Въпрос: Защо пневматичният ми цилиндър се измества или не може да задържи позицията си?

Отговор: Пневматичният цилиндър, който се отклонява, плъзга се или не може да поддържа положението си под натоварване, почти винаги страда от вътрешна течност поради пропускане. Това явление възниква, когато компресираният въздух преминава през уплътнението на буталото от натоварената камера на цилиндъра в ненатоварената камера. Тъй като и двете камери достигат състояние на изравняване на налягането или изпускателният въздух не може да поддържа външното натоварване, буталният шток бавно се движи или отклонява от заданата си позиция. За да се реши този проблем, инженерите трябва да диагностицират целостта на уплътнението на буталото, да проверят за наличие на драскотини по цилиндричната част и да приложат специализирани пневматични решения за фиксиране, като например клапани за проверка с пилотно управление или механични фиксатори на штока.

Въведение: Експлоатационното влияние на отклоняването на цилиндъра

В съвременните автоматизирани производствени площи точността е от решаващо значение. Пневматични цилиндри широко се използват за стягане, вдигане, бутане и фиксиране на компонентите на място по време на критични процеси на сглобяване. Обаче, когато цилиндърът започне да се отклонява, това представлява сериозна заплаха както за качеството на продукта, така и за оперативната безопасност. В вертикалните системи за вдигане отклонението на цилиндъра може да доведе до неочаквано плъзгане надолу на тежка товарна маса, което потенциално може да повреди скъпостоящи инструменти или да наложи на работниците. В приложенията за стягане отклонението намалява силата на стягане, което води до неправилно подравняване на частите, дефекти при машинната обработка и увеличаване на процентите на брак.

Бързото идентифициране и отстраняване на отклонението на цилиндъра е от съществено значение за поддържане на производителността на завода. Като водещ производител на високопроизводителни пневматични компоненти, AIRWORK се стреми да помогне на B2B купувачите, дистрибуторите и инженерите по поддръжка да разберат механичните причини за повреда на цилиндъра и да прилагат дълготрайни решения.

Разбиране на вътрешната течност чрез заобикаляне: Тихият виновник

За да разберем защо цилиндърът се измества, е полезно да разгледаме как работи двустранно действащ цилиндър. Когато компресиран въздух се подава към задния отвор, той оказва налягане върху буталото и изтегля штоковата част. Въздухът от предната страна на буталото трябва да се изпусне през предния отвор. Уплътнението на буталото служи като пълна физическа бариера между тези две камери.

Вътрешната обходна течност възниква, когато уплътнението на буталото не успява да осигури плътна бариера. Когато това се случи, натиснатият въздух преминава през миниатюрната цепнатина между буталото и вътрешната повърхност на цилиндричната част. Тази течност има няколко незабавни последствия:

• Изравняване на налягането: Налягането в камерата за изпускане се повишава, докато налягането в подаващата камера намалява. Това намалява диференциала на налягането върху буталото, който е източникът на силата на цилиндъра.
• Намаляване на силата: Резултантната сила, генерирана от цилиндъра, пада под силата, необходима за задържане на външната товарна маса, което води до изместване на штоковата част.
• Отпадъчен въздух: Сгъстеният въздух непрекъснато излиза през изпускателния отвор на разпределителния клапан, което води до загуба на енергия и повишава експлоатационните разходи.

В отличие от външната течност, която може лесно да се чуе или види с помощта на сапунена вода около уплътнението на шток или крайните капаци, вътрешната обходна течност е напълно невидима. Цилиндърът може да изглежда съвършено непокътнат отвън, докато напълно се повреди вътрешно.

Поетапен диагностичен тест за вътрешна обходна течност

Преди да се заменят части, техниците по поддръжка трябва да извършат прост тест под налягане, за да потвърдят дали вътрешната обходна течност е действителната причина за отклонението. По-долу е стандартната индустриална процедура за тестване на двойно действащ пневматичен цилиндър:

• Стъпка 1: Изолиране и декомпресия. Безопасно спрете машината и отстранете цялото остатъчно въздушно налягане в пневматичната верига. Уверете се, че всеки физически товар върху цилиндъра е подкрепен или блокиран, за да се предотврати внезапно падане.
• Стъпка 2: Изтеглете цилиндъра. Възстановете въздушното захранване и напълно изтеглете буталния шток. Ако отклонението се наблюдава в прибраното положение, вместо това напълно приберете штока.
• Стъпка 3: Премахнете изпускателния маркуч. Откачете пневматичната тръба от изпускателния порт (порта, противоположен на натиснатата камера). Например, ако цилиндърът е напълно изтеглен, откачете тръбата от порта от страната на штока.
• Стъпка 4: Приложете налягане към активния порт. Приложете пълното системно въздушно налягане към порта от страната на капака. Дръжте порта от страната на штока напълно отворен към атмосферата.
• Стъпка 5: Наблюдавайте отворения порт. Наблюдавайте отворения порт от страната на штока за признаци на излизащ въздух. Малко първоначално изригване на въздух е нормално, докато буталото заеме окончателното си положение, но непрекъснат поток излизащ въздух показва, че въздухът преминава през уплътнението на буталото. Това потвърждава вътрешна обходна течност.
• Стъпка 6: Повторете за вдигнатото положение. Напълно вдърпайте цилиндъра, откачете тръбопровода от капачето, приложете налягане към порта от страната на шпицата и проверете отворения порт от страната на капачето за непрекъсната течност.

Чести причини за вътрешна байпасна течност и как да я отстраните

След като байпасната течност е потвърдена, трябва да определите основната механична повреда. Няколко фактора могат да нарушият цялостта на уплътнението на буталото:

• Износване на уплътненията на буталото: След милиони цикли еластомерните уплътнения естествено се деградират. Стандартните уплътнения от нитрил (NBR) или полиуретан могат да се затвърдят, напукат или износят, особено ако са подложени на излишно триене или работни температури, надвишаващи техните граници. Решението е да се замени износеното уплътнение с висококачествен комплект за ремонт на AIRWORK. За работа при високи температури или високи скорости се препоръчва да се използват уплътнения от Viton (FKM).
• Натъртване на цилиндърната камера: Ако в пневматичната линия проникне замърсяване с твърди частици, те могат да се заклещят между уплътнението на буталото и вътрешната стена на алуминиевата или неръждаема стоманена цилиндрова камера. При движение на буталото тези частици оставят дълбоки бразди по вътрешната повърхност. Дори напълно ново уплътнение ще изтича, ако трябва да се плъзга по повърхност с натъртвания. Ако цилиндровата камера е натъртена, трябва да се подмени целият цилиндър или цилиндровата тръба.
• Химическо разграждане на смазката: Пневматичните цилиндри изискват вътрешна смазка, за да се намали триенето между уплътненията и цилиндровата камера. Ако компресираният въздух съдържа агресивни химически пари, разтворители или вода поради неадекватна система за филтриране на въздуха, заводската смазка може да бъде измита или разградена. Това води до работа без смазка, висока температура и бързо унищожаване на уплътненията. Основното решение е инсталирането на подходящ блок за филтриране-регулиране-смазване (FRL).
• Боково натоварване и несъосоставеност на шипа: Ако цилиндърът е подложен на външно боково натоварване, което не е изравнено с оста на буталния шип, буталото ще бъде принудено да се придвижва странично към стената на цилиндърната камера. Това неравномерно налягане предизвиква бързо износване на едната страна на уплътнението на буталото, което води до преждевременно пропускане поради заобикаляне. Прилагането на подходящи линейни водачи или използването на куплунги за изравняване на края на шипа ще елиминира напрежението от боковото натоварване.

Инженерни решения за критично позициониране и фиксиране

Макар ремонтът на уплътнението на буталото да спре отклонението, причинено от пропускане, стандартните двойно действащи цилиндри не са проектирани да задържат статична позиция в продължение на дълги периоди под натоварване, тъй като въздухът е свиваем. За приложения, при които са необходими висока безопасност или висока прецизност при фиксиране, проектиращите специалисти от B2B трябва да включат тези специализирани компоненти AIRWORK:

• Клапани за обратен поток с пилотно управление: Тези клапани позволяват на въздуха да тече свободно към цилиндъра, но блокират изходящия въздух от напускането му, освен ако не бъде получен пилотен наляган сигнал. Ако пневматичният шланг се спука или управляващата клапана загуби електрическа енергия, клапанът за обратен поток с пилотно управление незабавно блокира въздуха вътре в двете камери на цилиндъра, предотвратявайки преместването или падането на товара.
• Механични фиксатори за шток: Фиксаторът за шток е пружинно задействан механичен стягащ механизъм, интегриран в капака на цилиндъра. Когато пневматичното пилотно налягане бъде премахнато, вътрешните пружини принуждават тежък стягащ колан да се стегне около штока на буталото, задържайки го на място чрез значително физическо триене. Това осигурява истинско механично решение за фиксиране, което изобщо не разчита на въздушно налягане.

Заключение: Закупуване на надеждни пневматични цилиндри от AIRWORK

Отклонението на пневматичния цилиндър е избягваем проблем, който лесно може да се управлява с висококачествени компоненти и правилно поддържане. Чрез стандартизиране върху прецизно обработените цилиндри AIRWORK индустриалните дистрибутори, системните интегратори и производителите на оригинално оборудване (OEM) могат да гарантират отлична продължителност на уплътненията и минимална байпасна течност.

За повече информация относно избора на тежкодействащи цилиндри, персонализирани комплекти от уплътнения или интегрирани системи за фиксиране на штоковете посетете jzpnu.com, за да разгледате пълния ни каталог с продукти и да се свържете с нашия инженерен екип за поддръжка още днес.