Szinte minden automatizált géphez, amely precíz, megismételhető lineáris mozgást igényel, a kettős működésű henger a standard választás. A következtetés egyértelmű: ha szabályozott erőre van szüksége a kinyújtás és a visszahúzás irányában is, a kettős működésű henger rugalmasságban, sebességszabályozásban és általános folyamatmegbízhatóságban felülmúlja az egyszeres működésű hengert. Ez mind a pneumatikus, mind a hidraulikus rendszerekre igaz, bár a munkaközeg eltérő.
Ennek alapvető oka az, hogy a kettős működésű henger a dugattyú mindkét oldalán nyomás alatti folyadékot használ. A bemeneti és kipufogónyílások átkapcsolásával a dugattyú aktívan tolható bármelyik irányba. Ez ellentétben áll az egyszeres működésű hengerrel, amely rugóra, gravitációra vagy külső terhelésre támaszkodik, hogy visszatérjen alaphelyzetébe. Az eredmény az, hogy a kettős működésű hengerek teljesen szabályozott haladást, nagyobb működési rugalmasságot és gyakran jobb energiahatékonyságot biztosítanak ciklikus alkalmazásokban.
Beszerzési és tervezési szempontból ez azt jelenti, hogy értékelnie kell a hengerfurat méretét, a löketet, az üzemi nyomást, a párnázást és a szerelési stílust. A rosszul kiválasztott henger gyenge tolóerőhöz, idő előtti tömítéskopáshoz vagy túlzott levegőfogyasztáshoz vezet. A működési elvek és a kiválasztási kritériumok megértése segít elkerülni ezeket a kockázatokat és hosszú távú teljesítményt elérni.
Mi az a kettős működésű henger?
A kettős működésű henger egy lineáris működtető szerkezet, amelynek két munkanyílása van, egy-egy a hengerhenger mindkét végén. Nyomott levegő vagy hidraulikaolaj lép be az egyik nyílásba, hogy előre hajtsa a dugattyút, míg a másik nyílás nyitva van a kifúváshoz vagy a visszatéréshez. A befúvó és kipufogó áramlás megfordítása a dugattyút hátrafelé mozgatja. Ez a kétirányú erőhatás különbözteti meg az egyetlen működésű hengertől, amelynek csak egy túlnyomásos kamrája van.
A fő alkatrészek közé tartozik a hengercső, a dugattyú, a dugattyúrúd, az elülső és a hátsó végsapkák, a dugattyútömítések, a rúdtömítések és általában egy vagy két csillapító mechanizmus. A dugattyú a hengert két kamrára osztja: a kupak végére, amely a dugattyú mögötti nagyobb terület, és a rúd végére, amely a dugattyúrúd oldalához közeli kisebb terület. A hatásos terület különbsége azt jelenti, hogy a nyújtási erő természetesen nagyobb, mint a visszahúzó erő azonos nyomáson, ami kulcsfontosságú tényező a henger méretezésénél.
Pneumatikus vs hidraulikus kettős működésű hengerek
Ugyanaz a geometriai elv vonatkozik mind a pneumatikus, mind a hidraulikus hengerekre, de a teljesítményjellemzők jelentősen eltérnek. A pneumatikus kettős működésű hengerek sűrített levegővel működnek, tipikusan 0,4-0,7 MPa (4-7 bar) nyomáson, így kisebb erőt, de nagyon gyors működtetést biztosítanak. A hidraulikus kettős működésű hengerek ásványolajat vagy vízbázisú folyadékokat használnak gyakran 7 és 35 MPa (70 és 350 bar) közötti nyomáson, így sokkal nagyobb erőt hoznak létre simább, precízebb mozgásvezérlés mellett.
| Paraméter | Pneumatikus | Hidraulikus |
|---|---|---|
| Munkaközeg | Sűrített levegő | Hidraulikus oil |
| Tipikus nyomás | 0,4-0,7 MPa | 7-35 MPa |
| Relatív erő | Lejjebb | Magasabb |
| Működési sebesség | Gyors | Lassabban |
| Pozícióvezérlés | Mérsékelt | Pontos |
| A rendszer költsége | Lejjebb | Magasabb |
Hogyan működik a kettős működésű henger?
A működési elv egyszerű: a nyomás alatti folyadék felváltva hat a dugattyú mindkét oldalán, hogy lineáris mozgást hozzon létre. Ha a sapkavég nyílása nyomás alatt van, és a rúdvég nyílása nyitva van a tartály vagy a kipufogó felé, a dugattyúrúd kinyúlik. Amikor a tápellátást átkapcsolják a rúdvég csatlakozójára, és a sapkavég csatlakozója kimerült, a dugattyúrúd visszahúzódik. Ezt a kapcsolást egy irányszabályozó szeleppel érik el, például egy kétállású ötutas mágnesszeleppel a pneumatikus rendszerekben vagy egy négyutas irányszeleppel a hidraulikus körökben.
A fordulatszám szabályozása a kipufogónyílásból kilépő levegő vagy olaj áramlásának szabályozásával érhető el. A pneumatikus rendszerekben gyakoriak a kipufogó fojtószelepek. A hidraulikus rendszerekben mérő-kiáramlás-szabályozó szelepeket használnak a nyomáscsúcsok elkerülésére és a sima lassítás elérésére. A hatékony csillapítás a löket végén kritikus fontosságú a mechanikai ütések és a dugattyúsérülések elkerülése érdekében; állítható csillapító szelepeket vagy külső hidraulikus lengéscsillapítókat használnak, ha nagy tehetetlenségi terhelésről van szó.
Pneumatikus rendszerek esetében a tipikus áramkör egy légszűrőből, nyomásszabályozóból, kenőanyagból, irányszelepből és két fordulatszám-szabályozó szelepből áll. Az irányszelep általában egy kettős mágnesszelep, amely lehetővé teszi, hogy a henger feszültségmentes állapotban tartsa utolsó pozícióját. Ez különösen hasznos a biztonsággal kapcsolatos rögzítési alkalmazásoknál.
Kettős működésű vs egyműködésű hengerek
A legfontosabb különbség az, hogy a kettős működésű henger szabályozott erőt és mozgást biztosít mindkét irányban, míg az egyszeres működésű henger csak egy irányba. Az egyszeres működésű hengerek rugót, gravitációt vagy külső terhelést használnak a dugattyú visszajuttatására, ami azt jelenti, hogy a visszatérő löket nem szabályozható szigorúan. Azokban az alkalmazásokban, ahol a ciklushoz tolásra és húzásra is szükség van, vagy ahol a pontosság számít, a kettős működésű henger a megfelelő választás.
| Összehasonlítás | Egyszereplős | Kettős színészi játék |
|---|---|---|
| Kényszer irány | Csak egy irány | Mindkét irány |
| Return stroke | Rugó / gravitáció / terhelés | Nyomás alatt álló folyadék |
| Pozícióvezérlés | A visszaküldés korlátozott | Teljes ellenőrzés |
| Tipikus használat | Befogás, kilökődés, kapunyitás | Automatizálás, robotika, présgépek |
| Költség | Lejjebb | Magasabb |
A gyakorlatban az általános automatizálásban használt pneumatikus hajtóművek több mint 90%-a kettős működésű, mivel lehetővé teszik a sebesség egyszerű beállítását mindkét löketnél, és tartóerőt hoznak létre, miközben a szelep feszültség alatt van. Az egyszeres működésű hengerek még mindig értékesek, ha szűk a hely, a visszatérő erő nem kritikus, vagy ha a biztonság megköveteli a rugóvisszatérítést.
A kettős működésű hengerek típusai
A kettős működésű hengerek többféle mechanikai konfigurációban állnak rendelkezésre, mindegyiket speciális szerelési kényszerekhez, lökethosszokhoz és terhelési feltételekhez tervezték. A megfelelő típus kiválasztása ugyanolyan fontos, mint a megfelelő furatméret kiválasztása.
Szabványos kötőrúd-hengerek
Ezek a hengerek a hagyományos kötőrúd-konstrukciót követik, és négy acélrúd tartja össze a végsapkákat. Széles körben használják az általános célú automatizálásban, és gyakran megfelelnek az ISO 15552 szabványnak. Az SC sorozat egy klasszikus példa, amely többféle rögzítési lehetőséget és 32-100 mm-es furatméretet kínál.
SC sorozatú csuklórúd standard henger kompakt kialakítással Ez a kötőrúd-henger az ISO 15552 szabvány szerinti típusokhoz képest kompakt hosszúságot kínál megbízható felépítésével és állítható párnázásával. Alkalmas általános automatizálásra, akár 150°C-os hőmérsékleten is működik magas hőmérsékletű tömítésekkel. Termék megtekintése → Vékony hengerek
A vékony hengerek, mint például a CQ2 sorozat, kompakt testprofillal rendelkeznek, amelyet korlátozott beépítési helyekre terveztek. Erős erőt biztosítanak, miközben megtakarítják az axiális hosszt. Gyakoriak a rögzítőelemekben, a szállítószalag ütközőkben és a kompakt gépvázakban.
CQ2 sorozatú vékony henger korlátozott beépítési helyekhez Ez a kompakt henger axiális teret takarít meg, miközben erős erőt ad le. Nem kiálló mágneses kapcsolója növeli a biztonságot és a használhatóságot, a továbbfejlesztett vízálló kialakítás pedig alkalmas vízzel és hűtőfolyadékkal rendelkező környezetekhez. Termék megtekintése → Miniatűr hengerek
A mini hengereket, beleértve az MA, MAL, MI és CJ2 sorozatot, olyan kisméretű precíziós berendezésekben használják, ahol a súly és a hely kritikus. Élelmiszer-feldolgozáshoz vagy korrozív környezetekhez rozsdamentes acél karosszéria-változatok állnak rendelkezésre.
Rúd nélküli hengerek
A rúd nélküli hengerek, mint például a CY1 sorozat, mágneses vagy mechanikus tengelykapcsolót használnak az erő külső kocsira való átvitelére. Lökethosszukat nem korlátozzák a dugattyúrúd kihajlási szempontjai, így ideálisak hosszú löketű alkalmazásokhoz anyagmozgatási és ajtónyitó rendszerekben.
CY1S sorozatú csúszócsapágyas, rúd nélküli henger Ez a rúd nélküli henger az erőátvitelre mágneses csatolást használ, így helyet takarít meg, és elszigeteli a mozgatóelemet az állórésztől. Csúszó csapágyvezetője és hosszan tartó kenése biztosítja a sima, karbantartásmentes működést poros vagy enyhén fröccsenő környezetben. Termék megtekintése → Többtengelyes és vezetett hengerek
A többtengelyes hengerek, beleértve a CXS és MGP sorozatot is, két vagy több rúddal vagy vezetőrudakkal rendelkeznek, amelyek megakadályozzák az elfordulást és ellenállnak az oldalsó terheléseknek. Precíziós felszedő-elhelyezési mechanizmusokban használatosak, ahol a szerszám nem foroghat, és ahol nagy oldalirányú stabilitás szükséges.
Forgó bilincs hengerek
A forgó szorítóhengerek, mint például az MK sorozat, a lineáris szorítóerőt 90 fokos forgó mozgással kombinálják. Széles körben használják hegesztőgépekben és szerelvényekben, hogy a helyükön tartsák az alkatrészeket, miközben elkerülik az alkatrész be- és kirakodását.
Hogyan válasszuk ki a megfelelő kettős működésű hengert
A kettős működésű henger kiválasztásának legmegbízhatóbb módja a szükséges kimeneti erő, a lökethossz, a sebesség, a munkaciklus és a rendelkezésre álló beépítési hely meghatározása. Ezt követően ellenőrizze, hogy a jelölt palack megfelel-e az alkalmazás üzemi nyomásának, csillapítási követelményeinek és szerelési mintájának.
Furatméret és kimeneti erő
Az erőt a nyomás és a dugattyú effektív felületének szorzataként számítják ki. Egy 0,5 MPa (5 bar) nyomású pneumatikus hengernél egy 63 mm-es furatú henger körülbelül 1558 N kiterjesztési erőt hoz létre. Ha a dugattyúrúd átmérője 20 mm, a visszahúzó erő körülbelül 1397 N-ra csökken. A hengert mindig a ciklusban szükséges két erő közül a nagyobbra méretezze.
- Számítsa ki a maximális terhelést , beleértve a súrlódási és gyorsulási erőket.
- Átalakítás szükséges tolóerőre a tényleges üzemi nyomás felhasználásával.
- Válassza ki a legkisebb furatot amely legalább 25%-os tartalékot ad a szükséges erő felett.
Lökethossz
A löket kiválasztása a rakomány által megtett távolságon alapul. A legtöbb gyártó szabványos löketeket kínál ±1 mm tűréssel. A közbenső pozicionáláshoz használjon mágnesdugattyús hengereket és oldalra szerelt mágneskapcsolókat, vagy kombinálja azokat külső érzékelőkkel a zárt hurkú vezérléshez.
Sebesség és csillapítás
A nagy sebességű mozgás növeli az utazás végén bekövetkező ütközések kockázatát. A legtöbb kettős működésű henger beépített légpárnával rendelkezik, de nagy terhelés vagy nagy sebesség esetén külső hidraulikus lengéscsillapítókra lehet szükség a gép és magának a hengernek a védelme érdekében. Ellenőrizze, hogy a csillapítás állítható-e, és hogy a fordulatszám-szabályozó szelepek kipufogó-kapacitása elegendő-e a ciklusidőhöz.
Szerelési és környezeti tényezők
A szerelési stílusok közé tartoznak a lábtartók, a karimás rögzítők, a rúdvég szemcsavarok és a hátsó fogaskerekek. A rögzítésnek igazodnia kell a terhelés irányához, és meg kell akadályoznia az oldalirányú erőhatásokat. Kíméletlen környezet esetén válasszon rozsdamentes acél rudat és házat, vagy adjon hozzá védőharangot, hogy megvédje a dugattyúrudat a portól és a nedvességtől.
A kettős működésű hengerek általános alkalmazásai
A kettős működésű hengerek uralják az automatizált gyártó-, csomagoló- és anyagmozgató berendezéseket, mivel teljes irányítás mellett képesek mind a tolási, mind a húzási műveleteket végrehajtani. Összeszerelésre, rögzítésre, emelésre, válogatásra és robotikára használják.
Például egy csomagolósoron egy kettős működésű henger kinyúlhat, hogy egy kartondobozt egy szállítószalagra toljon, majd visszahúzódjon, hogy a következő kartondoboz áthaladjon. A hegesztőberendezésben egy kettős működésű henger szorítóerőt fejt ki, és megtartja a munkadarabot a hegesztési ciklus befejezéséig. Ezután a henger elenged, és lehetővé teszi, hogy a robot eltávolítsa az alkatrészt.
Az intelligens gyárak és a rugalmas gyártás felé való elmozdulás megnövelte a megbízható pneumatikus hajtóművek iránti keresletet. Amint kiemeltük pneumatikus henger ipari elemzés , a pneumatikus hengerek integrálása elektronikus érzékelőkkel és PLC-vezérléssel általános gyakorlattá vált, javítva a teljesítményt és az ismételhetőséget.
Ezenkívül a magasabb hozzáadott értékű gyártás és a fejlettebb gyártás irányába mutató tendencia ellátási lánc integrációja azt jelenti, hogy a működtetőknek több millió cikluson keresztül megbízhatónak kell lenniük. A dupla működésű hengerek robusztus tömítésekkel, precíz csillapítással és egyszerű karbantartással elengedhetetlenek az állásidő minimalizálásához.
Telepítési és karbantartási tippek
A megfelelő telepítés és rendszeres karbantartás a leghatékonyabb módja a kettős működésű henger élettartamának meghosszabbításának. A fő kockázatok a szerkezeti eltérések, a sűrített levegő szennyeződése és a nem megfelelő kenés.
Telepítési útmutató
- Használjon úszó kötést a dugattyúrúd és a terhelés között, hogy kompenzálja a kisebb eltolódásokat.
- Telepítse az F.R.L. egységek (szűrő, szabályozó, kenő) a nedvesség és az olajrészecskék eltávolítására a sűrített levegőből.
- Állítsa be a henger tengelyét a terhelés mozgási irányával, hogy megakadályozza a dugattyúrúd oldalirányú terhelését.
- Használjon sebességszabályozó szelepeket a kipufogónyílásoknál a maximális sebesség korlátozása és az ütközési erők csökkentése érdekében.
Megelőző karbantartás
- Engedje le a kondenzátumot a levegővevőből és a szűrőkből naponta.
- Vizsgálja meg a dugattyúrudat 1000 üzemóránként karcolások, korrózió vagy lyukak ellen.
- Ellenőrizze a párnázott tűket és állítsa be őket, ha a löketvégi ütközés élessé válik.
- Cserélje ki a tömítéseket amikor a szivárgás láthatóvá válik, vagy ha a henger csökkentett erőt mutat. A tipikus tömítés élettartama 200 000-500 000 ciklus, a sebességtől, a hőmérséklettől és a terheléstől függően.
Gyakran ismételt kérdések a kettős működésű hengerekkel kapcsolatban
Mi az a kettős működésű henger?
A kettős működésű henger egy lineáris működtető szerkezet, amelyben a nyomás alatti folyadék felváltva hat a dugattyú mindkét oldalán. Két működő portja van, és mind a kinyújtási, mind a visszahúzási irányban képes erőt kifejteni.
Miben különbözik a kettős működésű henger az egyszeres működésű hengertől?
Az egyszeres működésű hengernek egy túlnyomásos kamrája van, és rugóra vagy külső terhelésre támaszkodik a visszatérés érdekében. A kettős működésű hengernek két kamrája van, és mindkét irányban folyadéknyomást használ, így teljes ellenőrzést biztosít a visszatérő löket felett.
Használható-e kettős működésű henger egyszeres működésű hengerként?
Igen. Csak az egyik portot csatlakoztathatja a nyomásellátáshoz, és a másik portot a légkörbe vagy a visszatérő vezetékbe szellőztetheti, de semmi előnye nem származik belőle. A nem használt nyílásnak szabadon ki kell merülnie, különben a henger reteszelődik a beszorult folyadék miatt.
Hogyan számíthatom ki a kettős működésű henger erejét?
A meghosszabbított löketnél az erő egyenlő az üzemi nyomással, szorozva a teljes dugattyúfelülettel. A visszahúzási lökethez először vonja le a dugattyúrúd keresztmetszeti területét. Példa 0,5 MPa-nál 63 mm-es furattal és 20 mm-es rúddal: a kinyújtási erő körülbelül 1558 N, a visszahúzó erő pedig körülbelül 1397 N.
Mi a különbség a pneumatikus és a hidraulikus kettős működésű hengerek között?
A pneumatikus hengerek sűrített levegőt használnak, gyorsabbak és könnyebbek, de kisebb erőt generálnak. A hidraulikus hengerek nagy nyomás alatt használnak olajat, nagyobb erőt és jobb helyzetszabályozást kínálnak, de hidraulikus szivattyúegységet igényelnek, és drágábbak.
Miért mozog lassan a kettős működésű hengerem?
A szokásos okok az elégtelen levegő- vagy olajellátás, a szűkös kipufogóút, a nyomásesés a tápvezetékben vagy a nem megfelelően beállított fordulatszám-szabályozó szelepek. Ellenőrizze a szelepnyílás méretét, a cső átmérőjét és az F.R.L. beállításokat.
Mekkora a maximális lökethossz egy kettős működésű hengernél?
A szabványos pneumatikus hengerekhez körülbelül 2000 mm-ig terjedő löketek állnak rendelkezésre. Ezen túlmenően a dugattyúrúd kihajlása aggodalomra ad okot, ezért ajánlott rúd nélküli henger vagy irányított henger használata. A hidraulikus hengerek sokkal hosszabb löketet tudnak elérni a nagyobb szerkezeti merevség miatt.
