Kas ir bezstieņa cilindrs un kā tas pārveido rūpniecisko automatizāciju?

Ražošanas līnijas apstājas bez brīdinājuma. Tuvojoties termiņiem, iekārtas salūzt. Jūsu rūpnīca katru stundu zaudē $20 000, gaidot rezerves daļas no ārzemju piegādātājiem.

Bezstieņa cilindrs ir vietu taupošs pneimatiskais izpildmehānisms, kas rada lineāru kustību bez ārējā virzuļa stieņa, izmantojot progresīvus iekšējos mehānismus, piemēram, magnētisko sakabi, kabeļu sistēmas vai lentes tehnoloģiju, lai pārnestu spēku tieši uz ārējo ratiņu.

Pirms diviem gadiem es saņēmu izmisīgu zvanu no Marcusa, tehniskās apkopes inženiera no Zviedrijas iepakojuma rūpnīcas. Viņu sākotnējais Festo bezstieņa cilindrs sabojājās sezonas maksimuma laikā. Oriģinālais ražotājs piedāvāja 12 nedēļu piegādi. Mēs nosūtījām saderīgu aizstājēju no mūsu Zhejiang¹ 48 stundu laikā. Marcus ietaupīja $300 000 ražošanas laika zaudējumu.

Satura rādītājs

• Kā iekšēji darbojas bezstieņa gaisa balons?
• Kādi ir dažādi bezstieņu pneimatisko balonu veidi?
• Kādos gadījumos jāizvēlas bezstieņa cilindri, nevis tradicionālie stieņa cilindri?
• Kā aprēķināt spēku un izmērus bezstieņa cilindru lietojumiem?
• Kādas ir biežākās bezstieņa cilindru problēmas un to risinājumi?
• Kā pareizi uzstādīt un uzturēt balonus bez stieņiem?
• Secinājums
• Bieži uzdotie jautājumi par bezstieņa cilindriem

Kā iekšēji darbojas bezstieņa gaisa balons?

Izpratne par iekšējiem mehānismiem palīdz novērst problēmas un izvēlēties labākus aizvietotājus. Lielākā daļa inženieru pirms pirkuma lēmuma pieņemšanas vēlas saņemt tehnisko informāciju.

Bezstieņa pneimatiskie cilindri darbojas, satur virzuli hermētiski noslēgtā caurulē, vienlaikus nododot kustību, izmantojot magnētisko sakabi, elastīgas lentes vai kabeļu sistēmas, kas savieno iekšējo kustību ar ārējiem pārvadiem, nepārtraucot spiediena blīvējumu.

Magnētiskā savienojuma tehnoloģija

Magnētiski savienotajos bezstieņa gaisa balonos tiek izmantoti jaudīgi retzemju magnēti. Iekšējie magnēti ir piestiprināti pie virzuļa. Ārējie magnēti ir piestiprināti pie ratiņiem. Kad saspiestais gaiss kustina iekšējo virzuli, magnētiskais spēks pārvieto kustību caur cilindra sieniņu.

Magnētiskā lauka intensitāte nosaka maksimālo spēka pārnesi. Neodīma magnēti nodrošina visspēcīgāko savienojumu. Šīs sistēmas vislabāk darbojas tīrā vidē, kur piesārņojums nevar ietekmēt magnētisko lauku.

Trošu un skriemeļu sistēmas

Bezstieņa cilindri ar trošu piedziņu izmanto tērauda troses un precīzus trīšus. Iekšējais virzule ir savienota ar trosēm, kas cilindra galos iet caur noslēgtiem trīšiem. Troses spriegojums virzuļa kustību nodod ārējai slodzei.

Šī konstrukcija nodrošina izcilu pozīcijas precizitāti. Kabeļa izstiepšanās ir minimāla, ja tas ir pareizi nospriegots. Rullīšu gultņiem jābūt augstas kvalitātes, lai novērstu sasaistīšanu un nodrošinātu vienmērīgu darbību.

Elastīgās joslas tehnoloģija

Griestu cilindri izmanto elastīgu tērauda lenti, kas hermētiski noslēdz cilindra atveri, vienlaikus nododot kustību. Lente savieno iekšējo virzuli ar ārējiem stiprinājuma punktiem. Īpašas blīvējuma lūpas uztur spiedienu, vienlaikus ļaujot lentai kustēties.

Joslu sistēmas iztur lielākas sānu slodzes nekā magnētiskā sakabe. Tās labi darbojas piesārņotā vidē. Elastīgā lente darbojas gan kā blīvējums, gan kustības pārneses mehānisms.

Blīvēšanas sistēmas

Visiem cilindriem bez stieņiem ir nepieciešams efektīvs blīvējums, lai saglabātu spiedienu, vienlaikus nodrošinot kustības pārnesi. Dinamiskajiem blīvējumiem jābūt elastīgiem kustības laikā, vienlaikus novēršot gaisa noplūdi. Statiskie blīvējumi nostiprina fiksētos komponentus.

Parasti izmantotie blīvējuma materiāli ir nitrila gumija standarta lietojumiem, fluoroglekļa² ķīmiskai izturībai un poliuretāna nodilumizturībai. Blīvējuma izvēle ietekmē kalpošanas laiku un darba temperatūras diapazonu.

Kādi ir dažādi bezstieņu pneimatisko balonu veidi?

Dažādiem lietojumiem ir nepieciešama īpaša cilindru konstrukcija. Pirms ieteikt balonu tipus, es vienmēr analizēju klienta prasības. Nepareiza izvēle noved pie priekšlaicīgas atteices un dārgas dīkstāves.

Galvenie bezstieņa cilindru tipi ir divvirzienu divpusējas darbības bezstieņa cilindri divvirzienu vadāmie bezstieņa cilindri, magnētiskie bezstieņa cilindri tīrai videi un elektriskie bezstieņa cilindri precīzai pozicionēšanas kontrolei.

Divpusējas darbības cilindri bez stieņa

Divvirzienu darbības bezstieņa cilindri izmanto saspiestu gaisu gan izvilkšanai, gan ievilkšanai. Gaisa pieslēgvietas abos galos regulē virzienu. Tas nodrošina ātrāku cikla laiku un labāku stāvokļa kontroli salīdzinājumā ar atsperes atgriešanās konstrukcijām.

Lielākajā daļā rūpniecisko lietojumu tiek izmantoti divpusējas darbības cilindri. Tie nodrošina vienmērīgu spēku abos virzienos. Ātruma regulēšanas vārsti var neatkarīgi regulēt izvilkšanas un ievilkšanas ātrumu.

Bezstieņa cilindri ar vadību

Bezstieņa cilindri ar vadotni ietver integrētas lineārās vadotnes vai sliedes. Ārējās vadotnes apstrādā sānu slodzi un novērš rotāciju. Cilindrs nodrošina lineāro spēku, bet vadotnes nodrošina taisnvirziena kustību.

Šīs sistēmas labi darbojas lielām slodzēm vai lietojumiem ar momentu slodzi. Vadošās sliedes vienmērīgi sadala spēkus. Tas novērš cilindru sasaistīšanu un pagarina kalpošanas laiku.

Viendarbības cilindri bez stieņa

Vienvirziena darbības konstrukcijas izmanto gaisa spiedienu tikai vienā virzienā. Atgriezenisko kustību nodrošina atsperes vai ārējie spēki. Šie cilindri maksā lētāk, bet piedāvā ierobežotas vadības iespējas.

Pielietojums ietver vienkāršus pacelšanas vai stumšanas uzdevumus, kur atgriešanās ātrums nav kritiski svarīgs. Atgriešanās spēku nodrošina gravitācijas vai mehāniskās atsperes.

Kompaktie bezstieņa cilindri

Kompakts dizains samazina uzstādīšanas vietu. Īsāki cilindru korpusi samazina kopējo garumu. Šie baloni labi darbojas šaurās telpās, kur nav iespējams ievietot standarta konstrukcijas.

Kompromiss ir mazāks gājiena garums un mazāka spēka jauda. Kompaktās konstrukcijās vienkāršības labad bieži tiek izmantota magnētiskā sakabe.

Lielas noslodzes cilindri bez stieņiem

Lieljaudas versijas ir piemērotas lieliem spēkiem un skarbai videi. Pastiprināta konstrukcija iztur trieciena slodzi un piesārņojumu. Šajos balonos izmantotas izturīgas blīvēšanas sistēmas un izturīgāki materiāli.

Rūpniecībā, piemēram, tērauda apstrādē vai kalnrūpniecībā, ir nepieciešamas lielas slodzes konstrukcijas. Papildu aizsardzība novērš priekšlaicīgu nodilumu un bojājumus.

Kādos gadījumos jāizvēlas bezstieņa cilindri, nevis tradicionālie stieņa cilindri?

Izvēle ir atkarīga no lietojuma prasībām un vietas ierobežojumiem. Es palīdzu klientiem analizēt viņu konkrētās vajadzības, lai izdarītu pareizo izvēli. Nepareiza izvēle maksā laiku un naudu.

Izvēlieties cilindrus bez stieņiem, ja ir ierobežota telpa, ja gājiena garums pārsniedz 500 mm, ja ir sānu slodzes vai ja tradicionālie cilindru stieņi traucē apkārtējām iekārtām vai rada drošības apdraudējumu.

Telpas ietaupījuma analīze

Tradicionālajiem cilindriem ir nepieciešams gājiena garums plus stieņa garums plus cilindra korpusa garums. Kopējais tilpums ir aptuveni 2,5 reizes lielāks par gājiena garumu. Bezstieņa cilindriem nepieciešams tikai gājiena garums plus cilindra korpusa garums.

Tradicionālajiem cilindriem ar 1000 mm gājienu ir nepieciešams aptuveni 2500 mm kopējās telpas. Bezstieņa cilindriem vajag tikai 1200 mm. Šis 50% vietas ietaupījums bieži attaisno augstākas sākotnējās izmaksas.

Garā gājiena lietojumprogrammas

Tradicionālo cilindru darbības gājieni virs 1000 mm rada problēmas. Garie stieņi izliekas zem slodzes un vibrē darbības laikā. Kolonnu izturība³ samazinās līdz ar stieņa garuma kvadrātu.

Cilindri bez stieņiem nodrošina precizitāti garos gājienos. Ārējā stieņa neesamība novērš lieces problēmas. Tāpēc tie ir ideāli piemēroti lielām iekārtām un garām konveijeru sistēmām.

Sānu slodzes apsvērumi

Tradicionālie cilindri slikti iztur sānu slodzi. Stieņa gultņi ātri nodilst sānu slodzes ietekmē. Bezstieņa cilindri ar vadotnēm sadala sānu slodzi, izmantojot ārējās vadotnes.

Aprēķiniet sānu slodzes jaudu, izmantojot ražotāja specifikācijas. Salīdziniet to ar savām lietojuma prasībām. Pareiza izvēle novērš priekšlaicīgu bojājumu.

Drošības uzlabojumi

Atklāti virzuļu stieņi rada drošības apdraudējumu. Darbiniekus var savainot kustīgi stieņi. Cilindri bez stieņiem novērš šo apdraudējumu, jo tajos ir visas kustīgās daļas.

Tas ir svarīgi lietojumprogrammās, kurās darbinieki mijiedarbojas ar mašīnām. Drošības uzlabojumi bieži vien attaisno lielākas balonu izmaksas, jo tiek samazināta apdrošināšana un atbildība.

Kā aprēķināt spēku un izmērus bezstieņa cilindru lietojumiem?

Pareiza izmēra noteikšana nodrošina uzticamu darbību un ilgu kalpošanas laiku. Es sadarbojos ar inženieriem, lai aprēķinātu precīzas prasības. Nepietiekami liela izmēra baloni ātri sabojājas, bet pārāk liela izmēra vienības izšķērdē enerģiju un naudu.

Lai noteiktu minimālo vajadzīgo cilindra izmēru, aprēķiniet bezvārpstas cilindra spēku, izmantojot urbuma laukumu reiz darba spiedienu, pēc tam piemērojiet drošības koeficientus slodzes svārstībām, berzei un paātrinājuma spēkam.

Spēka aprēķināšanas metodes

Pamatspēka aprēķinā izmanto formulu: Spēks = spiediens × laukums. 63 mm diametra cilindram ar 6 bāru spiedienu: Spēks = 6 × π × (31,5)² = 18 760 N.

Tas dod teorētisko maksimālo spēku. Faktiskais pieejamais spēks ir mazāks berzes, blīvējuma pretestības un spiediena zudumu dēļ. Lai nodrošinātu drošu darbību, piemēro drošības koeficientu no 1,5 līdz 2,0.

Slodzes analīzes prasības

Analizējiet visus spēkus, kas iedarbojas uz sistēmu. Ietveriet statiskās slodzes, dinamiskās slodzes, berzes spēkus un paātrinājuma spēkus. Katrs komponents ietekmē balonu izmēru noteikšanu.

Statiskās slodzes ietver detaļas svaru un pastāvīgus ārējos spēkus. Dinamiskās slodzes ietver paātrinājuma un palēninājuma spēkus. Berze ir atkarīga no vadotņu sistēmas un slodzes kontaktvirsmas.

Spiediena un plūsmas apsvērumi

Augstāks darba spiediens nodrošina lielāku spēku, bet tam nepieciešama spēcīgāka konstrukcija. Standarta rūpnieciskais spiediens ir 6-8 bāri. Lielākam spiedienam nepieciešami īpaši blīvējumi un savienotājelementi.

Gaisa plūsmas prasības ir atkarīgas no cilindra tilpuma un cikla ātruma. Ātrajiem cikliem nepieciešams lielāks plūsmas ātrums. Aprēķiniet nepieciešamo plūsmu, izmantojot balona tilpumu un cikla laiku.

Vides faktori

Darba temperatūra ietekmē blīvējuma veiktspēju un gaisa blīvumu. Augstām temperatūrām nepieciešami īpaši blīvējumi. Zemas temperatūras var radīt kondensācijas problēmas.

Piesārņojuma līmenis nosaka blīvējuma veidus un aizsardzības prasības. Tīra vide pieļauj magnētisko savienošanu. Netīros apstākļos nepieciešamas hermētiskas kabeļu sistēmas.

Kādas ir biežākās bezstieņa cilindru problēmas un to risinājumi?

Izpratne par biežāk sastopamajām problēmām palīdz novērst kļūmes un samazināt dīkstāves laiku. Dažādās nozarēs es vairākkārt sastopos ar vienām un tām pašām problēmām. Pareiza apkope novērš lielāko daļu problēmu.

Biežāk sastopamās bezstieņa cilindru problēmas ir magnētiskās sakabes atteice, blīvējuma nodilums, vadotnes novirze un piesārņojuma bojājumi, no kurām lielāko daļu var novērst, veicot pareizu uzstādīšanu, regulāru apkopi un izmantojot kvalitatīvas rezerves daļas.

Magnētiskās sakabes problēmas

Laika gaitā magnētiskā savienošana var pavājināties. Magnēta stiprību ietekmē augstas temperatūras, trieciena slodzes un piesārņojums. Simptomi ir samazināts spēks un stāvokļa novirze.

Risinājumi ietver magnētu nomaiņu, pārbaudi, vai starp magnētiem nav piesārņojuma, un pareizas gaisa spraugas pārbaudi. Uzturiet magnētiskās virsmas tīras un bez metāla daļiņām.

Blīvējuma kvalitātes pasliktināšanās problēmas

Blīvējumi nodilst normālas ekspluatācijas un piesārņojuma dēļ. Simptomi ir gaisa noplūde, samazināts spēks un nepastāvīga darbība. Dažādiem blīvējumu materiāliem ir atšķirīgs kalpošanas laiks.

Regulāra blīvējumu nomaiņa novērš lielus bojājumus. Izmantojiet OEM kvalitātes⁴ blīves, lai iegūtu labākos rezultātus. Mēs piedāvājam saderīgus visu lielāko zīmolu blīvējumus par konkurētspējīgām cenām.

Vadības sistēmas kļūmes

Nepareizi noregulētas vadotnes izraisa sasaistīšanu un priekšlaicīgu nodilumu. Simptomi ir kustības kustība, palielināts gaisa patēriņš un neparasts troksnis. Regulāri pārbaudiet vadotņu izlīdzinājumu.

Pareiza uzstādīšana novērš lielāko daļu vadlīniju problēmu. Izmantojiet precīzu montāžu un pārbaudiet izlīdzināšanu ar ciparnīcas indikatori⁵. Eļļojiet vadotnes saskaņā ar ražotāja specifikācijām.

Piesārņojuma bojājumi

Netīrumi un gruži bojā blīves un iekšējās sastāvdaļas. Simptomi ir saskrāpētas virsmas, blīvējuma iegriezumi un palielināta berze. Profilakse ir labāka nekā remonts.

Uzstādiet atbilstošu filtrāciju un aizsardzību. Netīrās vidēs izmantojiet balonu zābakus vai apvalkus. Regulāra tīrīšana ievērojami pagarina kalpošanas laiku.

Kā pareizi uzstādīt un uzturēt balonus bez stieņiem?

Pareiza uzstādīšana un apkope nodrošina ilgu kalpošanas laiku un uzticamu darbību. Sniedzu tehnisko atbalstu, lai palīdzētu klientiem izvairīties no bieži sastopamām kļūdām. Laba prakse ilgtermiņā ietaupa naudu.

Uzstādiet cilindrus bez stieņiem ar pareizu izlīdzināšanu, atbilstošu atbalstu un atbilstošu montāžas aprīkojumu, pēc tam veiciet to apkopi, regulāri veicot pārbaudes, nomainot blīvējumus un novēršot piesārņojumu, lai maksimāli pagarinātu kalpošanas laiku.

Uzstādīšanas paraugprakse

Cilindrus montējiet uz stingrām virsmām, lai novērstu to izliekšanos. Izmantojiet piemērotu montāžas aprīkojumu, kas atbilst lietojuma slodzei. Pirms ekspluatācijas pārbaudiet izlīdzināšanu ar precīziem instrumentiem.

Pieļaujiet termisko izplešanos garas darbības apstākļos. Nodrošiniet pietiekamu atstarpi ap kustīgajām daļām. Uzstādiet atbilstošas gaisa filtrēšanas un eļļošanas sistēmas.

Tehniskās apkopes grafiki

Katru mēnesi pārbaudiet balonus, lai konstatētu noplūdes, nodilumu un piesārņojumu. Pārbaudiet, vai montāžas skrūves nav vaļīgas. Pārbaudiet pareizu darbību un cikla laiku.

Nomainiet blīves katru gadu vai atkarībā no ciklu skaita. Regulāri tīriet magnētiskās virsmas. Eļļojiet vadotnes saskaņā ar ražotāja ieteikumiem.

Problēmu novēršanas vadlīnijas

Dokumentējiet problēmas ar simptomiem, darbības apstākļiem un nesen veiktajām izmaiņām. Tas palīdz ātri noteikt cēloņus. Veiciet tehniskās apkopes uzskaiti tendenču analīzei.

Bieži izmantotie risinājumi ietver gaisa spiediena regulēšanu, nolietoto blīvējumu nomaiņu, vadotņu pārregulēšanu un piesārņoto virsmu tīrīšanu. Lielākajai daļai problēmu ir vienkārši risinājumi, ja tās tiek savlaicīgi pamanītas.

Rezerves daļu stratēģija

Uzglabājiet krājumu ar svarīgākajām nolietojuma vienībām, piemēram, blīvējumiem un vadotnēm. Mēs piedāvājam saderīgas daļas visiem galvenajiem zīmoliem. Daļu pieejamība ievērojami samazina dīkstāves laiku.

Aizstājot bojātos cilindrus, apsveriet iespēju tos modernizēt, izmantojot uzlabotas konstrukcijas. Jaunākas tehnoloģijas bieži vien nodrošina labāku veiktspēju un ilgāku kalpošanas laiku.

Secinājums

Bezstieņa cilindri nodrošina vietu taupošus risinājumus mūsdienu automatizācijas izaicinājumiem. Pareiza izvēle, uzstādīšana un apkope nodrošina uzticamu ilgtermiņa darbību un maksimālu ieguldījumu atdevi.

Bieži uzdotie jautājumi par bezstieņa cilindriem

Kas ir balons bez stieņiem un ar ko tas atšķiras no tradicionālajiem baloniem?
Bezstieņa cilindrs ir pneimatiskais izpildmehānisms, kas rada lineāru kustību bez ārējā virzuļa stieņa, izmantojot iekšējos mehānismus spēka nodošanai uz ārējo ratiņu, ietaupot aptuveni 50% uzstādīšanas vietas salīdzinājumā ar tradicionālajiem stieņa cilindriem.

Kā iekšēji darbojas pneimatiskais cilindrs bez stieņiem?
Pneimatiskie cilindri bez stieņa darbojas, satur virzuli hermētiski noslēgtā caurulē, vienlaikus nododot kustību, izmantojot magnētisko sakabi, elastīgas tērauda lentes vai kabeļu sistēmas, kas savieno virzuļa iekšējo kustību ar ārējiem ratiņiem, nepārtraucot spiediena blīvējumu.

Kādi ir galvenie pieejamie bezvārpstu gaisa balonu veidi?
Galvenie tipi ir magnētiski savienoti bezstieņa cilindri tīrai videi, vadāmi bezstieņa cilindri precīziem lietojumiem, divvirzienu darbības bezstieņa cilindri divvirzienu vadībai un ar kabeļiem darbināmas sistēmas liela spēka lietojumiem.

Kādos gadījumos jāizvēlas cilindrs bez stieņiem, nevis tradicionālais cilindrs ar stieņiem?
Izvēlieties cilindrus bez stieņiem, ja ir ierobežota telpa, ja gājiena garums pārsniedz 500 mm, ja ir sānu slodzes, ja pastāv drošības apsvērumi saistībā ar atklātiem stieņiem vai ja tradicionālie cilindru stieņi traucētu apkārtējām iekārtām.

Kādi ir biežākie bezstieņa cilindru pielietojumi rūpniecībā?
Visbiežāk tiek izmantoti konveijeru sistēmās, pacelšanas un novietošanas iekārtās, iepakošanas iekārtās, automobiļu montāžas līnijās, materiālu pārkraušanas sistēmās, kā arī jebkurā citā lietojumā, kur nepieciešama ilgstoša kustība slēgtās telpās.

Kā aprēķināt nepieciešamo spēku cilindram bez stieņiem?
Aprēķiniet spēku, izmantojot formulu: Lai noteiktu minimālo nepieciešamo cilindra izmēru, piemēro 1,5-2,0 drošības koeficientu slodzes svārstībām, berzei un paātrinājuma spēkam.

Kāda apkope ir nepieciešama baloniem bez stieņiem?
Regulāra apkope ietver ikmēneša pārbaudes, lai noteiktu noplūdes un nodilumu, ikgadēju blīvējumu nomaiņu, magnētisko virsmu tīrīšanu, vadotņu eļļošanu un piesārņojuma novēršanu, izmantojot atbilstošas filtrēšanas un aizsardzības sistēmas.