Hoe demping de prestaties en levensduur van pneumatische cylinders verbetert

Door Josh Adkins Product Marketing Specialist, Actuators, van Emerson

Demping is geen nieuw concept in vloeistofsturing, maar het is een significant concept omdat het de levensduur en prestaties van machines kan beïnvloeden. Demping is meestal vereist in cylinders om de last die de zuiger beweegt te vertragen. Zonder het kan de zuiger de eindkap van de cylinder raken. De kracht van deze impact kan schok, trillingen en oscillaties veroorzaken die zich uitstrekken naar de rest van de machine. Deze negatieve effecten kunnen de cylinderprecisie storen, overmatig geluid creëren en de cylinder en zijn componenten premaatig laten verslijten. Einde demping verlaagt de reissnelheid van de cylinder voordat de zuiger de eindkap raakt, wat impactschok en componentenstress vermindert.

Wat is demping?

Demping kan verschillende vormen aannemen. U kunt externe schokdempers gebruiken, eenvoudige impactdemping met een elastische bumper, ingebouwde pneumatische demping, of een combinatie van dempingstechnologieën.

Voor demping effectief te laten werken, moet het niveau van demping optimaal aangepast zijn voor de gegeven toepassing. Als er niet genoeg demping is, is de impactschok hoger wanneer de zuiger de eindkap met directe negatieve gevolgen voor de levensduur van de cylinder en mechanische onderdelen die eraan bevestigd zijn, raakt. Als er te veel demping is, duurt het langer voordat de zuiger de lengte van de cylinder aflegt, wat dan negatief de cyclus tijd beïnvloedt en de machine output reduceert.

Wanneer pneumatische demping correct aangepast is, is de richting van de zuigerbeweging uniform gedurende de gehele dempingreeks en is de zuigersnelheid precies nul wanneer het het einde van zijn reis bereikt. Dit wordt ideale demping genoemd.

Om het makkelijker te visualiseren, ideale demping wordt bereikt wanneer de zuiger helemaal niet stuiteren. Wanneer de zuiger niet stuiteren, biedt het de kortst mogelijke slagtijd en belast de cylinder niet. Eindkapcontact produceert een verwaarloosbaar geluid, en de totale cyclus tijd is geoptimaliseerd.

Voordelen van ideale demping

Ideale demping in pneumatische cylinders biedt diverse opvallende voordelen.

Optimaal aangepaste cylinders kunnen de productiviteit verhogen alsook kosten en energie besparen. Door cylinderschok, trillingen en oscillaties in het systeem te minimaliseren, verlengt ideale demping de operationele levensduur van de cylinder en zijn componenten. Dit verlaagt onderhoud, machinestilstand en vervangingskosten. Het creëert ook een rustigere werkomgeving voor operators en verbetert de totale werkcylustijd. Verminderde cyclus tijden verhogen de eindgebruikersproductiviteit, wat OEM's een competitief voordeel geeft.

Een ander belangrijk voordeel is grotere precisie, met name in pick-and-place toepassingen die absolute nauwkeurigheid vereisen wanneer de cylinder zijn eindpositie bereikt.

Ideale pneumatische demping is kritiek voor toepassingen die absolute nauwkeurigheid en zachte operatie vereisen.

Hoe ideale demping te bereiken

Om het niveau van demping voor een specifieke toepassing te optimaliseren, moet u een paar cylinderparameters bevestigen. Dit zijn werkdruk, lastmassa en zuigersnelheid. Als correct gedimensioneerd voor de toepassing, heeft elke cylinder één ideale dempinginstelling voor een gegeven massa en werkdruk. Naast metingen voor deze parameters, hebt u ook de pneumatische cylinderfabrikant's dempinggrafiek of het online berekeningssysteem van de pneumatische cylinderfabrikant nodig.

Eenmaal u de metingen heeft, is de eerste stap om ervoor te zorgen dat de zuigersnelheid overeenkomt met die gespecificeerd in de dempinggrafiek of het online berekeningssysteem.

De zuigersnelheid moet in elk geval correct aangepast worden. U krijgt de beste resultaten door stroomregelkleppen direct in de aansluitpoorten in de uiteinden van de cylinder te installeren. Dit biedt een vrije inlaatstroom terwijl u de uitlaatdruk kunt aanpassen door het gebied van de uitlaatpoort te wijzigen met een instelschroef. Of u kunt besturingskleppen met geïntegreerde beperkers gebruiken.

Aangezien het moeilijk kan zijn om de zuigersnelheid met het blote oog te detecteren, kunt u een elektronische hulpmiddel bevestigen, zoals Emerson's AVENTICS^TM Snelheidstijdmeter (VTM), aan de buitenkant van de cylinderbuis. Deze meter kan de ware snelheid van de zuiger snel en gemakkelijk bepalen, evenals de tijd voor alle reeksen in een pneumatische cylinder cyclus meten.

Het is belangrijk om te onthouden dat elke verandering in werkdruk, massa en snelheid demping heraanpassing vereist. Eenmaal demping ideaal is, moeten deze steady-state condities hetzelfde blijven. Het is ook belangrijk om te onthouden dat accurate einddempingaanpassing ervaring, intuïtie en soms geduld vereist.

Houd er ook rekening mee dat in sommige toepassingen, ideale demping gewoon niet haalbaar is vanwege het inherent ontwerp van de machine of toepassing. Echter, in de meeste gevallen kan de dempingprestaties nog steeds verbeterd worden door de bovenstaande stappen te volgen.

Hoe ideale demping sneller en makkelijker te bereiken

Er zijn ook nuttige dempingaanpassingstools die een deel van de gissels uit ideale eind van slag demping halen. Sensorelektronische tools, zoals de AVENTICS Dempingaanpassingstool (CAT), maken einddempingaanpassing sneller, eenvoudiger en nauwkeuriger. In slechts een paar eenvoudige stappen kunt u ervoor zorgen dat uw pneumatische cylinder einddemping aangepast is aan de juiste instellingen. Een toegevoegd voordeel is dat aanpassingen reproduceerbaar zijn, ongeacht externe invloeden.

Om de CAT te gebruiken, bevestigt u de sensor op de cylinder en schakelt u hem in. Vervolgens kunt u alle functies op een groot LED-display zien en dienovereenkomstig aanpassen. De optionele AVENTICS app (Android/iOS) kan grafisch aanvullende informatie over zuigersnelheid en dempingkenmerken leveren. Wanneer demping ideaal is, krijgt u een groen licht. Het display toont een verkeerslicht dat van rood naar geel naar groen beweegt naarmate u aanpast en geeft ook aan in welke richting u de dempingschroef moet aanpassen om de dempingprestaties te verbeteren.

Als u vragen heeft over pneumatische demping of meer wilt leren, bezoek emerson.com/aventics.

Emerson's AVENTICS^TM Serie Dempingaanpassingstool (CAT) en optionele AVENTICS app maken pneumatische cylinder einddempingaanpassing makkelijk, snel en nauwkeurig.