Menü
Témakörök
Hörömpő Miklós
Hörömpő Miklós
értékesítő mérnök
AVENTICS Hungary

Teljesítmény és hatékonyság (I. rész)

Trendek és témák
0

Az alábbiakban néhány alapvető tanácsot gyűjtöttünk össze, melyek segítségével a pneumatikus munkahengerek a tőlük elvárt erőt és sebességet gazdaságosan biztosítják. Bejegyzés sorozatunkban nagy vonalakban bemutatjuk, hogy milyen tényezőket kell a méretezés során számításba venni.

A megfelelő méretű munkahengerek szerepe

A pneumatika jogosan tekinthető egyszerűnek, rugalmasnak és gazdaságosnak. E mellett, a levegővel hajtott rendszerek igen tartósak – rendszerint éveken át működnek problémamentesen, kevés karbantartás mellett. Számtalan helyen alkalmazzák ezeket a megoldásokat, az étel- és italgyártó, valamint csomagolási műveletektől kezdve a fémfeldolgozásig és az autóipari alkalmazásokig.

A pneumatikus rendszerek legmegfelelőbb hasznosítása érdekében, néhány alapvető tanács átgondolása segíthet a mérnököknek időt megtakarítani, illetve optimalizálni a rendszerteljesítményeket. Nyilvánvaló, hogy egy adott kör alkotóelemeit méretezni kell a szóban forgó munkához szükséges erő, sebesség és pontosság biztosításához. A megfelelő méretű alkatrészek azonban az alacsony energiafogyasztás előfeltételét is jelentik. Az energiaköltségek a pneumatikai rendszer üzemeltetője által viselt költségek több mint felét teszik ki napjainkban, így a sűrített levegő pazarlásának elkerülése kifizetődő.

Bár a pneumatikus rendszer minden alkotóeleme fontos szerepet játszik a megfelelő kialakításban, a tervezést vitathatatlanul ott célszerű elkezdeni, ahol az alkalmazásnak erőre és mozgásra van szüksége – azaz a munkahengernél. Az alábbiakban található néhány alapvető tanács a pneumatikus munkahengerek terhének, sebességének és energiahatékonyságának, illetve ez által végső soron alacsonyabb beszerzési- és működési költségeinek meghatározására.

AV_Fb_Teljesitmeny_es_hatekonysag_001

Megfelelő méretezés

A pneumatikus munkahengerek számtalan szabvány szerint, illetve speciális változatban fordulnak elő, beleértve a kompakt, mini és rövid löketű változatokat; a kör alakú és négyzetes profilokat; a kis teljesítményű „eldobható” egységeket és a strapabíró összehúzócsavaros kialakításokat; valamint a dugattyúrudas és dugattyúrúd nélküli változatokat.

Mindazonáltal, a munkahenger adott alkalmazásra történő méretezése létfontosságú, a konkrét típustól függetlenül. A mérnökök vagy „kézi” számításokra hagyatkoznak a megfelelő lehetőségek felkutatásához, vagy a legújabb szoftverek használatával kapják meg az eredményeket. Vizsgáljuk meg először a hagyományos számítási módszert.

„Kézi” számítások esetén kezdje a teherrel. Az erőre és löketre vonatkozó követelmények, valamint a rendelkezésre álló légnyomás ismeretében, a mérnökök könnyedén meghatározhatják a feladat elvégzéséhez szükséges minimális dugattyúátmérőt. Nézzük meg hogyan néz ki a számítás egy kettős működésű munkahenger esetén. Számítsa ki a szükséges munkahenger erőt az alábbi képletből:

F = PA

Ahol P = nyomás [1 bar=100.000 pascal]; és A = munkahenger dugattyújának felülete [mm2]. Vegyük figyelembe, hogy a munkahenger negatív kamrájában a dugattyúrúd felülete a dugattyúrúd miatt kisebb.

Tehát a kitoló erő kiszámítása:
Fk = Pπdc2/4

Ahol dc = dugattyú átmérő mm-ben. A behúzó erő pedig:

Fb = Pπ(dc2 – dr2)/4
Ahol dr = a rúdátmérő mm-ben.

Azonban soha ne méretezzen úgy egy munkahengert, hogy az csupán a terhet mozgassa, mindig alkalmazzon egy kevés ráhagyást. Azt a dugattyúátmérőt válassza, ami a mozgatni kívánt tehernél némileg többet is elbír. Az feladattól függően, a szakemberek általában azt tanácsolják, hogy a pneumatikus munkahengerek esetén érdemes a számított erő 33-100%-át ráhagyni a tömítések, csapágyak, vezetők okozta belső súrlódások, illetve az egyéb külső erők, mint például az eltömődött szűrők okozta nyomásveszteség, illetve a pneumatikus rendszerben található egyéb alkotóelemekből fakadó korlátok. Ezen felül gondolni kell az idő előre haladtával esetlegesen jelentkező szivárgások okozta nyomásveszteség leküzdésére is.

Mindazonáltal, az alkalmazás sajátosságai meghatározzák azt az erőráhagyást, amely a megfelelő működés biztosításához szükséges. Legyen tudatában, hogy a szükségesnél nagyobb átmérővel rendelkező pneumatikus munkahengerek növelik a levegőfogyasztást és a ciklusidőt, valamint a nagyobb rendszerek beszerzése és működtetése többe kerül, mint a megfelelően méretezetteké. Továbbá hátrány még, hogy ezek nehezebbek és több helyet is foglalnak el. Ez kritikus lehet, ha a tömeg vagy a felszerelésre rendelkezésre álló hely kiemelt fontosságú.

E mellett, szükségtelen említeni, hogy a munkahenger löket se haladja meg a szükséges mértéket. A szükségesnél hosszabb munkahengerek szintén többe kerülnek, energiát pazarolnak, valamint meghosszabbítják a ciklusidőt.

A méretezésnél segítségünkre van továbbá a hengerekhez tartozó diagramok, mellyel ellenőrizni tudjuk, hogy az általunk kiválasztott henger megfelelő-e a célra. A csillapítási diagram segítségével le tudjuk ellenőrizni, hogy az adott tömeget, ami az általunk kívánt sebességgel való mozog, meg tudja-e állítani a henger véghelyzet csillapítása.


A következő részben megnézzük, hogy miként lehet csökkenteni a munkahenger levegő felhasználását.


Címkék: