Manometr zakładowy pokazuje 6 bar. Czy cztery imadła pneumatyczne nadal zacisną się w 0.3 sekundy? Sam manometr nie odpowie na to pytanie. Pokazuje ciśnienie w jednym miejscu i jednej chwili. Nie pokazuje ilości powietrza potrzebnej do każdego ruchu ani spadku ciśnienia przy innych aktywnych odbiornikach.
Rozdziel trzy wartości. Zużycie powietrza na cykl pomnożone przez częstość cykli wyznacza średnie zapotrzebowanie odgałęzienia i sprężarki. Przepływ podczas najkrótszego ruchu służy do doboru filtra, regulatora, zaworu, przewodów, złączek i wydechu. Minimalne ciśnienie przy przyrządzie podczas ruchu jest końcowym kryterium odbioru.
Zasada dopuszczenia:
Pfixture,min ≥ Pdevice,min + zatwierdzony margines projektu, a ruch zacisku lub zwalniania musi również zakończyć się w dopuszczalnym czasie. Niespełnienie któregokolwiek warunku oznacza brak odbioru toru zasilania.
Trzy wielkości powietrza odpowiadają na trzy różne pytania
| Wielkość | Sposób ustalenia | O czym decyduje |
|---|---|---|
| Powietrze odniesienia na cykl | Zsumuj powietrze napełniające i opróżniające układ przy każdym zacisku i zwolnieniu oraz objętość przewodów napełnianych i opróżnianych w cyklu. | Dane do średniego zapotrzebowania odgałęzienia i szacowania energii. |
| Wymagany przepływ średni podczas skoku | Podziel objętość odniesienia jednego ruchu przez jego dopuszczalny czas. Dodaj nakładające się pobory. | Wstępny wymagany przepływ lokalnego toru powietrza. |
| Minimalne dynamiczne ciśnienie przy przyrządzie | Rejestruj ciśnienie na wlocie przyrządu podczas najgorszego planowanego nakładania poborów. | Wynik odbioru względem wymagania konkretnego urządzenia mocującego. |
Nie nazywaj drugiej wartości dokładnym szczytem chwilowym. Rzeczywisty przepływ zmienia się w trakcie skoku wraz ze wzrostem ciśnienia. Końcowy dobór oprzyj na charakterystyce wybranego elementu lub danych ISO 6358. Kalkulator techniczny SMC również oddziela zużycie na cykl od wymaganego przepływu.
FRL oznacza filtr, regulator i smarownicę. Litery opisują trzy funkcje, a nie obowiązek stosowania wszystkich w każdym obwodzie. Instrukcje urządzeń określają wymaganą klasę powietrza i to, czy olej jest wymagany, dozwolony lub zabroniony.
Arkusz doboru wymaga ośmiu dokładnych danych
Wypełnij arkusz dla rzeczywistego stanowiska. Puste pole oznacza konieczność zatrzymania doboru, nie kopiowania wartości z innej maszyny.
| Dane wejściowe | Co zapisać | Dowód |
|---|---|---|
| Urządzenie mocujące | Dokładny model imadła, płyty, siłownika lub wzmacniacza i typ obwodu. | Aktualny rysunek i instrukcja. |
| Dane napędu | Zużycie na operację od dostawcy albo średnica cylindra i tłoczyska, skok oraz ciśnienie robocze każdej zasilanej komory. | Karta danych modelu. |
| Wymagany ruch | Dopuszczalny czas zacisku i zwalniania od polecenia do wymaganego potwierdzenia. | Sekwencja stanowiska i plan odbioru. |
| Rozkład zapotrzebowania w czasie | Cykle na minutę, liczba urządzeń poruszających się razem oraz początek i koniec każdego poboru. | Diagram czasowy sterownika PLC lub zapis cyklu bez obróbki. |
| Zasilanie | Najniższe ciśnienie magistrali podczas pracy zakładu i tego stanowiska. | Zarejestrowane ciśnienie, nie wartość z tabliczki sprężarki. |
| Tor powietrza | Konkretny filtr, regulator, zawór, tłumik, szybkozłącze, złączka oraz średnica wewnętrzna i długość przewodu. | Numery części i schemat rozmieszczenia. |
| Pozostałe odbiorniki | Chwytak robota, kontrola osadzenia, przedmuch, usuwanie wiórów, nieszczelności i zapotrzebowanie wzmacniacza na tym samym odgałęzieniu. | Charakterystyki dostawcy i zmierzone czasy działania. |
| Kryteria odbioru | Minimalne ciśnienie urządzenia, najniższe obowiązujące ciśnienie maksymalne, czas ruchu, zatwierdzony margines i klasa czystości powietrza. | Przegląd projektu i instrukcja konkretnego urządzenia. |
Dlaczego obie komory siłownika wymagają osobnych obliczeń
Stosuj opublikowane zużycie na operację, jeśli dotyczy dokładnego modelu i ciśnienia. Dla znanego siłownika dwustronnego działania z jednym tłoczyskiem oblicz osobno komorę bez tłoczyska i komorę z tłoczyskiem. Tłoczysko zajmuje objętość, więc mnożenie jednej komory przez dwa jest błędne.
Ciśnienie bezwzględne to wskazanie manometru powiększone o lokalne ciśnienie atmosferyczne: Pabs = Pgauge + Patm,local. Temperaturę bezwzględną podaje się w kelwinach: T(K) = T(°C) + 273.15. W poniższym stosunku obie temperatury podaj w kelwinach. Dla średnicy cylindra D, średnicy tłoczyska d i skoku L w milimetrach:
Vextend = π × D² × L ÷ (4 × 1 000 000)
Vretract = π × (D² − d²) × L ÷ (4 × 1 000 000)
Oba wyniki oznaczają geometryczną objętość komory w litrach. Przelicz komorę na litry odniesienia wzorem Vref = Vchamber × (Pabs ÷ Pref) × (Tref ÷ Tabs). Stosuj ciśnienie i temperaturę bezwzględną.
Poniższy przykład definiuje litr odniesienia jako ilość powietrza przy 1.00 bar ciśnienia bezwzględnego i 20°C. Zapisz definicję wilgotności stosowaną przez dostawcę elementu. Jeśli inna karta używa standardowych stóp sześciennych na minutę (SCFM), litrów normalnych na minutę (Nl/min) albo L/min w stanie odniesienia ANR, czyli objętości przeliczonej na podane w katalogu ciśnienie, temperaturę i wilgotność, zapisz te warunki przed przeliczeniem liczby. ISO 8778 określa standardową atmosferę odniesienia dla danych pneumatycznych.
Przykład obliczeniowy: mały napęd dwustronnego działania
To przykład planistyczny, nie parametr produktu NEXTAS. Średnica cylindra wynosi 50 mm, tłoczyska 20 mm, a skok 25 mm. Ciśnienie zasilania to 6 bar manometrycznych. Ciśnienie odniesienia i lokalne atmosferyczne przyjęto jako 1 bar bezwzględny. Temperatury zasilania i odniesienia są równe.
- Geometryczna objętość komory bez tłoczyska: 0.0491 L.
- Geometryczna objętość komory z tłoczyskiem: 0.0412 L.
- Powietrze przy wysuwie w stanie odniesienia: 0.3436 L.
- Powietrze przy wsuwie w stanie odniesienia: 0.2886 L.
- Pełny cykl wysuwu i wsuwu: 0.6322 L odniesienia, przed dodaniem objętości przewodów i nieszczelności.
Przy sześciu pełnych cyklach na minutę średnie zużycie napędu wynosi około 3.8 L/min odniesienia. Jeżeli wysuw musi zakończyć się w 0.25 sekundy, wymagany przepływ średni podczas skoku wynosi około 82.5 L/min odniesienia. Wsuw w 0.25 sekundy wymaga około 69.3 L/min odniesienia. Wstępny dobór wyznacza zdarzenie 82.5 L/min, a nie średnia cyklu 3.8 L/min.
Dodawaj tylko objętość przewodów lub martwą objętość napełnianą i opróżnianą w tym ruchu. Ciągły przedmuch i przeciek uwzględniaj jako przepływ pomnożony przez rzeczywisty czas pracy. Nie dodawaj bezpośrednio litrów objętości do litrów na minutę przepływu.
Największe zapotrzebowanie wynika z nakładania się poborów
Stanowisko może mieć małe średnie zużycie i bardzo duży pobór przez ćwierć sekundy. Umieść wszystkie odbiorniki na jednej osi czasu. Sumuj przepływy tylko w nakładających się przedziałach.
| Przedział czasu | Aktywny odbiornik | Przepływ w arkuszu |
|---|---|---|
| 0.00–0.25 s | Dwa przykładowe siłowniki wysuwają się jednocześnie. | 2 × 82.5 = 165 L/min odniesienia. |
| 0.10–0.60 s | Działa dysza usuwania wiórów. | Dodaj dokładny przepływ dyszy z jej charakterystyki ciśnienie/przepływ. Oznacz go Qblow. |
| 0.10–0.25 s | Oba działania nakładają się. | 165 + Qblow. Jest to największe zdarzenie w arkuszu. |
| 0.25–0.60 s | Pozostaje tylko przedmuch wiórów. | Qblow. |
Przesunięcie początku przedmuchu na 0.25 sekundy zmieniłoby wspólny przypadek z 165 + Qblow na większą z wartości 165 lub Qblow. Taka zmiana czasu może zmniejszyć wymaganą wydajność szczytową bez zmiany imadła. Sprawdź wpływ na usuwanie wiórów, osadzenie i logikę cyklu.
Zwykły presostat praktycznie nie zużywa powietrza procesowego. Pneumatyczny układ pomiarowy lub otwarta dysza mogą pobierać powietrze stale. Stosuj dokładną charakterystykę układu lub dyszy. Wzmacniacz również ma własne zużycie i czas ponownego napełniania. Nie zastępuj ich stałym naddatkiem.
Rozmiar przyłącza nie określa przepływu
Przyłącze 1/4 cala informuje o gwincie. Nie podaje, jakie ciśnienie wylotowe pozostanie przy 165 L/min. Dwa regulatory z takim samym przyłączem mogą mieć różne charakterystyki i spadki ciśnienia.
- Filtr: wymaganą klasę czystości przyjmij według najbardziej wrażliwego urządzenia za filtrem. Z charakterystyki konkretnego filtra odczytaj stratę przy łącznym przepływie zdarzenia. Dokładniejszy filtr zwiększa opór; nie wymagaj go bez potrzeby urządzenia lub procesu.
- Regulator: uwzględnij najniższe zmierzone ciśnienie wlotowe, nastawę i przepływ zdarzenia. Charakterystyka musi zapewnić ciśnienie wylotowe powyżej minimum przyrządu z zatwierdzonym marginesem.
- Zawór: sprawdź zacisk i zwalnianie przy rzeczywistych ciśnieniach wlotu i wylotu. Stosuj charakterystykę producenta lub deklarowaną przepustowość, w tym dane ISO 6358, jeśli je podano. Uwzględnij wylot i tłumik.
- Przewody i złączki: uwzględnij rzeczywistą średnicę wewnętrzną, długość, łuki, złączki oczkowe, szybkozłącza i rozdzielacze. Sprawdź dane spadku ciśnienia dostawcy lub przetestuj zmontowany tor.
- Smarownica: montuj ją tylko wtedy, gdy wszystkie objęte nią elementy za nią wymagają danego oleju lub go dopuszczają. Jeśli choć jeden zabrania oleju, wspólna smarownica jest niedopuszczalna.
Poradnik Departamentu Energii USA dotyczący sprężonego powietrza wskazuje zbyt małe elementy przy odbiorniku jako przyczynę spadku ciśnienia i zaleca dane producenta. Instrukcja eksploatacyjna Festo również wskazuje, że każdy filtr zwiększa opór, a wielkość zespołu przygotowania zależy od całkowitego zużycia.
Zapisz dokładną klasę czystości wymaganą w instrukcji urządzenia zgodnie z ISO 8573-1. Zasady kontroli i wymiany przyjmij z instrukcji wybranego filtra lub jego wskaźnika stanu. Nie zastępuj ich uniwersalną dokładnością w mikrometrach ani interwałem kalendarzowym.
Zbiornik powietrza pokrywa tylko obliczony niedobór
Zbiornik sprężonego powietrza nie jest modułem punktu zerowego, który ustala i zaciska paletę. Może pokryć krótki niedobór przepływu tylko przy wystarczającym użytecznym zakresie ciśnienia i czasie ponownego napełnienia. Poniższe wstępne oszacowanie zakłada przebieg bliski izotermicznemu, czyli prawie stałą temperaturę podczas zdarzenia:
Vreceiver ≈ Qnet × t × Pref ÷ (Phigh,abs − Plow,abs), gdzie Qnet to brakujący pobór po uwzględnieniu dopływu, w L/s odniesienia; t to czas w sekundach; Pref to bezwzględne ciśnienie odniesienia, a Phigh,abs − Plow,abs to dopuszczalny spadek ciśnienia zbiornika od początku do końca zdarzenia. Dla wszystkich trzech ciśnień stosuj tę samą jednostkę.
Sprawdź wynik z uwzględnieniem temperatury, odpowiedzi zaworu, czasu napełniania i rzeczywistego przebiegu. Zbiornik wymaga też właściwej klasy ciśnieniowej, zabezpieczenia nadmiarowego, odwadniania, odcięcia i zgodności z lokalnymi przepisami o zbiornikach ciśnieniowych. Nie naprawi zatkanej złączki ani ograniczonego wydechu.
Wzmacniacz pneumatyczno-hydrauliczny również wymaga danych modelu. Zapisz przełożenie, zużycie powietrza, objętość oleju, maksymalne ciśnienie wlotowe powietrza i wylotowe oleju, czas napełniania oraz bezpieczny stan po utracie powietrza. Nie wyprowadzaj tych danych z ogólnego przełożenia. Jeśli urządzenie mocujące podaje zużycie na uruchomienie, stosuj dane tego modelu.
Trzy przebiegi ciśnienia wskazują przewężenie
Rejestruj ciśnienie w trzech punktach: P0 przed lokalnym zespołem przygotowania powietrza, P1 za jego ostatnim filtrem, regulatorem lub smarownicą oraz P2 na wlocie przyrządu. Zapisz okres próbkowania. Powtarzaj najgorsze zdarzenie przy szybszym próbkowaniu, aż zmierzone minimum ustabilizuje się w zatwierdzonej tolerancji próby. Użyj najdłuższego rzeczywistego przewodu, zamontowanego zaworu i tłumika, najniższego planowanego ciśnienia magistrali oraz najgorszego dozwolonego nakładania poborów.
| Co pokazuje przebieg | Pierwsze miejsce kontroli |
|---|---|
| P0 spada podczas zdarzenia. | Magistrala zakładowa, wydajność odgałęzienia, zbiornik przed nim lub inny wspólny odbiornik. |
| P0 jest stabilne, ale P1 spada nadmiernie. | Lokalny filtr, regulator, smarownica, jeśli jest, nastawa ciśnienia, zabrudzenie lub stan odwadniania. |
| P1 jest stabilne, ale P2 spada nadmiernie. | Zawór, rozdzielacz, szybkozłącze, złączka, przewód lub przewężenie wlotu przyrządu. |
| P2 spełnia wymaganie, lecz ruch jest spóźniony. | Obciążenie napędu, opory mechaniczne, polecenie zaworu, ograniczony wydech lub czujnik potwierdzenia. |
Dla każdej próby zapisz minima P0, P1 i P2, czas polecenia, potwierdzenia zacisku i zwolnienia oraz odbudowy ciśnienia. Kryteria są jednoznaczne:
minimum P2 ≥ minimum urządzenia + zatwierdzony margines;rzeczywisty czas ruchu ≤ dopuszczalny czas ruchu;najwyższe zaobserwowane ciśnienie ≤ najniższe ciśnienie maksymalne elementów;- ciśnienie odbudowuje się przed kolejnym planowanym poborem; oraz
- automatyczne ponowienie nie ukrywa błędu zacisku, osadzenia, niskiego ciśnienia lub sekwencji.
Jeżeli projekt nie zatwierdził marginesu ciśnienia lub czasu ruchu, próba nie ma kryterium odbioru. Nie podnoś nastawy regulatora, aby ukryć stratę. Najpierw zlokalizuj ją za pomocą P0, P1 i P2, następnie zmień element ograniczający lub sekwencję i powtórz tę samą próbę.
Granica bezpieczeństwa: zwykły presostat jest sygnałem procesowym. Nie dowodzi osadzenia, mechanicznego zablokowania ani funkcji o wymaganym poziomie bezpieczeństwa. Określ reakcję stanowiska na niskie ciśnienie, utratę powietrza, zatrzymanie awaryjne i ponowne uruchomienie. Przed serwisem odłącz i zabezpiecz zasilanie, usuń zgromadzone ciśnienie i potwierdź jego brak.
ISO 4414 obejmuje ogólne wymagania bezpieczeństwa układów pneumatycznych. Wykonawca maszyny nadal musi zastosować ocenę ryzyka stanowiska i zweryfikować funkcje bezpieczeństwa.
Co zawiera pakiet do przeglądu doboru powietrza
Prześlij wypełniony arkusz, oś czasu poborów, charakterystyki dostawców i zapis P0/P1/P2 najgorszego zdarzenia. Każdy plik oznacz numerem części, rewizją i datą próby. NEXTAS może przeanalizować wskazany interfejs mocowania i dostarczone dane toru powietrza. Końcowy dobór stanowiska i odbiór bezpieczeństwa nadal zależą od wybranych elementów i zmierzonej próby.
Źródła obliczeń i doboru
- Kalkulator zużycia powietrza i wymaganego przepływu SMC — oddziela zużycie na cykl od przepływu podczas ruchu.
- Ogólne warunki eksploatacji Festo — obliczenia komór siłownika, przygotowanie powietrza i ograniczenia smarowania.
- Departamentu Energii USA dotyczący sprężonego powietrza — spadki ciśnienia przy odbiorniku i dobór elementów.
- ISO 8778, ISO 8573-1i ISO 4414 — atmosfera odniesienia, klasy czystości i bezpieczeństwo pneumatyczne.
Pytania o dobór zasilania pneumatycznego
Dlaczego rozmiar przyłącza nie wystarcza do doboru FRL?
Rozmiar przyłącza określa gwint połączenia. Nie pokazuje strat przy Twoim ciśnieniu wlotowym, wylotowym i przepływie. Dobierz konkretny filtr i regulator według charakterystyk producenta, a następnie przetestuj ciśnienie przy przyrządzie.
Czym różni się zużycie na cykl od przepływu podczas skoku?
Zużycie na cykl to całkowita objętość odniesienia napełniana i opróżniana w jednym cyklu. Pomaga oszacować średnią wydajność i energię. Przepływ podczas skoku to powietrze jednego ruchu podzielone przez jego dopuszczalny czas. To krótsze zdarzenie często wyznacza rozmiar filtra, regulatora, zaworu i przewodu.
Czy lokalny zbiornik usunie każdy spadek ciśnienia?
Nie. Zbiornik może pokryć obliczony krótki pobór, jeżeli ma wystarczający użyteczny zakres ciśnienia i zdąży się napełnić przed kolejnym zdarzeniem. Nie naprawi ograniczonego zaworu, złączki ani wydechu oraz zasilania niewystarczającego podczas długiego poboru.
Dlaczego SCFM i Nl/min wymagają podania warunków odniesienia?
Obie jednostki opisują powietrze jako objętość odniesienia, lecz dostawcy mogą używać różnych ciśnień, temperatur i wilgotności. Zapisz definicję z każdej karty przed porównaniem lub przeliczeniem wartości.
Jak potwierdzić wystarczające zasilanie przyrządu pneumatycznego?
Rejestruj ciśnienie przed lokalnym zespołem przygotowania powietrza, za jego ostatnim elementem i przy przyrządzie podczas najgorszego planowanego nakładania poborów. Odbierz układ tylko wtedy, gdy ciśnienie pozostaje powyżej minimum wybranego urządzenia z zatwierdzonym marginesem, ruch kończy się w wymaganym czasie, a ciśnienie odbudowuje się przed kolejnym poborem.
