Pitanje: Rješavanje problema s otpadom "End-Cap" u cilindrima velikog udarca pod velikim udarnim opterećenjima?

Odgovor: Rješavanje problema s otpadom završne kapa u pneumatičkim cilindrima velikog udarca (razmere udara od 125 milimetara do 320 milimetra) pod velikim udarom uključuje rješavanje umorstva materijala, zasićenja kinetičkom energijom i strukturalnog prednapona. Neuspjeh završne kapa obično se pojavljuje kao pukotine oko montažnih vrata, slomljena uha čepova ili potpuno razbijanje livenih aluminijumskih kapa. To je uzrokovano masivnom, neapsorbiranom kinetičkom energijom kada teška, brza tereta udare u pišt direktno u zidove cilindra ili hidrauličkim vrhovima pritiska. Kako bi se riješili kvarovi na završetku, inženjeri moraju nadograditi na kovane čelične ili duktilne željezne završne poklopce, implementirati teške vanjske hidrauličke amortizatore i osigurati da su čepovi za vezanje prethodno napeti prema točnim specifikacijama obrtnog momenta

Uvod: Ogromne sile cilindara s velikim udubljenjem

U teškim industrijskim sektorima kao što su rudarstvo, metalurgija, obrada cementa i obrada otpada, pneumatski cilindri su mišić automatiziranih sustava. Za te primjene potrebni su cilindri velikog udubljenja, obično dizajnirani s čvorovima (kao što je SC serija), za guranje, začepljenje ili slomljanje velikih opterećenja. Međutim, čista fizička skala tih cilindara znači da rade pod potpuno drugačijim razinom mehaničkog napona od standardnih dijelova za automatizaciju tvornice.

Kad valjak s velikim otvorom radi na standardnim tvorničkim pritiscima, stvara ogromne fizičke sile. Ako se kinetička energija kretanja pišta i njegova korisna opterećenje ne potpuno usporava prije nego što se doseže kraj poteza, ta se energija prenosi u kap za kraj cilindra. Pod neprekidnim visokim udarima, te sile će puknuti, iskriviti i na kraju uništiti standardne kapke. Kao vodeći proizvođač robusnih, teških pneumatskih upravljača, AIRWORK pruža tehničku dijagnostiku i visokočvrsta inženjerska rješenja potrebna za sprečavanje tih skupih strukturnih kvarova.

Fizika sile i udara u aktuacijama s velikim udarom

Da bi se razumjelo zašto završni poklopci ne uspiju, B2B inženjeri moraju izračunati statičku silu (F) koju stvara velika sljedeći članak pod standardnim radnim tlakom. Formula je:

Snaga = pritisak x površina pištona

Sila = P x (pi x D na kvadrat / 4)

Gdje:

• P je radni pritisak u pascalu (ili Newtonima po kvadratnom metru).
• D je prečnik cijevi u metarima.

Računamo snagu koju stvara SC-200 cilindar s čvrstom štapom (200 mm otvor) koji radi na 6 bara (0,6 MPa ili 600.000 N/m2), tijekom produljenja:

• Površina pištona = 3,14159 x (0,2 na kvadrat) / 4 = 0,031416 kvadratnih metara.
• Sila = 600.000 N/m na kvadrat x 0,031416 m na kvadrat = 18.849 N/m na kvadrat.

To znači da SC-200 cilindar stvara gotovo 19.000 N (oko 1,9 tona) statičke sile. Kada se ova masivna sila pokrene, kinetička energija (0,5 x masa x brzina na kvadrat) brzo se povećava. Ako se pišton udari u vrh poklopca punom brzinom, dinamička sila udara može porasti na preko 100.000 N. Ovaj visokončasni udarni val putuje direktno kroz materijal za završni poklopac, brzo premašujući granicu umornosti standardnih odlitkih legura aluminijuma.

U skladu s člankom 3. stavkom 2.

• U slučaju da je to potrebno, u slučaju da je to potrebno, potrebno je napraviti i prepraviti u skladu s uvjetima za upotrebu. Pod ponavljajućim pritiscima i udarnim vibracijama, stres se koncentrira oko ovih nitki, uzrokujući mikro pukotine i sporo, neprekidno curenje zraka.
• Čvrstoća ušiju: U cilindrima s čvrstom čvrstinom (SC serija), četiri čelične šipke visoke trajanja osiguravaju prednje i stražnje kapke na cijevi. Ugao završne kapa kroz koje prolaze čvorovi podložni su velikim naporima. Pod velikim udarom, ove ugljevite uši mogu se potpuno slomiti, oslobađajući napetost čipca.
• Ako se čvorovi trže ili se njihova matica olakšaju zbog vibracija, između cijevne cijevi i završne kapi formira se praznina. Visok pritisak će izbaciti unutarnji O-ring, što će rezultirati katastrofalnim gubitkom pritiska.

U slučaju da se ne radi o ispitivanju, potrebno je utvrditi razinu i vrijeme ispitivanja.

• 1. za U slučaju da je to potrebno, u slučaju da je to potrebno, potrebno je utvrditi da je to potrebno za ispitivanje. Međutim, ako je masa ili brzina korisnog tereta previsoka, zapremina zarobljenog zraka ne može generirati dovoljno sile usporavanja. Jastuk se zasićuje, a pišton udari u završni poklopac velikom brzinom.
• 2. - Što? U slučaju da je to potrebno, mora se provjeriti da li je to u skladu s zahtjevima iz točke 6.4. Ako su pod obrtnim momentom, isteći će se i omogućiti da se završni poklopac savije, što dovodi do pukotina zbog umorstva. Ako su pretjerano obrtni moment, oni stavljaju prekomjeran pritisak na aluminijumski završni poklopac, uzrokujući ga puknuti pod pritiskom.
• 3. Slijedi sljedeće: Neadekvatnost materijala: Standardni cilindri koriste odlijevene aluminijske kapke kako bi se smanjila težina i cijena. Iako je savršeno dobro za standardna opterećenja, odlit aluminijum je relativno krhko i ima nisku granicu umornosti pod stalnim opterećenjem visokim udarom.

Dijagnostička i inženjerska rješenja korak po korak

• Korak 1: Izvršite vizualnu inspekciju. Redovito provjeravajte uglove i vrata velikih cilindara na rascjepove ili bijeli prah aluminijumskog oksida, što ukazuje na mikro-trenje i savijanje.
• U skladu s člankom 3. stavkom 2. Ovo je najuspješnije rješenje. U slučaju da se ne primjenjuje primjena ovog članka, u slučaju da se ne primjenjuje ovaj članak, primjenjuje se sljedeći članak: To potpuno izolira zatvore na cilindri od utjecaja kinetičke energije.
• Korak 3: Nadogradite materijale za završni kap. Za primjene za teške radne situacije, navesti AIRWORK cilindre s kovačkim čelikom, duktilnim željezom ili visokokvalitetnim čvorovitim željeznim kapcima. Ovi materijali imaju otpornost na povlačenje i umor koja je tri do četiri puta veća od odlijevenog aluminija, te lako odupiru udarnim talasima.
• Ako je to moguće, provjerite da li je to moguće. Ako je to potrebno, u slučaju da je to potrebno, potrebno je upotrijebiti i drugi mehanizmi za čvrstoća. Za zaštitu od odbijanja matica pri visokom vibriranju nanesite tekućinu za zaključavanje nitke visoke čvrstoće (kao što je loktit 263).
• Korak 5: Instalirajte ventile za smanjenje pritiska. Ako se brzi izduvni ventili koriste za ubrzanje ciklusa cilindra, oni mogu stvoriti negativne pritiske ili visoke protutiske. Ugradnja ventila za smanjenje pritiska u blizini otvorova za cilindre će zaustaviti neočekivane poremećaje pritiska prije nego što se zatvore.

U skladu s člankom 3. stavkom 2.

Za velike aplikacije s velikim udarom, AIRWORK nudi cilindre serije SC i DNC izgrađene s specifikacijama za teške radne snage. Naši cilindri velike dužine imaju ojačane kapke od ugljikozdanih gvožđa, visokokvalitetne čelične čepove i ekstra duge putanje za ometanje. Mi pažljivo provodimo analizu konačnih elemenata (FEA) na našim dizajnima krajnjih kapaka kako bismo optimizirali raspodjelu napora oko luka i montažnih ušiju, osiguravajući apsolutnu pouzdanost pod najtežim uvjetima rada B2B.

Zaključak: Izgradnja teških sustava pomoću AIRWORK-a

U slučaju pneumatskih cilindara s velikim otvorom, kvar zatvarača je jasan znak da su kinetička energija ili pritisak premašili granice standardnih komponenti. Ugradnjom vanjskih hidrauličkih amortizera, upotrebom ductila željeza ili čelika i osiguravanjem preciznog predzavisanja čepova, industrijski operatori mogu eliminirati pukotine na kraju i produžiti životni vijek stroja.

Posjetite jzpnu.com kako biste vidjeli naše vodiče za inženjering za pneumatske cilindre za teške zadaće, preuzimali CAD crteže strukture i konzultirali naše stručnjake za aplikacije za tešku industriju.