, kad linijinį cilindro judesį paverstų sukamuoju. Tokia konstrukcija užtikrina labai didelį sukimo momentą, ypač naudingą didelių vožtuvų įrenginiams.
Sukimo momento charakteristikos: "Scotch-yoke" mechanizmas užtikrina didžiausią sukimo momentą eigos viduryje (45° pasisukimo kampu), o sukimo momentas per visą 90° pasisukimo ciklą yra sinusoidės formos.
"Bepto" tiekia rotacines pavaras įvairioms reikmėms, dažnai jas integruodama su savo cilindras be lazdelių2 sistemas, kad būtų sukurti išsamūs judesio valdymo sprendimai, leidžiantys atsisakyti sudėtingų mechaninių jungčių ir padidinti patikimumą bei tikslumą.
Kaip lėkštiniai sukamieji mechanizmai užtikrina didelio sukimo momento sukamąjį judesį?
Plokštelinės rotorinės pavaros sukuria didelį sukimo momentą dėl tiesioginio pneumatinio slėgio, veikiančio didelius lėkštelių paviršiaus plotus, ir taip užtikrina patikimą sukamąjį judesį sudėtingose pramonės srityse.
Prie centrinio veleno pritvirtintoms vienguboms arba dviguboms mentėms, kurių suslėgtas oras veikia tiesiogiai mentės paviršių ir sukuria iki 50 000 lb-in sukimo momentą, užtikrina sukimosi kampą nuo 90° iki 270°, reakcijos laiką iki 0,5 sekundės ir pastovų veikimą nuo -40°F iki +200°F temperatūroje.
Vidaus konstrukcija ir veikimas
Lėkštinės pavaros pasižymi tvirta vidine konstrukcija, skirta didelio sukimo momento taikymams ir ilgam tarnavimo laikui.
Būsto dizainas: Pavaros korpuse yra preciziškai apdirbtos kameros, į kurias nukreipiamos mentelės ir į kurias patenka suslėgtas oras. Naudojamos didelio atsparumo medžiagos, pavyzdžiui, kaliojo ketaus arba aliuminio, kad atlaikytų iki 250 PSI darbinį slėgį.
Lėkštės konfigūracija: Viengubos mentės gali suktis iki 270° kampu, o dvigubos mentės užtikrina didesnį sukimo momentą ir geresnį balansą. Paprastai mentės gaminamos iš grūdinto plieno arba aliuminio su integruotomis sandarinimo sistemomis.
Sandarinimo sistemos: Pažangi sandarinimo technologija apsaugo nuo vidinio nuotėkio ir užtikrina pastovų veikimą. Tipinis sandarinimas apima:
- Lėkštės antgalio sandarikliai kamerai atskirti
- Veleno sandarikliai, apsaugantys nuo išorinio nuotėkio
- Galinio dangtelio sandarikliai, užtikrinantys korpuso vientisumą
- Temperatūrai atsparios medžiagos ekstremalioms sąlygoms
Sukimo momento išėjimo charakteristikos
Lėkštelinės pavaros užtikrina nuspėjamą sukimo momentą, priklausomai nuo konstrukcinių parametrų ir darbo sąlygų.
Sukimo momento apskaičiavimas: T = P × A × R × n
Kur:
- T = išėjimo sukimo momentas (lb-in)
- P = oro slėgis (PSI)
- A = efektyvusis mentės plotas (kvadratiniai coliai)
- R = Momentinės svirties spindulys (coliai)
- n = menčių skaičius
Sukimo momento kreivės: Sukimo momentas keičiasi priklausomai nuo sukimosi kampo, nes keičiasi efektyvusis mentės plotas ir momentinės svirties geometrija. Didžiausias sukimo momentas paprastai pasiekiamas sukimo viduryje, o kraštutiniuose kampuose sukimo momentas sumažėja.
| Slėgis (PSI) | Vienos mentės sukimo momentas | Dvigubos mentės sukimo momentas | Sukimosi greitis |
|---|---|---|---|
| 80 PSI | 1 200 lb-in | 2 400 lb-in | 90°/0,8 sek. |
| 100 PSI | 1 500 lb-in | 3 000 lb-in | 90°/0,6 sek. |
| 125 PSI | 1 875 lb-in | 3 750 lb-in | 90°/0,5 sek. |
| 150 PSI | 2 250 lb-in | 4 500 lb-in | 90°/0,4 sek. |
Veikimo optimizavimo funkcijos
Šiuolaikinės mentės tipo pavaros pasižymi savybėmis, kurios optimizuoja našumą ir patikimumą:
Reguliuojamos sukimosi stotelės: Mechaniniai ribotuvai leidžia tiksliai nustatyti sukimosi ribas, o tipinė reguliavimo skiriamoji geba yra ±1°. Dėl šios savybės daugelyje programų nereikia išorinių ribinių jungiklių.
Minkštinimo sistemos: Įmontuota amortizacija sumažina smūgio jėgas galinėse padėtyse, prailgina pavaros tarnavimo laiką ir sumažina sistemos vibraciją. Reguliuojamą amortizaciją galima optimizuoti skirtingoms apkrovos sąlygoms.
Atsiliepimų apie padėtį parinktys: Integruoti padėties jutikliai užtikrina realaus laiko kampinės padėties grįžtamąjį ryšį uždarosiose valdymo sistemose. Galimi variantai: potenciometrai, enkoderiai ir artumo jungikliai.
Specifiniai taikymo privalumai
Lėkštelinės pavaros puikiai tinka tam tikroms taikymo kategorijoms:
Vožtuvų automatizavimas: Dėl didelio sukimo momento jie idealiai tinka dideliems vožtuvų valdymo įtaisams, kai reikalingas didelis atsitraukimo momentas. Dėl tiesioginio sukamojo judesio išvengiama sudėtingų jungčių.
Medžiagų tvarkymas: Indeksavimo stalams, rotaciniams tiektuvams ir konvejerių nukreipikliams naudingas didelis sukimo momentas ir tikslios padėties nustatymo galimybės, kurias suteikia mentinės pavaros.
Pramonės automatizavimas: Surinkimo stotyse, suvirinimo armatūroje ir bandymų įrangoje naudojamos mentinės pavaros, skirtos patikimam padėties nustatymui ir laikymo momentui.
Priežiūra ir tarnavimo laikas
Tinkama techninė priežiūra užtikrina optimalų veikimą ir ilgesnį tarnavimo laiką:
Tepimo reikalavimai: Daugumą mentinių pavarų reikia periodiškai tepti standartiniais pneumatiniais tepalais. Rekomenduojama tepimo norma paprastai yra 1-2 lašai per 1000 ciklų.
Sandariklių keitimas: Sandarikliai paprastai veikia 1-5 milijonus ciklų, priklausomai nuo eksploatavimo sąlygų. Techninei priežiūrai galima įsigyti atsarginių sandariklių rinkinių.
Veiklos stebėjimas: Stebėkite ciklų skaičių, darbinį slėgį ir reakcijos laiką, kad optimizuotumėte techninės priežiūros tvarkaraščius ir numatytumėte aptarnavimo poreikius.
Jennifer, Teksaso chemijos perdirbimo gamyklos inžinierė, savo didelėje vožtuvų valdymo sistemoje įdiegė mūsų mentelines sukamąsias pavaras. "Tiesioginis sukamasis judesys pašalino mūsų sudėtingas sukabinimo problemas", - paaiškino ji. "Perėjome nuo kassavaitinio mechaninio reguliavimo prie kasmetinės techninės priežiūros, o 4 500 lb-in sukimo momentas lengvai valdo mūsų didžiausius vožtuvus. Investicija į $12 000 atsipirko per šešis mėnesius vien dėl sumažėjusių techninės priežiūros išlaidų."
Kokių privalumų turi stovo ir krumpliaračio sukamieji pavarų mechanizmai, skirti tiksliosioms programoms?
Stovo ir krumpliaračio sukamosios pavaros pasižymi ypatingu tikslumu, pastoviu sukimo momentu ir lanksčiais sukimosi kampais, todėl idealiai tinka programoms, kurioms reikia tikslaus padėties nustatymo ir pakartotinio veikimo.
Stovo ir krumpliaračio sukamosios pavaros užtikrina padėties nustatymo tikslumą ±0,1° tikslumu, pastovų sukimo momentą visame sukimosi diapazone, sukimosi kampus nuo 90° iki 720°+ ir puikų pakartojamumą (±0,05°) dėl tikslių krumpliaračių mechanizmų, kurie linijinį pneumatinio cilindro judesį paverčia valdomu sukamuoju išėjimu.
Tiksli pavarų mechanizmo konstrukcija
Stovo ir krumpliaračio pavaros naudoja preciziškai apdirbtas pavarų sistemas, kad būtų pasiektas didesnis tikslumas ir geresnės eksploatacinės savybės.
Įrankių kokybės standartai: Didelio tikslumo krumpliaračiai, pagaminti pagal AGMA 8-10 klasės standartai3 užtikrina sklandų veikimą ir tikslų padėties nustatymą. Paprastai krumpliaračių dantys šlifuojami ir termiškai apdorojami, kad būtų patvarūs ir tikslūs.
Atgalinio nuokrypio valdymas: Tiksli gamyba ir reguliuojama krumpliaračių akių sistema sumažina atsilikimą iki mažiau nei 0,1°, todėl užtikrinamas tikslus padėties nustatymas ir pašalinamas sistemos laisvumas.
Pavarų perdavimo santykio parinktys: Skirtingų dydžių krumpliaračiai užtikrina skirtingus perdavimo santykius, todėl galima pritaikyti sukimosi kampą ir sukimo momento dauginimą:
| Sukamojo krumpliaračio skersmuo | Pavarų santykis | Sukimasis per colį eigos | Sukimo momento dauginimas |
|---|---|---|---|
| 1,0″ | 3.14:1 | 114.6° | 3.14x |
| 1,5 colio | 2.09:1 | 76.4° | 2.09x |
| 2,0″ | 1.57:1 | 57.3° | 1.57x |
| 3,0″ | 1.05:1 | 38.2° | 1.05x |
Nuoseklios sukimo momento charakteristikos
Skirtingai nuo krumpliaratinių pavarų, krumpliaratinės pavaros užtikrina pastovų sukimo momentą visame sukimosi diapazone.
Tiesinė sukimo momento priklausomybė: Pavaros mechanizmas išlaiko pastovų mechaninį pranašumą ir užtikrina pastovų sukimo momentą nepriklausomai nuo kampinės padėties. Ši savybė ypač vertinga, kai reikia vienodos jėgos per visą judesį.
Sukimo momento apskaičiavimas: T = F × R × η
Kur:
- T = išėjimo sukimo momentas (lb-in)
- F = cilindro jėga (svarais)
- R = krumpliaračio spindulys (coliai)
- η = pavaros efektyvumas (paprastai 0,85-0,95)
Krovinio laikymo pajėgumas: Pavaros mechanizmas puikiai išlaiko apkrovą, nereikalaudamas nuolatinio oro slėgio, todėl šios pavaros idealiai tinka tais atvejais, kai reikia išlaikyti padėtį veikiant apkrovai.
Išplėstinės valdymo funkcijos
Šiuolaikinės krumpliaratinės pavaros pasižymi sudėtingomis valdymo galimybėmis:
Pozicijos grįžtamojo ryšio sistemos: Integruoti enkoderiai, potenciometrai arba rezolveriai užtikrina tikslų padėties grįžtamąjį ryšį uždarosiose valdymo sistemose. Priklausomai nuo grįžtamojo ryšio įrenginio, skiriamoji geba gali būti iki 0,01°.
Programuojamas padėties nustatymas: Sujungus su servopavarikliais arba proporcinio valdymo sistemomis, krumpliaratinės pavaros gali pasiekti daugybę programuojamų padėčių ir didelį tikslumą.
Greičio valdymas: Kintamas greičio valdymas reguliuojant srautą leidžia optimizuoti judėjimo profilius įvairioms programoms - nuo greito indeksavimo iki lėto ir tikslaus pozicionavimo.
Taikymo universalumas
Stovo ir krumpliaračio pavarų pavaros puikiai tinka įvairioms tikslioms reikmėms:
Robotika ir automatizavimas: Sąnarių artikuliacijai, galinio judesio atlikėjo padėties nustatymui ir tiksliam kampiniam reguliavimui naudingas krumpliaračių konstrukcijos tikslumas ir pakartojamumas.
Testavimas ir matavimas: Kalibravimo įrangai, bandymų armatūrai ir matavimo sistemoms reikalingos tikslaus pozicionavimo galimybės, kurias užtikrina šios pavaros.
Pakavimas ir surinkimas: Dideliu greičiu veikiančiose pakavimo linijose ir tiksliose surinkimo operacijose naudojamos krumpliaratinės pavaros, kad būtų galima tiksliai nustatyti gaminio padėtį ir orientaciją.
Veikimo specifikacijos
Tipinės tiksliųjų krumpliaratinių pavaros mechanizmų eksploatacinės charakteristikos:
| Veikimo parametras | Standartinis diapazonas | Didelio tikslumo diapazonas | Paraiškos |
|---|---|---|---|
| Padėties nustatymo tikslumas | ±0.5° | ±0.1° | Bendrasis automatizavimas ir tikslusis darbas |
| Pakartojamumas | ±0.2° | ±0.05° | Standartinės ir kritinės taikomosios programos |
| Reakcijos laikas | 0,2-1,0 sek. | 0,1-0,5 sek. | Greičio reikalavimai |
| Sukimosi diapazonas | 90°-360° | 90°-720°+ | Specifiniai taikomųjų programų poreikiai |
| Sukimo momento išvestis | 50-5 000 lb-in | 100-10 000 lb-in | Apkrovos reikalavimai |
Integravimo ir montavimo parinktys
Stovo ir krumpliaračio pavaros siūlo lanksčias integravimo galimybes:
Montavimo konfigūracijos: Įvairūs montavimo variantai, įskaitant montavimą ant flanšo, ant kojelės ir ant strypo, atitinka įvairius montavimo reikalavimus.
Pavaros jungtis: Standartinės velenų konfigūracijos, raktai ir jungčių parinktys supaprastina prijungimą prie varomosios įrangos.
Pneumatinės jungtys: Standartiniai prievadų dydžiai ir vietos palengvina integravimą su esamomis pneumatinėmis sistemomis ir valdymo vožtuvais.
Techninė priežiūra ir patikimumas
Tinkama priežiūra užtikrina ilgą tarnavimo laiką ir pastovų veikimą:
Tepimo sistemos: Automatinis tepimas naudojant pneumatinius tepalus palaiko krumpliaračio akių tepimą ir prailgina tarnavimo laiką. Rekomenduojamas tepimo kiekis yra 1-3 lašai per 1000 ciklų.
Prevencinė priežiūra: Reguliarus krumpliaračių tinklelio, sandariklių būklės ir tvirtinimo įrangos tikrinimas apsaugo nuo ankstyvo gedimo ir užtikrina tikslumą.
Eksploatavimo trukmės lūkesčiai: Tinkamai prižiūrimos krumpliaratinės pavaros paprastai užtikrina 5-10 milijonų ciklų tarnavimo laiką įprastose pramonės srityse.
Markas, kuris prižiūri automatizavimą Kalifornijos elektronikos surinkimo gamykloje, pasidalijo savo patirtimi, susijusia su mūsų krumpliaratinėmis pavaromis: "±0,1° padėties nustatymo tikslumas buvo būtent tai, ko mums reikėjo mūsų komponentų išdėstymo sistemai. Įdiegus "Bepto" stovo ir krumpliaračio pavaras, mūsų išdėstymo paklaidos sumažėjo 85%, o pastovus sukimo momentas pašalino greičio svyravimus, kuriuos turėjome su ankstesniais krumpliaračio tipo įrenginiais. $8 500 investicija taip pagerino mūsų gamybos našumą, kad išlaidos atsipirko vos per keturis mėnesius."
Kaip parinkti ir parinkti pneumatinių rotacinių pavarų dydžius, kad jos veiktų optimaliai?
Norint tinkamai parinkti ir parinkti pneumatinių rotacinių pavarų dydį, reikia sistemingai analizuoti sukimo momento reikalavimus, sukimosi specifikacijas, aplinkos sąlygas ir valdymo sistemos integracijos poreikius, kad būtų užtikrintas optimalus veikimas ir patikimumas.
Pasirenkant rotacinę pavarą reikia apskaičiuoti reikiamą sukimo momentą (įskaitant 1,5-2,0x saugos koeficientus), nustatyti sukimosi kampo ir greičio reikalavimus, įvertinti aplinkos sąlygas ir suderinti pavaros specifikacijas su taikomosios programos reikalavimais, paprastai taikant struktūrizuotą procesą, kuriame atsižvelgiama į apkrovos analizę, darbo ciklą ir integracijos reikalavimus, kad būtų užtikrintas optimalus veikimas.
Sukimo momento poreikio analizė
Tikslus sukimo momento apskaičiavimas yra tinkamo pavaros pasirinkimo pagrindas ir užtikrina patikimą veikimą visomis darbo sąlygomis.
Apkrovos sukimo momento sudedamosios dalys: Visą reikiamą sukimo momentą sudaro kelios sudedamosios dalys, kurias reikia apskaičiuoti ir susumuoti:
Statinės apkrovos sukimo momentas: T_static = W × R × cos(θ)
Kur W = krovinio svoris, R = momentas, θ = kampas nuo horizontalės
Trinties momentas: T_friction = μ × N × R
Kur μ = trinties koeficientas, N = normalinė jėga, R = spindulys
Pagreičio sukimo momentas: T_accel = J × α
Kur J = inercijos momentas4, α = kampinis pagreitis
Vėjas / išorinės jėgos: Papildomas sukimo momentas, kurį sukelia krovinį veikiančios išorinės jėgos
Saugos koeficiento taikymas
Tinkami saugos koeficientai užtikrina patikimą veikimą ir atsižvelgia į sistemos svyravimus:
| Taikymo tipas | Saugos koeficientas | Argumentavimas | Tipinis diapazonas |
|---|---|---|---|
| Nuolatinis darbas | 2.0-2.5x | Didelis ciklų skaičius, nusidėvėjimo aspektai | Pramonės automatizavimas |
| Pertraukiamasis darbas | 1.5-2.0x | Vidutinis naudojimas, standartinis patikimumas | Bendrosios programos |
| Skubios pagalbos tarnyba | 2.5-3.0x | Kritinis veikimas, didelis patikimumas | Saugos sistemos |
| Tikslus padėties nustatymas | 1.8-2.2x | Tikslumo reikalavimai, apkrovos svyravimai | Robotika, testavimas |
Sukimosi specifikacijos
Apibrėžkite sukimosi reikalavimus, kad jie atitiktų pavaros galimybes:
Sukimosi kampo reikalavimai: Nustatykite visą reikalingą sukimosi laiką ir visas tarpines padėtis. Apsvarstykite, ar reikia 90°, 180°, 270°, ar kelių apsisukimų galimybės.
Greičio reikalavimai: Apskaičiuokite reikiamą sukimosi greitį pagal ciklo trukmės reikalavimus. Atsižvelkite į vidutinio greičio ir didžiausio pagreičio poreikius.
Padėties nustatymo tikslumas: Nustatykite priimtiną padėties nustatymo nuokrypį. Didelio tikslumo programoms gali reikėti ±0,1° tikslumo, o bendroms programoms gali būti priimtinas ±1° tikslumas.
Darbo ciklo analizė: Įvertinkite veikimo dažnį, nuolatinį ar pertraukiamą veikimą ir numatomą tarnavimo laiką.
Aplinkosaugos aspektai
Eksploatacinė aplinka daro didelę įtaką pavaros parinkimui ir specifikacijai:
Temperatūros diapazonas: Standartinės pavaros veikia nuo -10°F iki +160°F, o specialios konstrukcijos - nuo -40°F iki +200°F. Ekstremalioms temperatūroms gali prireikti specialių sandariklių ir tepalų.
Užteršimo poveikis: Dulkių, korozijos ar plovimo aplinkoje reikia didesnio sandarumo (IP65/IP67 reitingai5) ir korozijai atsparios medžiagos.
Vibracija ir smūgiai: Didelės vibracijos aplinkoje gali prireikti sustiprinto tvirtinimo ir specialios guolių konstrukcijos, kad būtų išlaikytas tikslumas ir ilgaamžiškumas.
Erdvės apribojimai: Fiziniai montavimo apribojimai gali lemti pavaros tipą ir montavimo konfigūracijos galimybes.
Pavaros tipo pasirinkimo matrica
Pasirinkite pavaros tipą pagal taikymo reikalavimus:
| Reikalavimo prioritetas | Vane tipo | Stovo ir krumpliaračio sistema | Spiralinis | "Scotch-Yoke" |
|---|---|---|---|---|
| Didelis sukimo momentas | Puikus | Geras | Sąžiningai | Puikus |
| Tikslus padėties nustatymas | Geras | Puikus | Labai geras | Geras |
| Kelių posūkių galimybė | Prastas | Geras | Puikus | Prastas |
| Kompaktiškas dydis | Geras | Sąžiningai | Geras | Sąžiningai |
| Ekonominis efektyvumas | Puikus | Geras | Sąžiningai | Geras |
Dydžio skaičiavimai ir pavyzdžiai
Paraiškos pavyzdys: Vožtuvo pavara 8 colių sklendei su drugeliu
- Statinis sukimo momentas: 1 200 lb-in (iš vožtuvo gamintojo)
- Trinties momentas: 300 lb-in (apskaičiuota)
- Pagreičio sukimo momentas: 150 lb-in (apskaičiuota)
- Bendras sukimo momentas: 1 650 lb-in
- Su saugos faktoriumi (2,0x): Reikia 3 300 lb-in
Pavaros pasirinkimas: Pasirinkite pavarą, kurios išėjimo galia esant darbiniam slėgiui yra ne mažesnė kaip 3300 lb-in.
Valdymo sistemos integracija
Apsvarstykite valdymo sistemos reikalavimus, kad būtų galima optimaliai integruoti:
Signalų suderinamumas: Suderinkite pavaros valdymo reikalavimus su galimais valdymo signalais (4-20 mA, 0-10 VDC, skaitmeniniai ryšio protokolai).
Atsiliepimai apie poziciją: Nustatykite, ar reikalingas padėties grįžtamasis ryšys, ir pasirinkite tinkamą jutiklio technologiją (potenciometrą, daviklį, artumo jungiklius).
Reakcijos laikas: Užtikrinkite, kad pavaros reakcijos laikas atitiktų sistemos reikalavimus dėl ciklo trukmės ir padėties nustatymo tikslumo.
Saugos funkcijos: Atsižvelkite į saugos reikalavimus, avarinio stabdymo galimybes ir rankinio valdymo poreikius.
Veikimo tikrinimo metodai
Patvirtinkite pavaros pasirinkimą atlikdami tinkamą analizę ir bandymus:
Apkrovos testavimas: Patikrinkite, ar pavaros gali atlaikyti didžiausias numatomas apkrovas su pakankama saugos atsarga faktinėmis darbo sąlygomis.
Greičio testavimas: Patikrinkite, ar sukimosi greitis atitinka ciklo trukmės reikalavimus įvairiomis apkrovos sąlygomis.
Tikslumo testavimas: Išmatuokite padėties nustatymo tikslumą ir pakartojamumą įprastomis darbo sąlygomis.
Ištvermės testavimas: Įvertinkite ilgalaikes eksploatacines savybes atlikdami pagreitintus eksploatavimo bandymus arba lauko bandymus.
Ekonominė analizė
Rinkdamiesi pavaras atsižvelkite į bendrą nuosavybės kainą:
Pradinių išlaidų palyginimas: Subalansuokite pavaros kainą ir eksploatacinių savybių reikalavimus ir venkite pernelyg didelių specifikacijų, kurios be reikalo didina išlaidas.
Veiklos sąnaudos: Atlikdami ekonominę analizę atsižvelkite į energijos suvartojimą, techninės priežiūros reikalavimus ir numatomą tarnavimo laiką.
Patikimumo poveikis: Rinkdamiesi pavaros kokybę ir dubliavimo lygį, atsižvelkite į prastovos ir prarastos gamybos sąnaudas.
| Sąnaudų veiksnys | Ekonominė klasė | Standartinė klasė | Aukščiausios klasės |
|---|---|---|---|
| Pradinės išlaidos | $500-1,500 | $1,000-3,000 | $2,500-8,000 |
| Tarnavimo laikas | 1-3 metai | 3-7 metai | 7-15 metų |
| Priežiūros išlaidos | Aukštas | Vidutinio sunkumo | Žemas |
| Prastovos rizika | Aukštas | Vidutinio sunkumo | Žemas |
Įrengimas ir paleidimas
Tinkamas montavimas užtikrina optimalų pavaros veikimą:
Montavimo išlyginimas: Užtikrinkite tinkamą išlyginimą, kad išvengtumėte sukibimo ir ankstyvo nusidėvėjimo. Naudokite tiksliuosius lyginimo įrankius kritinėms reikmėms.
Pneumatinės sistemos projektavimas: Tinkamai parinkite oro tiekimo linijų, filtrų ir reguliatorių dydžius, atsižvelgdami į pavaros reikalavimus ir reakcijos laiką.
Valdymo sistemos kalibravimas: Kalibruokite padėties grįžtamojo ryšio sistemas ir sureguliuokite valdymo parametrus, kad užtikrintumėte optimalų veikimą.
Veiklos patikrinimas: Prieš paleisdami sistemą į gamybą, atlikite išsamius bandymus, kad patikrintumėte, ar laikomasi visų veikimo specifikacijų.
"Bepto" teikia išsamią pavaros pasirinkimo pagalbą, padedančią klientams išanalizuoti jų reikalavimus ir išsirinkti optimalų rotacinės pavaros sprendimą. Mūsų inžinierių komanda naudoja patikrintus skaičiavimo metodus ir didelę taikymo patirtį, kad užtikrintume, jog gausite konkrečius poreikius atitinkančią pavarą, nesvarbu, ar ji būtų integruota į mūsų bepakopių cilindrų sistemas, ar naudojama atskirai.
Išvada
Pneumatinės rotacinės pavaros suslėgtąjį orą paverčia tiksliu sukamuoju judesiu, naudodamos įvairias mechanines konstrukcijas: krumpliaratinės pavaros užtikrina didelį sukimo momentą, krumpliaratinės pavaros - ypatingą tikslumą, o tinkamam pasirinkimui reikia kruopščiai išanalizuoti sukimo momentą, tikslumą ir aplinkosaugos reikalavimus, kad būtų užtikrintas optimalus veikimas.
Dažniausiai užduodami klausimai apie pneumatinius sukamuosius pavarų mechanizmus
K: Kuo skiriasi mentės tipo ir krumpliaratinės pavaros?
Lėkštelinės pavaros užtikrina didesnį sukimo momentą (iki 50 000 lb-in) ir sukimosi ribas nuo 90° iki 270°, o krumpliaratinės pavaros pasižymi didesniu padėties nustatymo tikslumu (±0,1°), pastoviu sukimo momentu viso sukimosi metu ir sukimosi kampu iki 720°+, skirtu tiksliosioms programoms.
K: Kaip apskaičiuoti sukimo momento poreikį, reikalingą sukamajai pavarai?
Bendrą sukimo momentą apskaičiuokite sudėdami statinės apkrovos sukimo momentą (svoris × momento svirtis), trinties sukimo momentą, pagreičio sukimo momentą ir išorines jėgas, tada padauginkite iš 1,5-2,5 kartus didesnio saugos koeficiento, priklausomai nuo taikymo kritiškumo ir darbo ciklo reikalavimų.
K: Ar pneumatinės rotacinės pavaros gali užtikrinti tikslų padėties nustatymą?
Taip, krumpliaratinės sukamosios pavaros su padėties grįžtamuoju ryšiu gali pasiekti ±0,1° padėties nustatymo tikslumą ir ±0,05° pakartojamumą, todėl jos tinka tiksliajai automatizacijai, robotikai ir bandymams, kuriems reikia tikslaus kampinio padėties nustatymo.
K: Kokios techninės priežiūros reikia pneumatinėms rotacinėms pavaroms?
Sukamąsias pavaras reikia tinkamai sutepti (1-3 lašai per 1000 ciklų), reguliariai tikrinti sandariklius ir tvirtinimo įrangą, periodiškai kalibruoti padėties grįžtamojo ryšio sistemas ir keisti susidėvėjusias sudedamąsias dalis, atsižvelgiant į ciklų skaičių ir veikimo stebėjimą.
K: Kiek laiko paprastai veikia pneumatinės rotacinės pavaros, naudojamos pramonėje?
Eksploatavimo trukmė priklauso nuo tipo ir taikymo srities: mentės tipo pavaros paprastai atlieka 1-5 milijonus ciklų, o krumpliaratinės pavaros gali atlikti 5-10 milijonų ciklų, jei atliekama tinkama priežiūra, o faktinė eksploatavimo trukmė priklauso nuo darbo sąlygų, darbo ciklo ir techninės priežiūros kokybės.
-
Sužinokite, kokia yra Škotijos jokės mechanizmo kinematika ir kaip jis tiesinį judesį paverčia sinusine sukimosi banga. ↩
-
Susipažinkite su bepakopių cilindrų konstrukcija ir privalumais, kurie užtikrina ilgos eigos galimybes kompaktiškoje erdvėje. ↩
-
Supraskite Amerikos pavarų gamintojų asociacijos (AGMA) nustatytus pavarų kokybės standartus ir jų reikšmę tikslumui bei našumui. ↩
-
Išnagrinėkite inercijos momento sąvoką - pagrindinę fizikos savybę, kuria matuojamas objekto pasipriešinimas kampiniam pagreičiui. ↩
-
Sužinokite, ką reiškia tokie apsaugos nuo įsiskverbimo (IP) reitingai kaip IP65 ir IP67 ir kaip jie apibrėžia gaminio atsparumą dulkėms ir vandeniui. ↩
