Jautājums: Kā sinhronizēt divus gaisa cilindrus paralēlā pacelšanas sistēmā bez elektroniskiem sensoriem?

Atbilde: Ideāla sinhronizācija starp diviem pneimatiskajiem cilindriem paralēlā pacelšanas sistēmā bez elektroniskiem sensoriem ir sasniedzama, aizvietojot vienkāršo pneimatisko cauruļvadu ar mehānisku savienojumu, hidrauliskiem ātruma regulatoriem vai precīzi līdzsvarotiem pneimatiskajiem slēgtajiem cikliem. Tā kā kompresētais gaiss ir ļoti saspiežams, divi identiski cilindri, kas pievienoti vienam un tam pašam gaisa avotam, nekad nepagarināsies tieši vienādā ātrumā, pat ja pastāv pat mikrograma atšķirība slodzē, berzes pretestībā vai cauruļvada garumā. Cilindrs ar vieglāko slodzi vai zemāko berzi vienmēr pagarināsies pirmais. Šīs problēmas novēršanai B2B dizaina inženieri ir jāievieš stingrs mehāniskais savienojums (piemēram, vērpšanas stienis vai vadības rāmis), jāizmanto slēgtā cikla hidro-pneimatiskie ātruma regulēšanas moduļi vai jāveido simetriski, plūsmu kompensējoši pneimatiskie cauruļvadi.

Ievads: Klasisks divu cilindru pacelšanas dilemmas

Rūpnieciskās mašīnu konstruēšanā liela un smaga kravas pacelšanai vai pārvietošanai bieži nepieciešama divu paralēlu pneimatisko cilindru spēka iedarbība. Piemēram, automatizētā materiālu apstrādē divu cilindru pacēlāja platforma var pacelt smagus koka kastēs vai metāla loksnes. Ja cilindri nesasprīdz vienādā ātrumā, platforma sāk slīpties. Šis slīpums izraisa kravas noslīdēšanu no platformas, mehānisko slidņu bloķēšanos un cilindru stumbra stieņu izliešanos.

Kaut arī elektroniskās risinājumu, piemēram, proporcionālo vārstu, lineāro pārvietojuma kodētāju un PLC aizvērtā cikla vadības ierīču, efektivitāte ir augsta, tās ir arī dārgas, sarežģīti programmējamas un jutīgas pret elektriskiem traucējumiem, augstu mitrumu vai sprādzienbīstamu atmosfēru. Daudzām B2B lietojumprogrammām ir ļoti vēlams atrast izturīgu un izmaksu efektīvu veidu, kā sinhronizēt cilindrus bez elektronikas. AIRWORK, augstākās klases rūpniecisko pneimatisko ierīču ražotājs, piedāvā vairākus mehāniskus un šķidruma (fluidic) risinājumus, lai sasniegtu stabila, bez sensoru sinhronizāciju.

Kāpēc pneimatiskie cilindri dabiski zaudē sinhronizāciju

Lai izstrādātu risinājumu, mums vispirms jāsaprot, kāpēc paralēli pneumatiskie cilindri dabiski darbojas dažādās ātrumos:

• Viegla ceļa princips: Saspiestais gaiss ir šķidrums. Kad gaiss iekļūst T veida savienojumā, tas dabiski plūst uz to cilindru, kuram nepieciešams mazāks spiediens, lai to pārvietotu. Cilindrs ar mazāku berzi vai nedaudz vieglāku slodzi saņems lielāku gaisa plūsmu un pārvietosies ātrāk.
• Berzes atšķirības: Neviens divi cilindri nav identiski. Blīvējuma priekšpiespiešanas, eļļas izkliedes un vadītājbuču pieļaujamo noviržu svārstības nozīmē, ka vienam cilindram vienmēr būs nedaudz augstāka sākuma berze nekā otram.
• Gravitācija un centrā neatrodas slodze: Ja slodze netiek novietota pilnīgi precīzi pacelšanas platformas centrā, viens cilindrs uzņems lielāku svaru nekā otrs. Cilindrs, kurš ir smagāk slodzīts, prasīs augstāku spiedienu, lai sāktu kustēties, tādējādi izraisot vieglāk slodzītā cilindra izvirzīšanos pirmajam.

Metode 1: Stingra mehāniska savienošana (vienkāršākais un drošākais risinājums)

Ja nevarat izmantot elektroniskus sensorus, absolūti uzticamākais veids, kā panākt sinhronizāciju, ir stingra mehāniska savienošana. Šī metode necenšas līdzsvarot gaisa spiedienu, bet gan fiziski piespiedu divu cilindru stieņus kustēties kā vienu vienību.

• Torsijas vārpsta (torsijas stienis) sistēma: Augstas stinguma tērauda torsijas stieni savieno ar pacelšanas platformu. Torsijas stieņa abos galos uzstāda zobratus, kas saķeras ar vertikāli piestiprinātu zobrata slīdni, kas fiksēta mašīnas rāmī. Kad cilindrs A cenšas pārsniegt cilindru B, griezes spēks tiek pārnests caur torsijas stieni uz cilindru B, piespiežot to turpināt kustību līdzīgā tempā. Tas pilnībā novērš platformas nosliešanos.
• Cietā savienojuma konstrukcija un lineārie vadītāji: Abus pistona stieņus savieno ar biezu, izturīgu strukturālo tērauda siju vai plāksni. Šo siju montē uz izturīgiem ārējiem lineārajiem vadītājiem ar atgriezeniskiem lodmetāla blokiem. Lineārie vadītāji absorbē jebkurus nelielus nosliešanās spēkus, novēršot sānu slodzes pārnešanu uz pistona stieņiem. Jāatzīmē, ka savienojuma elements ir jāizgatavo ļoti cietā veidā; plāna, elastīga plāksne vienkārši izliektos, radot mehānisku bloķēšanu.

Metode 2: Aizvērtā cikla hidro-pneimatiskie ātruma regulētāji

Atšķirībā no gaisa eļļa ir praktiski nekompresējama. Kombinējot pneimatisko spēku ar hidraulisko ātruma regulēšanu, var sasniegt ļoti precīzu, bez sensoriem veiktu sinhronizāciju.

• Kā tas darbojas: Katram pneimatiskajam cilindram paralēli uzstādiet divvirziena hidraulisko ātruma regulatoru (arī pazīstamu kā hidro-pneimatisko kontrolieri vai ātruma regulēšanas vienību). Hidrauliskie cilindri ir piepildīti ar eļļu un savienoti viens ar otru aizvērtā ciklā. Kad pneimatiskie cilindri izplešas, tie pavelk hidrauliskos pistonus.
• Ātruma izlīdzināšana: Tā kā eļļa nav kompresējama, hidraulisko cilindru ātrumu nosaka eļļas plūsmas ātrums. Vadot eļļu caur vienu divreiz regulējamu vārstu vai savienojot hidrauliskās kameras krustiski, šķidrums piespiež abus pistonus pārvietoties tieši vienādā ātrumā neatkarīgi no nelielām gaisa spiediena vai slodzes sadalījuma svārstībām.
• AIRWORK Hydro-Check sērija: AIRWORK ražo integrētus pneimātiski-hidrauliskos cilindrus un ārējos eļļas ātruma regulatorus, kas speciāli izstrādāti, lai izlīdzinātu pneimātisko kustību un nodrošinātu stabila, sinhrona ātruma uzturēšanu mainīgos slodzes apstākļos.

Metode 3: Precīzi līdzsvaroti pneimātiskie cauruļvadu veidi

Ja mehāniskā savienošana vai hidrauliskās sistēmas nav iespējamas telpas vai svara ierobežojumu dēļ, jūs varat optimizēt pneimātisko cauruļvadu, lai minimizētu sinhronizācijas kļūdas. Lai arī šī metode nav 100 % ideāla, tā ir ļoti efektīva vidējām slodzēm:

• Simetriski cauruļvadi (vienādi Trubu Garumi: Spiediena kritums pneimatiskajā caurulē palielinās ar garumu. Ja jūs pievienojat vadības vārstu cilindram A ar 1 metru garu cauruli un cilindram B ar 2 metru garu cauruli, cilindrs A vienmēr reaģēs ātrāk. Vienmēr izmantojiet simetrisku kolektoru vai T veida savienotāju, ko novieto tieši pa vidu starp abiem cilindriem. Pārliecinieties, ka cauruļu garumi, diametri un savienojumu konfigurācijas abiem cilindriem ir identiskas līdz pat milimetram.
• Divu cilindru izplūdes plūsmas regulēšanas vārsti: Neiekustiniet ātrumu ar vienu plūsmas regulēšanas vārstu galvenajā piegādē. Ievietojiet augstas precizitātes, regulējamu plūsmas regulēšanas vārstu tieši uz katras cilindra gala vāka izplūdes portā (konfigurēts izplūdes plūsmas regulēšanai). Katru vārstu regulējiet atsevišķi, lai izlīdzinātu ātrumus. Izplūdes plūsmas regulēšanas radītā stabila izplūdes pretspiediena palīdz amortizēt un izlīdzināt kustības.
• Pneimatiskās plūsmas sadalītājvārsti: specializētām lietojumprogrammām projektētāji var izmantot spiedienkompenzētu pneimatisko plūsmas sadalītājvārstu. Šis fiziskais vārsts sadala vienu ienākošo gaisa plūsmu divās vienādās straumēs, automātiski pielāgojot savu iekšējo vārstu, lai uzturētu vienādu izplūdes plūsmu pat tad, ja abās izplūdes līnijās ir atšķirīgi slodzes spiedieni.

B2B paneļu būvētājiem paredzētie izmēru noteikšanas un inženierijas norādījumi

Paralēlās pacelšanas sistēmas projektēšanas laikā B2B inženieri ir jāievēro šādi izmēru noteikšanas noteikumi:

• Cilindru pārmērīga izvēle: Cilindrus vienmēr ir jāizvēlas tā, lai tie darbotos pie 50–60 % no teorētiskās izvades spēles sistēmas spiedienā. Ja cilindri darbojas tuvu maksimālajai jaudai, jebkura neliela spiediena svārstība izraisīs viena cilindra apstāšanos, kas izraisīs smagu neatbilstību.
• Izmantojiet sfēriskās stieņa savienojumus: Ja tiek izmantots mehāniskais savienojums, pievienojiet cilindru stieņus pacelšanas plāksnei, izmantojot sfēriskās stieņa acis. Tas ļauj nelielu leņķisku svārstību, novēršot nelielas sinhronizācijas atšķirības, kas var radīt destruktīvas sānu slodzes uz stieņa bultskrūvju gultniem.

Secinājums: Sasniedziet uzticamu automatizāciju ar AIRWORK

Paralēlu pneimatisko cilindru sinhronizācija bez elektroniskiem sensoriem ir ļoti iespējama, izmantojot pareizu mehānisko konstrukciju, hidrauliskos ātruma kontrolētājus vai precīzi līdzsvarotus cauruļvadus. Standartizējot augstas kvalitātes AIRWORK cilindrus un iekļaujot uzticamus mehāniskos vadītājus vai eļļas regulatorus, mašīnu ražotāji var garantēt stabila pacelšanas veiktspēju, vienlaikus saglabājot zemas sistēmas izmaksas.

Apskatiet vietni jzpnu.com, lai lejupielādētu pilnīgus CAD modeļus, izpētītu detalizētus shēmu diagrammas un šodien pasūtītu augstas kvalitātes pneimatiskās detaļas savām paralēlajām pacelšanas sistēmām.