Tesis manometresi 6 bar gösteriyor. Dört pnömatik mengene yine de 0,3 saniyede bağlar mı? Tek başına manometre bu soruyu yanıtlayamaz. Bir noktadaki ve bir andaki basıncı gösterir. Her hareketin ne kadar hava istediğini veya diğer yükler çalışırken basıncın ne kadar düştüğünü göstermez.
Üç ayrı değer kullanın. Çevrim başına hava ile çevrim hızının çarpımı, ortalama hat ve kompresör talebini belirler. En kısa hareket sırasındaki debi, filtreyi, regülatörü, valfi, boruyu, bağlantıları ve egzozu boyutlandırır. Hareket sırasında fikstürdeki en düşük basınç, son kabul sonucudur.
Kullanıma onay kuralı:
Pfikstür,min ≥ Pcihaz,min + onaylı proje payı olmalı ve bağlama veya açma hareketi süre sınırı içinde bitmelidir. Koşullardan biri sağlanmazsa hava hattı kabul edilmez.
Üç hava değeri, üç farklı soruyu yanıtlar
| Değer | Nasıl elde edilir? | Neyi belirler? |
|---|---|---|
| Çevrim başına referans hava | Her bağlama ve açmada dolan ve boşalan havayı, ayrıca her çevrimde dolup boşalan hat hacmini toplayın. | Ortalama hat talebi ve enerji tahmini girdisi. |
| Strok ortalaması gerekli debi | Bir hareketin referans hava miktarını izin verilen hareket süresine bölün. Eşzamanlı yükleri ekleyin. | Yerel hava hattı için ilk debi hedefi. |
| En düşük dinamik fikstür basıncı | Planlanan en ağır eşzamanlı yük sırasında fikstür girişindeki basıncı kaydedin. | Kesin bağlama cihazı gereksinimine göre kabul veya ret. |
İkinci değeri kesin anlık tepe olarak adlandırmayın. Basınç oluşurken gerçek debi strok boyunca değişir. Son seçimde seçilen parçanın debi eğrisini veya ISO 6358 verilerini kullanın. SMC mühendislik hesaplayıcısı da çevrim tüketimini gerekli debiden ayırır.
FRL; filtre, regülatör ve yağlayıcı anlamına gelir. Harfler üç işlevi adlandırır; her devrenin üçünü de gerektirdiği anlamına gelmez. Gereken hava sınıfını ve yağın zorunlu, izinli veya yasak olduğunu cihaz kılavuzları belirler.
Boyutlandırma formu sekiz kesin girdi gerektirir
Bu formu gerçek hücre için doldurun. Boş alan, başka makineden değer kopyalama daveti değil, boyutlandırmayı durdurma nedenidir.
| Girdi | Kaydedilecek bilgi | Kanıt |
|---|---|---|
| Bağlama cihazı | Kesin mengene, plaka, silindir veya basınç yükseltici modeli ve devre türü. | Güncel çizim ve kılavuz. |
| Aktüatör verileri | Tedarikçinin işlem başına hava miktarı veya her basınçlandırılan haznenin çapı, mil çapı, stroku ve çalışma basıncı. | Model veri sayfası. |
| Hareket hedefi | Komuttan gerekli teyide kadar ölçülen izinli bağlama ve açma süresi. | Hücre sıralaması ve kabul planı. |
| Talep zamanlaması | Dakikadaki çevrim, birlikte hareket eden adet ve her hava yükünün başlama/bitiş zamanı. | Programlanabilir mantık denetleyicisi (PLC) zaman çizelgesi veya boş çevrim kaydı. |
| Besleme | Tesis ve hücre çalışırken ana hattın en düşük basıncı. | Kompresör etiket basıncı değil, kaydedilmiş basınç. |
| Hava hattı | Kesin filtre, regülatör, valf, susturucu, hızlı bağlantı, rakor, boru iç çapı ve boru uzunluğu. | Parça numaraları ve yerleşim. |
| Diğer yükler | Aynı hattan beslenen robot tutucusu, oturma kontrolü, hava temizleme, talaş üfleme, kaçak ve basınç yükseltici talebi. | Tedarikçi eğrileri ve ölçülen çalışma süresi. |
| Kabul sınırları | Cihaz minimum basıncı, geçerli en düşük maksimum basınç, izinli hareket süresi, onaylı pay ve hava saflık sınıfı. | Tasarım incelemesi ve kesin cihaz kılavuzu. |
İki silindir haznesi neden ayrı hesaplanmalı?
Kesin model ve basınçla eşleşiyorsa tedarikçinin yayımladığı işlem başına hava değerini kullanın. Cihaz bilinen tek milli çift etkili silindir kullanıyorsa kapak ve mil tarafını ayrı hesaplayın. Mil hacim kapladığı için bir hazneyi ikiyle çarpmak yanlıştır.
Mutlak basınç, manometre değeri ile yerel atmosfer basıncının toplamıdır: Pabs = Pgauge + Patm,local. Mutlak sıcaklık kelvinle ifade edilir: T(K) = T(°C) + 273,15. Aşağıdaki oranda her iki sıcaklık için kelvin kullanın. Silindir çapı D, mil çapı d ve strok L milimetre cinsinden olduğunda:
Vextend = π × D² × L ÷ (4 × 1000000)
Vretract = π × (D² − d²) × L ÷ (4 × 1000000)
Her iki sonuç litre cinsinden geometrik hazne hacmidir. Hazne hacmini Vref = Vchamber × (Pabs ÷ Pref) × (Tref ÷ Tabs) ile referans litreye çevirin. Mutlak basınç ve mutlak sıcaklık kullanın.
Aşağıdaki hesap örneği, bir referans litreyi 1,00 bar mutlak basınç ve 20 °C'deki hava miktarı olarak tanımlar. Parça tedarikçisinin nem tanımını kaydedin. Başka veri sayfası dakikada standart kübik feet (SCFM), dakikada normal litre (Nl/min) veya ANR referans durumunda L/min kullanıyorsa sayıyı çevirmeden önce belirtilen referans basıncını, sıcaklığını ve nemini alın. ANR, katalogda verilen basınç, sıcaklık ve neme normalize edilmiş hava hacmidir. ISO 8778, pnömatik veriler için standart referans atmosferini tanımlar.
Hesap örneği: küçük bir çift etkili aktüatör
Bu, NEXTAS ürün değeri değil planlama örneğidir. Silindir çapı 50 mm, mil çapı 20 mm ve strok 25 mm'dir. Besleme basıncı manometrik 6 bardır. Referans ve yerel atmosfer basıncı 1 bar mutlak alınmıştır. Besleme ve referans sıcaklıkları eşittir.
- Kapak tarafı geometrik hacmi: 0,0491 L.
- Mil tarafı geometrik hacmi: 0,0412 L.
- Referans durumda uzatma havası: 0,3436 L.
- Referans durumda geri çekme havası: 0,2886 L.
- Hat hacmi veya kaçak eklenmeden, tam uzatma ve geri çekme çevrimi: 0,6322 referans L.
Dakikada altı tam çevrimde aktüatörün ortalaması yaklaşık 3,8 referans L/min olur. Uzatma 0,25 saniyede bitmeliyse strok ortalaması gerekli debi yaklaşık 82,5 referans L/min olur. 0,25 saniyede geri çekme yaklaşık 69,3 referans L/min gerektirir. İlk boyutlandırma durumu 3,8 L/min çevrim ortalaması değil, 82,5 L/min olayıdır.
Yalnızca o harekette dolup boşalan boru veya ölü hacmi ekleyin. Sürekli temizleme veya kaçağı, gerçek çalışma süresiyle çarpılmış debi olarak ekleyin. Litre cinsinden hacmi doğrudan litre/dakika debisine eklemeyin.
En yüksek talebi eşzamanlılık aralığı belirler
Bir hücrenin ortalama talebi düşük, çeyrek saniyelik talebi çok yüksek olabilir. Her yükü tek zaman çizelgesine yerleştirin. Ardından yalnızca örtüşen zaman aralıklarındaki debileri toplayın.
| Zaman aralığı | Etkin yük | Hesap formunda kullanılan debi |
|---|---|---|
| 0,00–0,25 s | İki örnek silindir birlikte uzar. | 2 × 82,5 = 165 referans L/min. |
| 0,10–0,60 s | Talaş üfleme nozulu çalışır. | Basınç/debi eğrisinden kesin nozul debisini ekleyin. Bunu Qblow olarak adlandırın. |
| 0,10–0,25 s | İki işlem örtüşür. | 165 + Qblow. Bu, hesap formundaki en büyük talep olayıdır. |
| 0,25–0,60 s | Yalnızca talaş üfleme sürer. | Qblow. |
Üfleme komutunu 0,25 saniyede başlatmak, birleşik durumu 165 + Qblow yerine 165 ile Qblow değerlerinden büyük olanına dönüştürür. Bu zamanlama değişikliği, mengeneyi değiştirmeden gerekli tepe beslemeyi azaltabilir. Talaş temizliğine, oturmaya veya çevrim mantığına zarar vermediğini kontrol edin.
Normal basınç şalteri neredeyse hiç proses havası tüketmez. Hava algılama devresi veya açık nozul sürekli hava tüketebilir. Kesin algılama veya nozul eğrisini kullanın. Basınç yükselticinin de kendi tüketimi ve yeniden dolum süresi vardır. Bunları sabit bir pay saymayın.
Port ölçüsü bir debi değeri değildir
1/4 inç port, diş ölçüsünü söyler. 165 L/min'de ne kadar çıkış basıncı kalacağını söylemez. Aynı portlu iki regülatörün debi eğrileri ve basınç kayıpları farklı olabilir.
- Filtre: Gerekli hava saflık sınıfını, sonraki en hassas cihazdan alın. Kesin filtre eğrisinde birleşik olay debisindeki kaybı bulun. Daha ince filtre direnç ekler; cihaz veya proses ihtiyacı olmadan bunu şart koşmayın.
- Regülatör: Ölçülmüş en düşük giriş basıncını, seçilen ayar basıncını ve olay debisini kullanın. Eğri, çıkışı fikstür minimumu ile onaylı payın toplamının üzerinde tutmalıdır.
- Valf: Bağlama ve açmayı gerçek giriş/çıkış basınçlarında kontrol edin. Üreticinin debi eğrisini veya verilmiş debi kapasitesi verilerini, sağlanmışsa ISO 6358 verilerini kullanın. Egzoz portunun ve susturucunun etkisini dahil edin.
- Boru ve bağlantılar: Gerçek iç çapı, uzunluğu, dirsekleri, banjo rakorları, hızlı bağlantıları ve manifoldları kullanın. Tedarikçinin basınç kaybı verilerini kontrol edin veya monte edilmiş hattı deneyin.
- Yağlayıcı: Yalnızca etkilenen tüm sonraki parçalar bu yağı gerektiriyor veya kabul ediyorsa takın. Bir parça yağı yasaklıyorsa ortak yağlayıcı kabul edilemez.
ABD Enerji Bakanlığı basınçlı hava kaynak kitabı, kullanım noktasındaki yetersiz boyutlu parçaları basınç düşüşü nedeni olarak tanımlar ve üreticinin basınç kaybı verilerini kullanmayı önerir. Festo işletme kılavuzu da her filtrenin akış direnci eklediğini ve şartlandırıcı boyutunun toplam hava kullanımına bağlı olduğunu belirtir.
Cihaz kılavuzunun gerektirdiği kesin hava saflık sınıfını ISO 8573-1 ile kaydedin. Kontrol ve değiştirme kuralını seçilen filtre kılavuzundan veya durum göstergesinden belirleyin. Genel bir mikron sınıfı veya takvim aralığıyla değiştirmeyin.
Hava tankı yalnızca hesaplanan açığı karşılar
Basınçlı hava tankı, paleti konumlandırıp bağlayan sıfır nokta alıcısından farklıdır. Tank, ancak yeterli kullanılabilir basınç aralığına ve yeniden dolum süresine sahipse kısa debi açığını karşılayabilir. Aşağıdaki ilk tahmin izotermale yakın davranış varsayar; yani olay sırasında hava sıcaklığı neredeyse sabittir:
Vreceiver ≈ Qnet × t × Pref ÷ (Phigh,abs − Plow,abs); burada Qnet, üst hat debisi sayıldıktan sonra eksik kalan talebin referans L/s cinsinden değeridir; t saniye, Pref mutlak referans basıncı ve Phigh,abs − Plow,abs olay başından sonuna tankta izin verilen basınç düşüşüdür. Üç basınç için aynı birimi kullanın.
Sonucu sıcaklık, valf tepkisi, yeniden dolum süresi ve gerçek olay kaydına göre yeniden kontrol edin. Tank için uygun basınç sınıfı, aşırı basınç koruması, tahliye, izolasyon ve yerel basınçlı kap kurallarına uyum gerekir. Tıkalı rakor veya kısıtlı egzozun çözümü değildir.
Pnömatik-hidrolik basınç yükseltici de modele özeldir. Oranını, hava tüketimini, yağ deplasmanını, azami hava girişini, azami hidrolik çıkışını, yeniden dolum süresini ve hava kaybındaki güvenli durumunu kaydedin. Bu değerleri genel bir orandan çıkarmayın. Seçilen bağlama cihazı zaten hareket başına tüketim veriyorsa o model verisini kullanın.
Üç basınç kaydı kısıtlamanın yerini gösterir
Üç noktada basınç kaydedici kullanın: yerel hava şartlandırıcısından önce P0, son filtre, regülatör veya yağlayıcıdan sonra P1 ve fikstür girişinde P2. Örnekleme aralığını kaydedin. Ölçülen minimum basınç onaylı test toleransı içinde kararlı olana kadar en ağır olayı daha kısa aralıklarla yineleyin. Gerçek en uzun boruyu, takılı valf ve susturucuyu, planlanan en düşük ana hat basıncını ve izinli en ağır örtüşmeyi kullanın.
| Kayıt neyi gösterir? | İlk incelenecek yer |
|---|---|
| Olay sırasında P0 düşer. | Tesis ana hattı, kol kapasitesi, üst hat depolaması veya ortak başka yük. |
| P0 kararlıdır fakat P1 fazla düşer. | Yerel filtre, regülatör, varsa yağlayıcı, basınç ayarı, kirlenme veya tahliye durumu. |
| P1 kararlıdır fakat P2 fazla düşer. | Valf, manifold, kaplin, rakor, boru veya fikstür giriş kısıtı. |
| P2 uygundur fakat hareket gecikir. | Aktüatör yükü, mekanik sürtünme, valf komutu, egzoz kısıtı veya teyit sensörü. |
Her testte P0 minimumunu, P1 minimumunu, P2 minimumunu, komut zamanını, bağlama ve açma teyit zamanlarını ve basınç toparlanma süresini kaydedin. Kabul koşulları açıktır:
P2 minimumu ≥ cihaz minimumu + onaylı pay;gerçek hareket süresi ≤ izinli hareket süresi;gözlenen en yüksek basınç ≤ parçalar arasındaki en düşük azami basınç değeri;- bir sonraki planlı talepten önce basınç toparlanır; ve
- bağlama, oturma, düşük basınç veya sıralama hatası otomatik yeniden denemeyle gizlenmez.
Proje basınç payını veya hareket sınırını onaylamamışsa testin kabul ölçütü yoktur. Kaybı gizlemek için regülatör basıncını artırmayın. Önce P0, P1 ve P2 ile kaybı bulun. Ardından kısıtlı parçayı veya sıralamayı değiştirip aynı testi yineleyin.
Güvenlik sınırı: Normal basınç şalteri proses sinyalidir. Parçanın oturduğunu, mekanik kilitlenmeyi veya güvenlik sınıflı işlevi kanıtlamaz. Düşük basınç, hava kaybı, acil durdurma ve yeniden başlatmada hücrenin tepkisini tanımlayın. Servis öncesi beslemeyi izole edip kilitleyin, depolanmış basıncı boşaltın ve sıfır basıncı doğrulayın.
ISO 4414, pnömatik sistemlerin genel güvenlik gereksinimlerini kapsar. Makine üreticisi yine de hücre risk değerlendirmesini uygulamalı ve güvenlik işlevlerini doğrulamalıdır.
İncelenebilir bir hava boyutlandırma paketi neleri içerir?
Doldurulmuş boyutlandırma formunu, talep zaman çizelgesini, tedarikçi debi eğrilerini ve en ağır olayın P0/P1/P2 kaydını gönderin. Her dosyayı parça numarası, revizyon ve test tarihiyle işaretleyin. NEXTAS belirtilen bağlama arayüzünü ve sunulan hava hattı verilerini inceleyebilir. Nihai hücre boyutlandırması ve güvenlik kabulü, seçilen parçalara ve ölçülen teste bağlı kalır.
Hesaplama ve seçim kaynakları
- SMC hava tüketimi ve gerekli debi hesaplayıcısı — çevrim tüketimi ile hareket debisini ayırır.
- Festo genel işletme koşulları — silindir haznesi hesabı, hava şartlandırma ve yağlama sınırları.
- ABD Enerji Bakanlığı basınçlı hava kaynak kitabı — kullanım noktasındaki basınç düşüşü ve parça seçimi.
- ISO 8778, ISO 8573-1 ve ISO 4414 — referans atmosferi, hava saflık sınıfları ve pnömatik güvenliği.
Pnömatik hava boyutlandırması hakkında sık sorulan sorular
FRL boyutlandırmak için port ölçüsü neden yeterli değildir?
Port ölçüsü, parçaya hangi dişin bağlandığını söyler. Giriş basıncınız, çıkış basıncınız ve debinizdeki basınç kaybını göstermez. Kesin filtre ve regülatörü üreticilerinin debi eğrilerinden seçin, ardından fikstürdeki basıncı deneyin.
Çevrim başına hava ile strok sırasındaki debi arasındaki fark nedir?
Çevrim başına hava, bir çevrimde dolan ve boşalan toplam referans hacimdir. Ortalama kapasiteyi ve enerji kullanımını tahmin etmeye yardımcı olur. Strok debisi, bir hareketin hava miktarını izinli süresine böler. Filtre, regülatör, valf ve boru boyutunu çoğu zaman bu kısa olay belirler.
Yerel hava tankı her basınç düşüşü sorununu çözebilir mi?
Hayır. Tank, yeterli kullanılabilir basınç aralığı varsa ve sonraki olaydan önce dolabiliyorsa hesaplanmış kısa talebi karşılayabilir. Kısıtlı valfi, rakoru, egzoz hattını veya uzun talepte yetersiz kalan beslemeyi düzeltemez.
SCFM ve Nl/min neden referans koşullarını içermelidir?
İkisi de havayı referans hacimle ifade eder, ancak tedarikçiler farklı referans basıncı, sıcaklık ve nem kullanabilir. Değerleri karşılaştırmadan veya çevirmeden önce her veri sayfasının tanımını kaydedin.
Pnömatik fikstürün yeterli hava aldığını nasıl kanıtlarım?
Planlanan en ağır eşzamanlı yük sırasında yerel şartlandırıcının önünde, son parçasından sonra ve fikstürde basıncı kaydedin. Yalnızca fikstür basıncı seçilen cihaz minimumu ile onaylı pay toplamının üzerinde kalırsa, hareket süresinde biterse ve sonraki talepten önce basınç toparlanırsa kabul edin.
