Torsiespanning in staafloze cilinders: het bepalen van maximale rolmomenten

Stel je een robotarm voor die op een lineaire slede is gemonteerd en zijwaarts uitstrekt om een zware doos op te tillen. Op het moment dat hij optilt, verdraait de hele slede. De beweging wordt schokkerig, de afdichtingen beginnen te knarsen en de nauwkeurigheid gaat verloren. Je tilt niet alleen een gewicht op, je verdraait ook je cilinder. 🌀

Torsiespanning¹ verwijst naar de draaikracht (koppel) die op de slede van de cilinder wordt uitgeoefend, en het bepalen van het maximale rolmoment is cruciaal om vervorming van de geleiding, lekkage van de afdichting en catastrofale mechanische vastloop te voorkomen. In tegenstelling tot standaardcilinders die alleen duwen en trekken, dragen stangloze cilinders de belasting vaak rechtstreeks, waardoor ze gevoelig zijn voor deze complexe draaikrachten.

Ik herinner me dat ik Maria heb geholpen, een bedrijfseigenaar van een gespecialiseerd drukkerijbedrijf in Duitsland. Haar machines gebruikten stangloze cilinders om zware printkoppen te verplaatsen. De printkwaliteit ging achteruit omdat de koppen trilden. Ze dacht dat het een luchtdrukprobleem was. Ik bekeek de opstelling en zag het probleem meteen: de printkop was te ver uit het midden gemonteerd, waardoor er een enorm “rolmoment” ontstond dat de cilinderbuis deed kromtrekken.

Inhoudsopgave

• Wat is een rolmoment in staafloze cilinders?
• Hoe gaan verschillende geleidingssystemen om met torsiespanning?
• Waarom is het berekenen van het koppel essentieel voor de levensduur van cilinders?
• Conclusie
• Veelgestelde vragen over torsiespanning

Wat is een rolmoment in staafloze cilinders?

In de wereld van staafloze cilinders spreken we over drie soorten momenten: pitch, yaw en roll. Roll is vaak het meest schadelijk.

Een rolmoment (Mx) treedt op wanneer een last niet in het midden van de slede wordt gemonteerd. lengteas², waardoor een hefboomarm ontstaat die de slede rond de cilinderbuis probeert te draaien.

De onzichtbare kracht

Stel je voor dat je een zware koffer vasthoudt met je arm gestrekt langs je lichaam. Het gewicht probeert je schouder te verdraaien.

• Zwaartepunt³: Hoe verder het zwaartepunt van de last zich van het midden van de cilinder bevindt, hoe hoger het koppel.
• De limiet: Elke cilinder heeft een maximale “Mx”-classificatie. Als deze wordt overschreden, verdraait de interne zuiger, waardoor de magnetische koppeling⁴ of het slijpen van de mechanische afdichtingsband.

Voor Maria werkten haar printkoppen als een moersleutel, die voortdurend probeerden de slede los te schroeven. De OEM-onderdelen die ze gebruikte, waren niet versterkt voor dat specifieke koppel, wat leidde tot snelle slijtage.

Hoe gaan verschillende geleidingssystemen om met torsiespanning?

Het vermogen om deze verdraaiing te weerstaan hangt volledig af van het ontwerp van het geleidingssysteem. Hier maakt de keuze van de juiste Bepto-vervanging of -upgrade een enorm verschil.

Interne geleiders zijn afhankelijk van de passing van de zuiger in de buis en bieden een lage torsieweerstand, terwijl externe geleiders (zoals V-rollen of recirculerende kogellagers⁵) zorgen voor een brede stand om hoge torsiebelastingen effectief op te vangen.

De opties vergelijken

We hebben Maria's opstelling geanalyseerd en een oplossing voorgesteld.

We hebben Maria een Bepto-cilinder zonder stang geleverd met een extern rolgeleidingssysteem. De bredere stand van de rollen werkte als steunpoten op een kano, waardoor de lading werd gestabiliseerd en trillingen werden geëlimineerd.

Waarom is het berekenen van het koppel essentieel voor de levensduur van cilinders?

Het negeren van het rolmoment is de snelste manier om een stangloze cilinder te vernielen. Het is eenvoudige natuurkunde: kracht x afstand = koppel.

Door het exacte rolmoment te berekenen, kunt u een cilindermaat en geleidingstype selecteren die binnen de veiligheidsmarge werken, waardoor ongelijkmatige slijtage van de binnenbuis wordt voorkomen en de afdichtingsband luchtdicht blijft.

Kosten besparen door engineering

Maria maakte zich zorgen over de kosten van de upgrade.

• De kosten van mislukking: Ze verving elke 3 maanden standaardcilinders (elk $500 + stilstandtijd).
• De Bepto-oplossing: Onze heavy-duty geleide cilinder kostte in eerste instantie iets meer, maar gaat al meer dan 18 maanden mee zonder enig probleem.

Door de berekening te maken en de “Mx”-limiet te respecteren, heeft ze haar jaarlijkse onderhoudsbudget met 70% verlaagd. Bij Bepto, helpen wij u bij deze berekening. Wij verkopen u niet alleen een onderdeelnummer, maar zorgen er ook voor dat het onderdeel past bij de fysieke eigenschappen van uw toepassing.

Conclusie

Torsiespanning is een stille moordenaar voor stangloze cilinders. Als uw toepassing zijdelings gemonteerde lasten of offsetgewichten omvat, moet u het rolmoment berekenen. Ga niet gissen. Door te kiezen voor een Bepto cilinder zonder stang Met het juiste externe geleidingssysteem neutraliseert u deze krachten, waardoor een soepele beweging, precisie en een levensduur worden gegarandeerd die uw productielijn winstgevend houden.

Veelgestelde vragen over torsiespanning