Hamowanie bez odbić przyspiesza pracę maszyn

amortyzator na linii produkcyjnej © Metallatelier

Udostępnij:

Amortyzatory przemysłowe mają do spełnienia ważne zadanie: redukują energię poruszających się mas w zautomatyzowanych systemach produkcji, zwiększając wydajność maszyn i urządzeń. W jaki sposób? Pokażemy to na czterech przykładach.

Amortyzatory hydrauliczne nie bez powodu uznawane są za rozwiązanie lepsze niż konkurencyjne technologie, takie jak amortyzatory powietrzne, sprężyny stalowe czy cylindry pneumatyczne. Cechują się bowiem równomierną charakterystyką pracy, a tym samym zapewniają liniowe spowolnienie poruszających się mas bez typowego efektu odbicia.



Amortyzatory tego typu pochłaniają energię mas w sposób delikatny i redukują ją stopniowo w całym skoku – w przeciwieństwie do cylindra hamulca, który generuje dużą siłę hamowania na początku skoku i amortyzatora powietrznego wytwarzającego największą siłę na końcu skoku. Dzięki temu umożliwiają szybsze przejście do kolejnego skoku, a tym samym i szybszą pracę całego urządzenia.

Modernizacja linii przenośników

Zasada ta sprawdza się bardzo dobrze także w przypadku optymalizacji linii produkcyjnych z wykorzystaniem małych amortyzatorów samonastawnych. Umożliwiają one integrację nowych elementów maszyn w ramach istniejących systemów, a jednocześnie same są bardzo łatwe w montażu – głównie za sprawą bogatego wyposażenia i licznych przyłączy. Dzięki temu możliwy jest „tuning” całych linii produkcyjnych składających się z różnych modułów obsługi.

Weźmy za przykład konkretną linię przeznaczoną do transportu różnorodnych komponentów elektronicznych, takich jak przełączniki czy minisilniki, ze stacji automatycznego montażu na kolejne stanowiska: kompletacji i montażu końcowego. Założeniem wyjściowym było w tym przypadku skrócenie czasu cyklu, tak aby uzyskać prędkość linii na poziomie 3600 cykli na godzinę. Aby zapewnić możliwość szybkiego transportu bez efektu odbicia, należało zastosować amortyzację położenia krańcowego. Po dokładnym zbadaniu możliwości osiągnięcia tego celu zespół inżynierów stwierdził, że najlepszym sposobem modernizacji linii będzie zastosowanie amortyzatora przemysłowego umożliwiającego liniowe spowolnienie ruchu linii. W porównaniu z instalacją nowych modułów obsługi umożliwiło to obniżenie kosztów modernizacji o 50% przy jednoczesnej redukcji kosztów operacyjnych o 20% – głównie za sprawą zmniejszenia zużycia energii. Co więcej, wybór ten umożliwił ograniczenie hałasu o 30 dB/A, co pozytywnie wpłynęło na komfort pracy personelu.

Hamowanie i rozruch w pionie

Możliwości tego typu amortyzatorów są jednak znacznie większe. Weźmy za przykład firmę MTH – Maschinenbau Technologie Herrde, która dzięki ich wdrożeniu zapewniła większe bezpieczeństwo ruchu swoich zgrzewarek ultradźwiękowych. Model Ecoline Multi Edition wyposażony jest w bardzo precyzyjne trzpienie drgające, zwane sonotrodami, wykonane z tytanu, aluminium lub hartowanej stali specjalnej. Wysoką efektywność zgrzewania zapewniają tu przede wszystkim cyfrowe sterowanie Siemens C7, system szybkiej wymiany narzędzi oraz elektryczny układ regulacji wysokości głowicy. Ich wysokie tempo pracy spowodowało jednak, że pojawiła się konieczność wyposażenia urządzenia w funkcję łagodnego startu i hamowania.

Jako zabezpieczenie obu położeń krańcowych w ruchu pionowym zastosowano małe amortyzatory hydrauliczne. Chronią one zgrzewarki m.in. przed skutkami przerw w zasilaniu, błędów w obsłudze, a nawet cyberataku. Pozwalają także uniknąć kosztownych napraw i przestojów w przypadku kolizji.

Do wyhamowania mas w górnym położeniu krańcowym zastosowano kompaktowy amortyzator samonastawny, zaś w dolnym położeniu krańcowym – podobnej wielkości amortyzator z możliwością bardzo precyzyjnej regulacji pochłaniania energii. Istotną kwestią było tu podobieństwo amortyzatorów: oba cechują się podobnym skokiem oraz identyczną średnicą tłoczyska i korpusu zewnętrznego. Dzięki temu można je było bez problemu zintegrować z kompaktową zgrzwarką ultradźwiękową MTH.

Zakręcanie bez przestojów

Amortyzator w zakręcarce? Czemu nie! Podstawowym zadaniem tego typu maszyny jest zakręcanie butelek o różnych średnicach z wykorzystaniem najróżniejszych nakrętek. W przypadku urządzenia zaprojektowanego i zbudowanego przez firmy Sonett i Metallatelier jego pracę reguluje dodatkowo mały amortyzator hydrauliczny, który z jednej strony redukuje konieczność dokręcania nakrętek ręcznie, a z drugiej zapewnia znacznie dłuższe interwały międzyserwisowe oraz mniej przestojów niż jego koledzy z klasycznymi uszczelnieniami. Sercem systemu jest przenośnik, którego zadaniem jest transport butelek z nałożonymi nakrętkami do układu zakręcania.

Układ ten składa się z czterech prowadnic zakończonych gumowanymi rolkami, które jednocześnie przytrzymują i dokręcają butelkę. Urządzenie obsługuje nawet butelki z pompką i uchwytem, ustawiając je w jednakowej pozycji i tym samym ułatwiając ich transport.

W realizacji tych funkcji uczestniczą kompaktowe amortyzatory hydrauliczne zamontowane w górnej i dolnej pozycji krańcowej. W przeciwieństwie do opisanych wyżej zgrzewarek MTH zastosowane tu urządzenia są nie tylko większe i cięższe, ale także dysponują innym rodzajem uszczelnień. Taką konstrukcję wymuszają siły poprzeczne działające w krańcowym położeniu dolnym, wytwarzane przez częściowo ruchome ramię maszyny. Aby im przeciwdziałać, jako uszczelnienie zastosowano tu membranę rolkową, która w przeciwieństwie do konwencjonalnego pierścienia samouszczelniającego powoduje mniejsze odpychanie tłoczyska od uszczelnienia, co zapobiega stratom oleju.

Hydraulika tańsza niż pneumatyka



Także w modułach pneumatycznych produkowanych przez firmę Zipatec Montagetechnik kompaktowe amortyzatory wykorzystywane są do pochłaniania energii hamowania w pozycji krańcowej. W przeciwieństwie do innych producentów, którzy w procesie tym wykorzystują rozwiązania pneumatyczne, Zipatec postawił na hydraulikę. Okazało się bowiem, że tego typu pochłanianie energii mas powoduje, że cały proces hamowania jest tańszy, a inwestycja – bardziej rentowna. Wyższy jednorazowy koszt zakupu amortyzatorów hydraulicznych szybko się bowiem zwraca – głównie za sprawą znacznie, bo o kilkanaście tysięcy złotych, niższych kosztów eksploatacji.

amortyzatory przemysłowe
Małe amortyzatory przemysłowe można łatwo zintegrować z modułami liniowymi. Przekonują także swoją kompaktowością, wysoką jakością, precyzją, mocą i dostępnością. źródło: Zipatec Montagetechnik

Oszczędności te wynikają m.in. z faktu, że konstrukcja amortyzatora hydraulicznego pozwala na wykorzystanie w procesach rozruchu mas najmniejszego cylindra pneumatycznego. A to z kolei przekłada się na możliwość zastosowania mniejszych zaworów i jednostek naprawczych. Zmniejszeniu ulegają również koszty sprężonego powietrza i energii elektrycznej niezbędnej do jego transportu. W przypadku amortyzatorów pneumatycznych do pochłaniania energii w pozycji krańcowej konieczne jest ok. 3-4 cm³ powietrza, sprężonego często do nawet 70 barów. Dzięki zastosowaniu amortyzatorów hydraulicznych nie ma już takiej potrzeby: wyhamowują one bowiem ruchy układu, gdy tylko znajdzie się on w pozycji krańcowej, jednocześnie zmniejszając obciążenie maszyny.

Na podstawie wyliczeń obciążenia i wydajności amortyzatorów, a także własnej bazy danych CAD i dodatkowych testów Zipatec zdecydował się ostatecznie na wybór bezobsługowych amortyzatorów samonastawnych. Każdy dysponuje skokiem 8 mm oraz możliwością pochłaniania energii rzędu 3,5 Nm na skok przy zachowaniu wysokiej powtarzalności hamowania, co suma summarum przekłada się na możliwość pochłaniania 5600 Nm energii na godzinę. Dzięki temu producent był w stanie zapewnić swoim modułom obsługi zadaną wysoką powtarzalność ruchów liniowych. Dzięki kompaktowym gabarytom (54 mm długości i 10 g wagi) amortyzatory można łatwo zintegrować niemal z każdą konstrukcją. Możliwość taką zapewnia także zespolony gwint M8x1 zapewniający efektywne pochłanianie mas.

Robert Timmerberg i Stefanie Michel

Artykuł ten ukazał się w czasopiśmie

Udostępnij:

Drukuj



MM Magazyn Przemysłowy Online

MM Magazyn Przemysłowy jest tytułem branżowym typu business to business, w którym poruszana jest tematyka z różnych najważniejszych sektorów przemysłowych. Redakcja online MM Magazynu Przemysłowego  przygotowuje i publikuje na stronie artykuły techniczne, nowości produktowe oraz inne ciekawe informacje ze świata przemysłu i nie tylko.




TOP w kategorii






Chcesz otrzymać nasze czasopismo?
Zamów prenumeratę
Zobacz również