Preskúmajte budúcnosť pneumatiky. Náš blog ponúka odborné postrehy, technické príručky a trendy v odvetví, ktoré vám pomôžu inovovať a optimalizovať vaše automatizačné systémy.
K obrusovaniu tesnenia dochádza vtedy, keď tlak systému vtlačí materiál tesnenia do medzery medzi pohyblivými a nepohyblivými komponentmi, čo spôsobí stlačenie, roztrhnutie alebo vytlačenie okraja tesnenia. Toto zlyhanie je výsledkom vzájomného pôsobenia prevádzkového tlaku, rozmerov medzery, tvrdosti tesnenia a dynamického pohybu - pričom hlavnými vinníkmi sú nadmerná vôľa a vysoký tlak.
Pneumatické búšenie nastáva, keď rýchlo sa pohybujúci piest narazí na koncovú krytku valca alebo vankúš bez primeraného spomalenia, čím sa vytvoria rázové vlny, ktoré sa šíria celým pneumatickým systémom a mechanickou konštrukciou. Tento náraz vytvára sily 5 až 10-krát väčšie ako bežné prevádzkové zaťaženie a spôsobuje postupné poškodenie komponentov valca, montážneho hardvéru a pripojených strojov. Medzi hlavné príčiny patrí nedostatočné tlmenie, nadmerný prietok vzduchu, nesprávna regulácia otáčok a rezonancia mechanického systému.
Kontaminácia je hlavnou príčinou predčasného zlyhania pneumatických valcov a zodpovedá za 60–80 % všetkých poškodení tesnení a ložísk. Identifikácia pôvodu častíc – či už ide o vniknutie zvonku, vnútorné opotrebovanie, kontamináciu systému alebo nesprávnu montáž – je nevyhnutná pre implementáciu účinných stratégií filtrácie a prevencie. Analýza častíc odhaľuje ich veľkosť, zloženie a zdroj, čo umožňuje cielené riešenia, ktoré môžu predĺžiť životnosť valcov o 300–500 %.
Dieselový efekt v pneumatických valcoch nastáva, keď rýchla kompresia vzduchu vygeneruje dostatočné množstvo tepla na zapálenie olejovej hmly, mazív alebo uhľovodíkových kontaminantov prítomných v prúde stlačeného vzduchu. Táto adiabatická kompresia môže zvýšiť teplotu vzduchu z 20 °C na viac ako 600 °C za menej ako 0,01 sekundy, čím dosiahne teplotu samovznietenia väčšiny olejov (300 – 400 °C). Výsledné spaľovanie spôsobuje katastrofálne poškodenie tesnenia, spálenie povrchu a potenciálne bezpečnostné riziká, pričom k incidentom dochádza najčastejšie vo vysokorýchlostných valcoch pracujúcich pri rýchlosti nad 3 m/s alebo v systémoch s nadmerným mazáním.
Miera opotrebenia tesniacej lišty priamo súvisí s počtom cyklov, ale tento vzťah vo veľkej miere závisí od prevádzkových podmienok, vrátane tlaku, rýchlosti, teploty, kvality mazania a úrovne znečistenia. Za ideálnych podmienok sa polyuretánové tesnenia zvyčajne opotrebujú o 0,5 – 2 mikróny na 100 000 cyklov, zatiaľ čo nitrilové tesnenia sa opotrebujú o 2 – 5 mikrónov na 100 000 cyklov. Nepriaznivé podmienky však môžu zvýšiť mieru opotrebenia 10- až 50-násobne, čím sa prevádzkové faktory stávajú dôležitejšími ako samotný počet cyklov. Prediktívna údržba vyžaduje sledovanie cyklov aj podmienok, aby bolo možné presne predpovedať životnosť tesnenia.
Porucha senzora v pneumatických valcoch je zvyčajne spôsobená buď poklesom magnetického poľa (postupné oslabovanie magnetu piestu, čo znižuje detekčný rozsah) alebo vyhorením jazýčkového spínača (elektrická porucha vnútorných kontaktov senzora v dôsledku nadmerného prúdu, napäťových špičiek alebo mechanického nárazu). Zoslabenie magnetického poľa je postupné a ovplyvňuje všetky senzory na valci rovnako, zatiaľ čo vyhorenie jazýčkového spínača je náhle a zvyčajne ovplyvňuje jednotlivé senzory. Správna diagnóza vyžaduje testovanie sily magnetu pomocou gaussmetra a overenie elektrickej kontinuity jazýčkového spínača, čo umožňuje cielenú výmenu iba poruchovej súčasti namiesto zbytočných dielov.
K poškodeniu závitov v hliníkových valcových otvoroch dochádza, keď je pevnosť v šmyku mäkších hliníkových závitov prekročená inštalačným momentom alebo prevádzkovými napätiami, zvyčajne pri 60-80% momentu potrebného na poškodenie oceľových závitov rovnakej veľkosti. Nižšia pevnosť hliníka v šmyku (90–150 MPa oproti 400–500 MPa u ocele) ho robí obzvlášť citlivým na prekročenie momentu, poškodenie závitov a únavu z opakovaných montážnych cyklov. Prevencia vyžaduje použitie správnych špecifikácií krútiaceho momentu (zvyčajne 40-60% hodnôt ocele), dĺžku záberu závitu najmenej 1,5-násobok priemeru skrutky, tesniace prostriedky závitov, ktoré znižujú trenie, a oceľové vložky závitov pre často používané porty.
Deformácia v dôsledku tečenia v koncových dorazoch polymérových valcov je časovo závislá plastická deformácia, ku ktorej dochádza pri konštantnom mechanickom namáhaní, a to aj pri úrovniach namáhania nižších ako medza kĺzavosti materiálu. Bežné materiály koncových dorazov, ako je polyuretán, nylon a acetál, prechádzajú v priebehu mesiacov alebo rokov zmenou rozmerov v rozmedzí 2–15% v závislosti od úrovne namáhania, teploty a výberu materiálu. Táto postupná deformácia mení dĺžku zdvihu valca, narúša opakovanosť polohovania a môže nakoniec spôsobiť mechanické rušenie alebo poruchu komponentov. Porozumenie mechanizmom tečenia a výber vhodných materiálov, ako sú nylony plnené sklom alebo technické termoplasty odolné voči tečeniu, je nevyhnutné pre aplikácie vyžadujúce dlhodobú rozmerovú stabilitu.
Fyzika vákuových valcov sa zameriava na rozdiely v podtlaku, ktoré vytvárajú spätnú silu. Na rozdiel od tradičných pneumatických valcov, ktoré tlačia stlačeným vzduchom, vákuové valce ťahajú odsávaním vzduchu z jednej komory, čím umožňujú atmosférickému tlaku poháňať piest dozadu. Porozumenie týmto silám – ktoré sa zvyčajne pohybujú v rozmedzí 50 – 500 N v závislosti od veľkosti otvoru – je kľúčové pre správne dimenzovanie aplikácie a spoľahlivú prevádzku.
Miera tvorby častíc tesnenia tyče má priamy vplyv na dodržiavanie klasifikácie čistých priestorov. Štandardné tesnenia tyčí pneumatických valcov vytvárajú 10 000 až 100 000 častíc na jeden zdvih (≥0,5 μm), čo stačí na zníženie triedy čistého priestoru z triedy 100 na triedu 10 000 v priebehu niekoľkých hodín prevádzky. Výpočet rýchlosti tvorby častíc zahŕňa meranie opotrebenia materiálu tesnenia, frekvencie zdvihu a distribúcie veľkosti častíc, aby sa zabezpečilo splnenie požiadaviek normy ISO 14644.
