Как выбрать пневмоцилиндр для упаковочного, сборочного и транспортирующего оборудования

Выбор пневмоцилиндра начинается с задачи станка, а не с маркировки диаметра и хода. Диаметр дает первичную проверку силы, но полезный результат также зависит от давления на приводе, площади выдвижения или втягивания, боковой нагрузки, направляющих, крепления, времени хода, демпфирования, окружающей среды и требуемого состояния после потери энергии. Выберите полную компоновку движения, затем подтвердите точный цилиндр и аксессуары по техническому паспорту и инструменту расчета производителя.

Завод, линия, оборудование и действие

Таблица является отправной картой. Конструктору станка все еще нужны измеренные или рассчитанные данные нагрузки, профиль движения и оценка риска.

Создайте запись о выборе перед выбором серии

Запишите действие простыми словами: толкать, тянуть, поднимать, зажимать, останавливать, индексировать или направлять. Укажите движущуюся массу, внешнюю силу на ходе, направление силы тяжести, целевое ускорение, удар и любое передаточное отношение. Укажите минимальное давление, измеренное на цилиндре в течение требовательной части цикла. Давление подачи на холостом ходу недостаточно.

Добавьте полный ход, доступное монтажное пространство, требуемые конечные положения, время выдвижения и втягивания, циклы в минуту, выдержку под давлением и ожидаемый срок службы. Отметьте боковую силу и момент на соединении штока. Шток поршня не следует использовать как направляющую станка, если точная документация на продукт не допускает такую нагрузку. Используйте внешнюю направляющую или направляемый привод, если механизм создает поперечную силу или момент.

Определите крепление и выравнивание. Неподвижное крепление подходит для осевой нагрузки только при условии, что конструкция станка и путь нагрузки остаются соосными. Поворотное крепление следует дуге, но должно соответствовать геометрии механизма. Параллельные рельсы или два синхронизированных цилиндра могут заклинивать, если допуски не контролируются. Плавающая муфта или одна направляемая ось могут быть лучшим механическим решением.

Наконец, задокументируйте условия окружающей среды и среды: температура на цилиндре, качество сжатого воздуха, требуемое точным продуктом, пыль, стружка, мойка, химикаты, коррозия, класс чистоты и ограничения на смазочные материалы или вещества, ухудшающие смачивание краской. Названия материалов сами по себе не устанавливают пригодность.

Проверка силы для толкателя картонных коробок

Этот пример показывает границы расчета и не рекомендует модель. Конструктор механизма установил, что горизонтальный толкатель для упаковки в ящики должен обеспечивать 450 Н на соединении цилиндра. Это значение уже включает измеренное сопротивление скольжению, требование ускорения, геометрию рычага и допуск, утвержденный для этой машины. Минимальное давление, измеренное на входе цилиндра во время толкания, составляет 5 бар изб., или 500 000 Па выше атмосферного.

Для проверки выдвижения используйте A = F ÷ P. Требуемая идеальная площадь поршня составляет 450 ÷ 500 000 = 0,000900 м², или 900 мм². Соответствующий идеальный диаметр составляет около 33,9 мм.

Поршень 32 мм имеет площадь около 804 мм² и теоретическое усилие выдвижения около 402 Н при 5 бар изб. Он не соответствует заданным 450 Н даже до учета внутреннего трения и противодавления на выхлопе. Поршень 40 мм имеет площадь около 1 257 мм² и теоретическое усилие выдвижения около 628 Н при том же давлении, поэтому 40 мм становится кандидатом для следующей проверки.

Это еще не окончательный выбор. Инструмент расчета и точный технический паспорт должны проверить полезное усилие, время движения, энергию демпфирования, допустимую нагрузку, крепление и расход воздуха. Если рабочее действие - втягивание, повторите расчет с кольцевой площадью, используя фактический диаметр штока. Если нагрузка вертикальная, включите силу тяжести в правильном направлении и оцените опасность, создаваемую потерей давления. Не применяйте универсальный процент КПД или коэффициент запаса к каждой машине. Проект должен обосновать свои собственные допуски и критерии приемки.

Выберите компоновку цилиндра, а не только диаметр

ISO 15552 устанавливает основные, монтажные и аксессуарные размеры для определенного семейства цилиндров со съемными креплениями. Соответствие размеров может помочь взаимозаменяемости, но не доказывает, что два продукта имеют одинаковые уплотнения, демпфирование, датчики, усилие, экологическое одобрение или срок службы. Сравните полный код типа и технический паспорт.

Скорость, демпфирование и датчики

Скорость цилиндра является результатом всей пневматической цепи и движущейся нагрузки. Используйте желаемое время позиционирования, массу, ход, рабочее давление, клапан, трубки, фитинги и ограничения выхлопа в инструменте расчета или моделирования производителя. Инструмент Festo использует входные данные приложения, такие как время позиционирования, масса и ход, для предложения цепочек компонентов. Измерения при вводе в эксплуатацию все еще важны, потому что давление на заводе и детали установки могут отличаться от проектных данных.

Концевое демпфирование должно поглощать кинетическую энергию, допускаемую точной документацией цилиндра. Жесткий удар в конце не решается увеличением давления подачи. Уменьшите скорость, нагрузку или удар, отрегулируйте утвержденное демпфирование или добавьте внешний амортизатор, если расчет требует этого. Подтвердите тип датчика, диапазон чувствительности, выход кабеля, разъем и защищенное положение монтажа. Оставьте достаточно места для регулировки и замены.

Окружающая среда и граница чистых помещений

Не переводите такое требование, как нержавеющая сталь, FKM, PTFE или использование в чистых помещениях, в общее правило для цилиндра. Проверьте точное объявление продукта на температуру, совместимость уплотнений и смазки, коррозионную стойкость, чистящие средства, качество сжатого воздуха и ориентацию установки. Festo отмечает, что пригодность для чистых помещений сильно зависит от положения установки и рабочих параметров. Поэтому рекламируемый класс чистоты не является подтверждением на месте или доказательством пригодности для контакта с продуктом.

Для пищевой, фармацевтической, аккумуляторной, лакокрасочной или электронной промышленности уточните, какие вещества могут достигать компонента и куда направляется выхлоп. Если привод находится рядом с открытым продуктом или критической поверхностью, владелец процесса должен определить меры контроля загрязнения.

Граница безопасности и валидации

Двухсторонний пневмоцилиндр не имеет определенного положения только потому, что подача воздуха прекратилась. Вертикальная или удерживающая нагрузку функция требует оценки риска машины в соответствии с применимыми стандартами. ISO 12100 предоставляет общий метод оценки риска, а ISO 4414 охватывает принципы безопасности пневматических систем. Окончательная мера может включать более безопасную механическую компоновку, защитное ограждение, опору, тормоз, зажимное устройство, контролируемую функцию клапана или другое проверенное решение.

Расчеты силы цилиндра не являются валидацией безопасности. Ответственный производитель машины должен определить безопасное состояние, допущения об отказе, процедуру испытаний и пределы приемки. Никогда не работайте под нагрузкой или внутри хода нагрузки, поддерживаемой только сжатым воздухом.

Информация, необходимая для запроса

Предоставьте существующий код типа и четкие изображения таблички, если это замена. Для новой задачи отправьте завод и линию, функцию машины, расчет нагрузки и силы, направление движения, ход, целевое время, минимальное динамическое давление, детали трубки, крепление, направляющие, боковые силы и моменты, демпфирование, датчики, частоту циклов, окружающую среду, чистящие средства, требование к качеству воздуха и требуемое состояние после потери энергии. Включите текущий чертеж и доступное монтажное пространство.

WarriorZ - независимая компания по подбору и идентификации моделей. Она не является Festo и не может одобрить применение от имени производителя. WarriorZ может помочь организовать данные идентификации и подобрать точную или проверенную альтернативную деталь. Ответственность за выбор, безопасность и валидацию остается на проектировщике машины. Ознакомьтесь с пневматическими компонентами, поддержкой по подбору Festo, соответствующим руководством по подбору цилиндров и клапанов или используйте форму запроса.