De beste montageconfiguratie voor pneumatische cilinders selecteren:overwegingen voor optimale prestaties

Door Vitor Rangel, Product Marketing Specialist, Actuators, van Emerson

Als u een pneumatische actuator hebt gekozen die de juiste maat heeft voor uw toepassing, is het nu tijd om te beslissen hoe u deze gaat monteren. Het selecteren van de beste montageconfiguratie voor uw cilindertoepassing is een cruciale ontwerpoverweging om optimale prestaties te garanderen en de levensduur van de cilinder te maximaliseren.

Om de installatie en wereldwijde uitwisselbaarheid te vergemakkelijken, zijn de meeste cilinderbevestigingen gebouwd volgens NFPA- of ISO-normen. Hoewel er talloze variaties beschikbaar zijn, vallen montagestijlen doorgaans in een van de drie hoofdcategorieën:vaste middellijnbevestigingen, vaste niet-hartlijnbevestigingen en scharnierende middellijnbevestigingen.

Bij het selecteren van de juiste montage voor de toepassing, is het belangrijkste element om rekening mee te houden de toepassing zelf. In de meeste gevallen zullen de beoogde functie van de actuator en de toepassingsvereisten of -beperkingen grotendeels bepalen welk montagetype moet worden gekozen. Enkele belangrijke factoren om te overwegen zijn de cilinderslag (lang versus kort), het bewegingsvlak (horizontaal, verticaal of langs een gebogen pad), de grootte van de belasting en de belastingstoestand (geleid versus niet-geleid), de kolomsterkte van de zuigerstang en de inbouwruimte. In sommige omstandigheden kan het materiaal waarvan de bevestiging is gemaakt ook relevant zijn, afhankelijk van de mechanische eigenschappen en de toepassingsomgeving.

Het is vermeldenswaard dat al deze factoren ook van toepassing zijn op hydraulische hogedrukcilinders, waarbij de werkdruk ook een beslissende factor kan worden. Bepaalde cilinderbevestigingen hebben een lagere drukclassificatie om voortijdige storingen te voorkomen die verband houden met overmatige schuif- en buigspanningen die het gevolg zijn van de hoge krachten en werkdrukken die met dergelijke ontwerpen kunnen worden bedacht.

Net als bij het correct afstellen van de demping, kan als de montageconfiguratie niet zorgvuldig wordt overwogen, cilinders voortijdig defect raken. Daarom willen we u enkele richtlijnen en best practices geven om problemen met cilindermontage te voorkomen.

Inzicht in de terminologie van cilindermontage

Over het algemeen zal de codering van cilindermontagetypes die onder de NFPA- en ISO-normen vallen, uit twee letters en een cijfer bestaan, zoals in de onderstaande NFPA-voorbeelden:

Vaste middellijnbevestigingen – Montagetypes MX1, MX2, MX3, MF1, MF2, MF5, MF6, ME3, ME4, MS3.

Vaste niet-hartlijnbevestigingen – Montagetypes MS1, MS2, MS4, MS7

Bevestigingen met draaibare middellijn – Montagetypes MP1, MP2, MP3, MP4, MT1, MT2, MT4, MU3

De eerste letter geeft aan of het een montage (M) of een accessoire (A) is en de tweede letter geeft de stijl aan:

B – lichaam
E – hoofd/dop
F – flens
P – draaipunt

R - schroefdraad neus
S – voet of lugs
T - tap
X – noppen of trekstangen

Let op:Het is ook mogelijk om montagecodes uit 3 letters te laten bestaan. Dit is een gangbare praktijk bij configuraties met dubbele stang waarbij de letter (D) wordt toegevoegd aan de standaardaanduiding (bijv. MDF1 - cilinder met dubbele stang met voorflensmontage).

Nadat we de basisprincipes van de montagenomenclatuur hebben behandeld, gaan we nu eens kijken naar de duidelijke voordelen en beperkingen van elk van de belangrijkste montagecategorieën.

Vaste middellijnbevestigingen

Zoals de naam al doet vermoeden, kunnen vaste middellijnbevestigingen het best worden gebruikt in toepassingen waarbij de stuwkracht van de cilinder is gericht op de middellijn van de cilinderstang. Met de kracht op deze manier gefocust, kan de cilinder aan het kopeinde of het dopeinde worden bevestigd via vierkante of rechthoekige flenzen, verlengde trekstangen of met middellijnnokken (hoewel deze methode minder vaak wordt gebruikt). Vaste middellijnbevestigingen zijn geschikt voor krachttoepassingen in rechte lijnen en zijn doorgaans stabieler tegen zwaaien tijdens de krachtuitbreidingsslag. Flensbevestigingen bieden een goede sterkte en stijfheid, maar een lage tolerantie voor verkeerde uitlijning, terwijl ontwerpen met verlengde trekstangen minder stijf maar meer modulair zijn, wat een grotere montageflexibiliteit mogelijk maakt.

Bij het kiezen van een vaste middellijnbevestiging is het belangrijk om op een paar extra dingen te letten. Om verkeerde uitlijning en doorzakken onder belasting te voorkomen, moet men de cilinderbevestiging aan een stijve structuur (machineframe) bevestigen en, indien mogelijk, ervoor zorgen dat het verplaatsingspad van het stangeinde lineair en geleid is, omdat dit ook de pneumatische cilinder zou kunnen doen vastlopen . In het geval van cilinders met een lange slag kan het vrije uiteinde van het cilinderlichaam ook extra ondersteuning nodig hebben om enkele van de eerder genoemde problemen te voorkomen.

Vaste niet-hartlijnbevestigingen

Bij vaste niet-hartlijnbevestigingen wordt de stuwkracht van de cilinder parallel uitgelijnd met, maar niet op, de hartlijn van de cilinderstang. Deze montagestijl is waarschijnlijk het gemakkelijkst te monteren en zorgt voor eenvoudige, ongecompliceerde service en vervanging. De cilinder kan worden bevestigd via eindmontage, zijmontage of zijmontage.

De verschoven stuwkrachtlijn van deze montagestijl vereist speciale aandacht omdat het buigspanningen en extra belastingen op de montagebouten plaatst, waardoor de bouten na verloop van tijd kunnen slijten of los kunnen raken. Om de levensduur en veiligheid te maximaliseren, moet deze bevestiging daarom zeer goed worden uitgelijnd; de last moet zich in een nauwkeurig, lineair pad voortbewegen en zowel horizontaal als verticaal goed worden ondersteund en geleid. Stijf gemonteerde cilinders kunnen geen consistente vaste uitlijning tolereren, vooral niet bij volledige terugtrekking. Dat gezegd hebbende, een kleine afwijking die nul . is bij volledig intrekken en zeer licht toenemen met de slag is normaal gesproken acceptabel op zware constructies.

Bevestigingen met draaibare middellijn

Draaibare middellijnbevestigingen worden over het algemeen gebruikt in toepassingen waar het pad van de last gekromd is of een verkeerde uitlijning een probleem is en niet kan worden vermeden. Met deze montagestijl kan de hartlijn van de cilinder in een of meer richtingen zwaaien, waarbij de grootste beweging gewoonlijk in één vlak plaatsvindt. Gaffel-, oog- en tapbevestigingen zijn allemaal voorbeelden van scharnierende middellijnbevestigingen.

De trekhaakbevestiging is een van de meest veelzijdige en meest gebruikte bevestigingen en is het meest geschikt voor cilindertoepassingen met korte slag, medium of kleinere boring. Een tapbevestiging kan daarentegen worden gebruikt in toepassingen waar de trekhaakbevestiging normaal gesproken zou worden gebruikt, maar de totale lengte van de cilinder te groot zou maken.

Voor lange slag en/of zware cilinders is de middelste of tussenliggende tapbevestiging het beste. Over het algemeen ondersteunt deze steun het gewicht van de cilinder en moet deze zich op het moment van maximale stuwkracht in de buurt van het balanspunt van de cilinder bevinden.

De sferische bevestiging is ook een veel voorkomende en bijzondere stijl van scharnierende middellijnbevestigingen. Deze houder bestaat uit een sferisch lager en zorgt voor enige hoekbeweging (meestal 5 tot 10 graden beweging) in een vlak loodrecht op het hoofdvlak van de draaibeweging en moet worden gebruikt in combinatie met een smeernippel voor maximale effectiviteit en bruikbaarheid. /P>

Last but not least, bij het overwegen van scharnierende middellijnbevestigingen, is het belangrijk om in gedachten te houden dat de cilinderbevestiging aan het stanguiteinde ook moet kunnen draaien, en het is het beste om de accessoirebeugels van de cilinderfabrikant en draaipennen met nauwe tolerantie te gebruiken om een goede pasvorm en werking.

Aanvullende overwegingen om de cilinderprestaties te optimaliseren

Zoals in dit artikel al is genoemd, is het, om de levensduur van uw cilinder te behouden en topprestaties te garanderen, erg belangrijk om de cilinderdruk zo dicht mogelijk bij de middellijn van de zuigerstang te houden en vrij van verkeerde uitlijning of zijwaartse stuwkracht. Excentrische stuwkracht en zijbelastingen verkorten de verwachte levensduur van stanglagers en stangafdichtingen aanzienlijk en moeten ten koste van alles worden vermeden.

Naast de montagestijl zijn er nog een aantal andere aspecten die niet over het hoofd mogen worden gezien bij het installeren van een cilinder. Er moet voor worden gezorgd dat het blootgestelde deel van de zuigerstang niet wordt beschadigd. Stukken met schroefdraad moeten volgens de specificatie worden aangedraaid en strak tegen de schouders van de schroefdraad worden getrokken om buiging te minimaliseren en vermoeidheidsstress te verminderen. Overmatige rotatie van de zuigerstang in de cilinder moet worden vermeden om mogelijke krassen op de cilinderbuis en schade aan de zuigerafdichtingen te voorkomen. Ten slotte moet extra ondersteuning of opname van een tussenmontage worden overwogen om schadelijke doorzakking op cilinders met een lange slag te voorkomen.

Emersons uitgebreide, toonaangevende portfolio van AVENTICS ^TM pneumatische en hydraulische cilinders beantwoorden aan de prestatie- en flexibiliteitsbehoeften van uw machineautomatiseringstoepassingen. Bezoek zeker www.emerson.com/aventics voor meer informatie over ons aanbod.