Bộ dụng cụ truyền động khí nén

Thiết bị truyền động khí nén, thường được gọi là xi lanh khí, là một lựa chọn thiết kế rẻ tiền và dễ sử dụng cho nhiều ứng dụng công nghiệp đòi hỏi chuyển động tuyến tính. Trong khi công nghệ đã xuất hiện ở dạng gần như hiện tại hơn nửa thế kỷ, có một số xu hướng thú vị và tiến bộ thiết kế mà các kỹ sư nên chú ý.

Đã có rất nhiều thay đổi đối với các thiết bị truyền động khí nén trong thập kỷ qua. Jerry Scherzinger, Giám đốc tiếp thị sản phẩm-Pneumatics, Bimba, lưu ý rằng những thay đổi trong các bộ phận chịu tải, như vòng bi, đã cho phép các nhà sản xuất kết hợp các vật liệu tiên tiến hơn vào sản phẩm của họ.

Sau đó, các sản phẩm có trọng lượng ít hơn, cung cấp mức độ chính xác và chi phí kiểm soát cao hơn. Một trong những nét đẹp của pneumatics là khả năng quản lý các ứng dụng phức tạp với sự kết hợp của các thành phần tương đối đơn giản, mỗi thành phần có thể đóng vai trò là điểm khởi đầu tuyệt vời để cho phép các kỹ sư thiết kế phát triển các thiết bị phức tạp hơn cho các giải pháp phức tạp.

Michael Guelker, Giám đốc sản phẩm của Festo Corp giải thích rằng CAD và các công cụ phần mềm phân tích phần tử hữu hạn tiên tiến hiện đang được sử dụng để thiết kế các thành phần hình trụ như ép đùn, mũ kết thúc, con dấu và bộ đệm đàn hồi.

Điều này cung cấp các ép đùn rất cứng và mạnh mẽ và mũ kết thúc nhẹ và chi phí sản xuất thấp hơn, các con dấu tồn tại lâu hơn và ít rò rỉ hơn, và các cản có thể hấp thụ năng lượng tác động lớn hơn, ông nói.

Jerry Walling, Tiếp thị và Phát triển Kinh doanh cho Fabco-Air Inc., lưu ý rằng các bộ truyền động khí nén được lựa chọn bởi khả năng thực hiện một chức năng cụ thể của họ và những chức năng đó là vô tận. Ông nói rằng sự phát triển của các bộ truyền động không khí tùy chỉnh thường có thể vừa tốn kém vừa mất thời gian, nhưng có thể là giải pháp duy nhất cho các ứng dụng độc đáo.

Để xác định chính xác bộ truyền động không khí cho bất kỳ ứng dụng nào, nó đòi hỏi hai câu hỏi chính phải được trả lời trước khi đi vào trung tâm của thiết kế. Câu hỏi đầu tiên là: tôi cần xi lanh để làm gì (loại công việc nào sẽ được thực hiện)? Thứ hai là: tôi phải chọn loại hình trụ nào? Nếu bộ truyền động lý tưởng không được tìm thấy thông qua máy chủ của các dịch vụ tiêu chuẩn, thì bộ chấp hành tùy chỉnh có thể là giải pháp duy nhất!

Hai ngành công nghiệp đang thúc đẩy công nghệ tiến lên là bao bì và thực phẩm và đồ uống. Walling nói rằng ngành công nghiệp bao bì là chất xúc tác cho những đổi mới và dường như đã nhấn mạnh vào việc thiết kế các thiết bị thẩm mỹ hơn. Và bởi vì xi lanh khí thường có thể nhìn thấy trên hầu hết các thiết bị đóng gói, các thiết kế hiện đại có xu hướng phổ biến.

Nhiều người cảm thấy như thể thị trường thiết bị truyền động khí nén sẽ bị ảnh hưởng lớn vì sự phổ biến ngày càng tăng của thiết bị truyền động điện, Wall nói. Vì vì chi phí ban đầu của một bộ truyền động khí nén ít hơn đáng kể so với các bộ truyền động điện, nên hầu hết các ngành công nghiệp vẫn cố gắng trước tiên để lấp đầy ứng dụng điều khiển chuyển động của họ bằng khí nén. Hơn nữa, do thực tế là các bình khí có thể hoạt động mà không cần điện, không có cơ hội tạo ra tia lửa. Điều này làm cho các bộ truyền động khí nén vẫn lý tưởng cho việc sử dụng môi trường nguy hiểm, tức là các ứng dụng hóa dầu.

Guelker chỉ ra ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống là một lĩnh vực tăng trưởng.

Mỗi ngành công nghiệp có các điều kiện môi trường và yêu cầu ứng dụng riêng có thể yêu cầu các sản phẩm chuyên dụng, chẳng hạn như xi lanh với vật liệu chống ăn mòn và tuân thủ FDA cho ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống, ông nói. Đây là động lực thúc đẩy các nhà sản xuất thiết bị truyền động khí nén cung cấp cho các họ sản phẩm với nhiều biến thể thiết kế khác nhau để khách hàng có thể tùy chỉnh sản phẩm để đáp ứng các yêu cầu ứng dụng của họ.

Và Scherzinger đồng ý, nói rằng công ty của ông hiện đang chứng kiến ​​tỷ lệ thay đổi lớn nhất trong việc sử dụng và phát triển các bộ truyền động khí nén trong ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống.

Scherzinger cho biết, những thay đổi này đang diễn ra để đáp ứng các quy tắc mới mà FDA ban hành vào tháng 11 năm 2015 như là một phần của Đạo luật hiện đại hóa an toàn thực phẩm. Các quy tắc này bao gồm các yêu cầu nghiêm ngặt về vệ sinh và vệ sinh sẽ kích thích các nhà cung cấp và nhà đóng gói tăng cường cam kết của họ để làm sạch thiết bị đúng cách với những tiến bộ mới nhất trong hóa chất tẩy rửa. Đồng thời, Bimba và các nhà cung cấp linh kiện khí nén và thủy lực khác sẽ mở rộng các sản phẩm của họ để cho phép các nhà sản xuất thiết bị sử dụng vật liệu xây dựng chống ăn mòn như thép không gỉ.

Ngoài các ngành công nghiệp cụ thể, IoT đang ảnh hưởng đến các bộ truyền động khí nén. Jeremy King của Bimba, người là Giám đốc tiếp thị sản phẩm - Sensing Technologies, đã mô tả cách họ nhìn thấy rất nhiều hệ thống để thu thập dữ liệu, nhưng đó không phải là điều khách hàng của họ nhất thiết muốn.

Khách hàng của khách hàng đang yêu cầu những hiểu biết sâu sắc về thiết bị và quy trình của họ, chứ không phải nhiều dữ liệu hơn, ông nói. 100 Bimba đã tận dụng kinh nghiệm nửa thế kỷ của mình với các bộ truyền động khí nén để phát triển dòng sản phẩm IntelliSense, giúp khách hàng của chúng tôi có được những hiểu biết sâu sắc về bộ truyền động khí nén của họ. Sử dụng kết hợp phần cứng và phần mềm IntelliSense có thể dự đoán khi nào một xi lanh sẽ thất bại và có thể cho khách hàng biết khi nào cần thay đổi xi lanh để tránh thời gian ngừng hoạt động tốn kém.

Fabco-Air cũng vậy, đã liên tục di chuyển vào lãnh thổ IoT. Walling cho biết họ cung cấp phản hồi vị trí trên vô số dòng sản phẩm, bao gồm cảm biến pít-tông từ tính (LED) điện tử cho cả Nguồn cung cấp PNP và Chìm NPN và Công tắc sậy thông thường.

Đối với phản hồi vị trí chính xác hơn, chúng tôi cung cấp Đầu dò điện trở tuyến tính (LRT) đặt bên trong thanh piston truyền động thực tế, theo Wall Walling. Một tùy chọn phản hồi tuyến tính bổ sung là Biến áp vi sai biến tuyến tính (LVDT). LVDT là một bộ chuyển đổi điện cơ có thể chuyển đổi chuyển động trực tràng của một vật thể mà nó được ghép cơ học thành tín hiệu điện tương ứng. Đầu dò nhúng trong bộ truyền động khí nén cung cấp độ lặp lại và độ trễ tuyệt vời.

Mặc dù bộ truyền động khí nén là một công nghệ trưởng thành, điều đó không có nghĩa là chúng không liên tục phát triển. King mô tả cách IntelliSense của công ty giúp khách hàng cải thiện hiệu suất của hệ thống khí nén của họ.

Ngoài việc dự đoán tuổi thọ xi lanh, IntelliSense theo dõi thời gian để xi lanh mở rộng, rút ​​lại và dừng lại. Khi xi lanh mòn, các giá trị này sẽ thay đổi, ảnh hưởng đến hiệu suất của máy. Các nhà chế tạo máy có thể sử dụng thông tin này để điều chỉnh hiệu suất của các thành phần khác trên máy để duy trì trình tự chính xác và cải thiện chất lượng sản phẩm, ông nói.

Guelker cho biết, để đạt được tốc độ xi lanh cao hơn, các nhà sản xuất phải giải quyết khối lượng chuyển động, ma sát bên trong và hấp thụ năng lượng tác động. Điều này có nghĩa là giảm trọng lượng của cần pit-tông, sử dụng mỡ bôi trơn và vật liệu bịt kín thấp, và tối ưu hóa chất đàn hồi và đệm không khí.

Các xi lanh của chúng tôi sử dụng các pít-tông nhẹ gọn nhẹ với các phớt pít-tông ma sát thấp đúc có tích hợp các bộ giảm chấn đàn hồi, cho phép vận hành tốc độ cao và tần số cao. Các xi lanh có tải trọng lớn hơn và chiều dài hành trình dài hơn thường yêu cầu đệm không khí để hấp thụ năng lượng tác động ở vị trí cuối. PPS cung cấp hiệu suất đệm tối ưu bất kể mọi thay đổi đối với áp suất, tốc độ hoặc tải trọng của xi lanh, ông nói.

Theo Guelker, điều này dẫn đến hiệu suất máy được cải thiện, tuổi thọ của xi lanh lâu hơn và giảm thời gian lắp đặt.

Walling cũng chỉ ra sự ra đời của vật liệu composite là một thay đổi quan trọng đối với bộ truyền động khí nén. Ông nói rằng ống composite là tiêu chuẩn trên dòng xi lanh không khí Pancake II của Fabco-Air có khả năng chịu va đập, tự bôi trơn cao, có nội thất cực kỳ trơn tru, hệ số ma sát thấp và tích tụ nhiệt tối thiểu.