RODLESS SİLİNDİR
Pnömatik milsiz silindirler genellikle uzun strok istenen bölgelerde kullanılırlar. 2 metre stroğa kadar yapmak mümkündür. Fabrikasyon üretimlerde kullanılmaya elverişlidirler. Otomasyon kontrol ile her türlü üretimde kullanmak mümkündür.
RODLESS SİLİNDİR
Pnömatik Milsiz Silindirleri Boyutlandırırken Yapılan En Yaygın 10 Hata
Cory Danks / Tolomatic Inc. / Çeviren: Ali Onur Çınga
Milsiz silindirler başka yük yatak elemanlarına ihtiyaç duymadan yük ve besleme kılavuzluğu sağlamaktadır. Bunu yaparken maliyeti, boyutları ve tasarım süresini de kısaltmaktadır. Peki bu avantajlarına rağmen neden tasarımcılar milsiz silindirleri görmezden gelmektedirler? Belki de bu silindirler hakkında yeteri kadar bilgileri yoktur ve onları uygun şekilde kullanamamaktadırlar.
1) Mevcut hava basıncını fazla tahmin etmek
RODLESS SİLİNDİR
Bir pnömatik eyleyicinin teknik özelliklerini sağlayabilmesi için uygun miktarda hava basıncına ihtiyacı vardır. Mühendislerin mevcut hava basıncının tam olarak ne kadar olduğunu bilmeleri gerekir. Bu yüzden, hassas bir okuma yapılması ve güvenli mühendislik uygulamalarının yapılabilmesi için hava basıncı bir ölçü aletiyle kontol edilmelidir. Örneğin, bir fabrikada 100 psi’lık hava sağlanabileceğini varsayalım. Ancak bu basınç fabrikanın farklı bölgelerinde değişken talep çevrimlerine bağlı olarak %10’a kadar değişiklik gösterebilir. Bu da elde edilebilen basıncın 90 psi olduğu anlamına gelir. Hava basıncındaki %5-10 arası değişimlerle oldukça yaygın olarak karşılaşılır ve bu durum uygun silindirin seçilmesinde büyük farklar yaratabilir. Bu yüzden yapılacak en doğru hareket, ölçülen hava basıncında %10’luk bir kaybı göz önünde bulundurarak hesaplamalar yapmaktır.
2) Çalışma strokunu ve toplam uzunluğu yanlış belirlemek
Eyleyici strokunun bir kısmı dahili parçaların engellemesi ve strokun tamamlanabilmesi için gereken boşluk nedeniyle kullanılamaz. Bu kısım “ölü uzunluk” olarak adlandırılır ve üretici tarafından belirlenir. Her eyleyicinin ölçüsel bilgi kısmında belirtilmelidir.
Eyleyicinin toplam uzunluğunu belirlemek için hareket mesafesi (çalışma stroku) bilinmeli ve eyleyicinin her iki ucundaki ölü uzunluklar eklenmelidir. Unutulmamalıdır ki, yardımcı taşıyıcılar ve diğer eyleyici seçeneklerinin eklenmesi ölü uzunluğu artırır. Örneğin, 2 taşıyıcılı bir silindir düşünelim. Silindirin toplam uzunluğunu belirlemek için toplam ölü uzunluk, çalışma stroku ve taşıyıcıların merkezleri arasındaki mesafeler toplanır. Daha fazla ölü uzunluğa ihtiyaç olup olmadığını öğrenmek için üreticinin ölçüsel bilgilerine bakılmalıdır.
Þekil 14. Hurda Presi Modül Bloðu ?
3) Silindiri küçük ya da büyük boyutlandırmak
Silindiri boyutlandırırken büyük olması daha iyi olması anlamına gelmez. Silindirin çok büyük olması maliyeti ve hava tüketimini arttırır. Diğer yandan, olması gerekenden küçük seçilen silindirler düşük maliyetli olmalarına rağmen, vermesi gereken performansı veremeyecek ve güvenlik faktörlerini karşılayamayacaktır.
Genellikle, silindirler sadece ürettikleri kuvvet göz önüne alınarak seçilirler. Şayet, eyleyici tarafından bir yükün desteklenmesi gerekiyorsa, silindir yatağının eğilme momenti ve sistemin yük taşıma kapasitesinin bilinmesi önemlidir. Bu sayede, yük altında tutarlı şekilde çalışıp çalışmayacağı belirlenir. Kuvvet gereksinimleri belirlenirken dinamik-moment yüklemesi de göz önünde bulundurulmalıdır. Yanlış silindir seçilmesi düşük performansa, kısa ömre, aşırı aşınmaya ve silindir bozulmalarına neden olabilir.
4) Sonuç momentlerini (torklarını) hesaba katmamak
RODLESS SİLİNDİR
Silindirdeki yükün boyut ve pozisyonu, silindire uygulanan eğilme momentlerini belirler. Merkezde olmayan ya da kenardaki yükler, silindirin taşıyıcı kısmının merkeziyle, taşınan yükün ağırlık merkezi arasındaki mesafeyi belirler. Buna bağlı olarak da eğilme momentini hesaplar.
Örneğin, yükün ağırlık merkezi ile silindirin yük taşıma kısmının merkezi arasındaki mesafe 3 cm ve yükün ağırlığı da 30 kg olsun. O halde, My (Y eksenindeki moment) = 3 cm. 30 kg = 90 cm.-kg olarak ifade edilir.
Mx momentleri (roll), X ekseninden belirli bir mesafe uzakta uygulanan kuvvetler tarafından yaratılır ve o eksen etrafında bir dönme hareketi yapar. My (pitch) ve Mz (yaw) da benzer şekilde sırasıyla Y ve Z eksenleri etrafındaki momentlerdir. Yük, silindirin taşıyıcısının merkezinden ne kadar uzaktaysa sonuç momenti o kadar büyüktür.
Yayınlanan eğilme momentleri genellikle maksimum değerlerdir ve sadece tek tip momentin uygulandığını varsayarlar. Bazı uygulamalarda, yukarıda bahsedilen moment türlerinin ikisini ya da daha fazlasını içeren bileşik momentler bulunur. Bu gibi durumlarda, her moment hesaplanmalı ve silindirin bu bileşik moment kuvvetini karşılayıp karşılayamayacağı belirlenmelidir.
RODLESS SİLİNDİR
Darbe emicilere mi ihtiyacım var, tamponlara mı?
Darbe emicilere mi yoksa harici yük durdurma cihazlarına mı ihtiyaç olduğu belirlenirken yük pozisyonu ve silindir üzerindeki sonuç momentleri göz önüne alınmalıdır. Aşağıdaki örnekte silindir 10 kg’lık bir yük taşımaktadır ve 80 cm/s’lik son hızla hareket etmektedir.
Mz = Z ekseni etrafındaki moment
Vf = Son hız
a = Yavaşlama oranı
g = 9.81 m/s2 (standart yerçekimi)
s= Darbe stroku
P = Yük
L = Yükün silindirin yük taşıma cihazından uzaklığı
Burada a = Vf2 = (80 cm/s)2 = 6,400 cm2/s2
2s = 2*0.50 cm (yavaşlama oranı)
Yavaşlama kuvveti = a/g P = (6,400 (cm/s)2/981 (cm/s)2)x10 kg = 65.3 kg
Bu yüzden, durma süresince oluşan Mz şu şekilde ifade edilir:
Mz = (eşdeğer kuvvet) x L = 65.3 kg x 12 cm. = 783,6 cm.kg
Uygun boyutlandırmayı belirlemek için bu değer, eyleyicinin oranlanmış yük kapasitesi ile karşılaştırılmalıdır. Eğer yavaşlama sırasında üretilen momentler, eyleyicinin yük kapasitesinden daha fazla ise iki seçenek vardır: ya daha büyük moment oranında bir silindir seçilir, ya da darbe emici 10 kg’lık yükün ağırlık merkezine yerleştirilir. Darbe emiciyi ağırlık merkezine koymak, yavaşlama sırasında taşıyıcı üzerindeki tüm momentleri teorik olarak ortadan kaldırır.
5) Dinamik moment yüklemesini görmezden gelmek
Milli silindirlerden farklı olarak, bir çok milsiz silindir her strokun sonunda hızlanma ve yavaşlama süresince yükü destekler. Yanda ya da yukarıdan asılı yükler söz konusu olduğunda, tasarımcılar hangi milsiz silindirin sonuç momentlerini karşılamada en uygun olacağını belirlemek için dinamik momentleri hesaplamalıdır. Dinamik yükün eylemsizlik etkisini kompanze etmek için silindire monte edilmiş darbe emiciler kullanılır. Ek olarak, hareket eden yükün ağırlık merkezine en yakın noktaya bir durdurmacihazı eklenmesi de tavsiye edilir.
RODLESS SİLİNDİR
6) Ortalama hız ve vurma hızı arasındaki ilişkiyi yanlış anlamak
Tüm milsiz silindirlerde hız hesaplamaları yapılırken ortalama hız ve vurma hızı göz önüne alınmalıdır. Örneğin, 60 cm’lik bir eyleyiciyi 1 saniye hareket ettirmek 60 cm/s’lik bir ortalama hız ortaya çıkarır. Tamponlama için gereken eylemsizlik kuvvetlerini belirlemek için son hız ya da vurma hızı bilinmelidir. Son hız ya da vurma hızını bulunurken ortalama hızın iki katını almak kabul görmüş bir yöntemdir. Buna göre, önceki örnekte vurma hızı 120 cm/s’dir.
7) Tampon ya da darbe emici kapasitesini yanlış hesaplamak
Çoğu milsiz silindirin içinde, strok sonunda yüke tamponluk sağlayan cihazlar vardır. Ancak, silindirin tamponlama kapasitesini belirlemek için son hız ya da vuruş hızı bilinmelidir. Son hız doğru olarak belirlenemiyorsa, darbe emiciler ya da subap yavaşlama devrelerine sahip limit anahtarları kullanılmalıdır.
RODLESS SİLİNDİR
8) Çekilme, hızlanma ve sürtünmeye bağlı olarak oluşan hareket gecikmelerini hesaba katmamak
Diğer kuvvetlerin ve kayıpların, istenen hareketin yapılmasında gereken toplam kuvveti nasıl etkilediğini anlamak önemlidir. Toplam kuvvet (Ft); hızlanma kuvveti, sürtünme kuvvetleri (Ffr) ve çekilme kuvvetlerinin (Fbk) toplamıdır.
Çekilme (Breakaway) Kuvveti: Hiç yük yokken bile milsiz bir silindiri hareket ettirmek için belli bir miktar kuvvet gerekir. Bu kuvvete çekilme kuvveti denir. Bir silindirin performans verisi incelenirken çekilme kuvvetinin hesaplamalarda dikkate alındığından emin olunmalıdır. Pnömatik uygulamalarda, makul hızlanma sağlamak için ilave kuvvet uygulamak en iyi çözümdür.
Hızlanma Kuvveti: Bir yükü hızlandırmak için gereken kuvvet, o yükü hareket halinde tutmak için gereken kuvvetten daha büyüktür. Bir eyleyici seçilirken, silindirin çekilme kuvveti ve yükün sürtünme etkisi de hızlanma kuvveti gereksinimlerine eklenmelidir.
Sürtünme kuvvetleri: İki cisim birbirine karşı sürtündüğünde, harekete ters yönde bir sürtünme kuvveti ortaya çıkar. Bu kuvvet, sayısal olarak sürtünme katsayısı olarak ifade edilir. sürtünme katsayısı her iki malzemeye ve sürtünme tipine (kayma ya da yuvarlanma) bağlıdır. Çeşitli malzemeler için hazırlanmış sürtünme katsayısı referans tabloları mevcuttur. Yatay uygulamalarda sürtünme kuvvetini yenmek için gereken kuvvet şu şekilde ifade edilir: Ffr = Ì (sürtünme katsayısı) x yük ağırlığı
9) Dikey-yatay uygulamalar
Silindiri dikey olarak konumlandırmak ilave kuvvet, yük ve havayı devreye sokar. dikey konumlandırılmış silindirler yükü yukarı çekerken yerçekimi kuvvetini yenmelidir. Bu da yatay konumlandırılmış silindirlere göre daha fazla kuvvet üretmeleri gerektiği anlamına gelir. Dikey uygulamalarda, uygun hızlanma için gereken kuvvetin iki katı kuvvette silindirlerin seçilmesi doğru olacaktır.
Ek olarak, pnömatik milsiz eyleyicilerin bazı tipleri hava sızdırabilir. Eyleyicinin, yükü belirli bir süre dikey konumda tutması gerekiyorsa hava sızıntısı pozisyonun hassasiyetini olumsuz yönde etkileyebilir.
Bazı durumlarda, yükü güvenle kontrol edebilmek için fren gibi diğer tutma cihazlarına ya da harici kılavuzlama sistemlerine ihtiyaç duyulabilir. Ancak unutulmamalıdır ki, dikey uygulamalarda harici olarak kılavuzlanan yüklerde yine yerçekiminde doalyı bir moment yükü oluşur. Örneğin, eyleyicinin 12 cm’lik kaldıraç kolunda bulunan 50 kg’lık bir yük, 600 kg-cm’lik bir moment yükü oluşturur.
İşleri yazılım ile kolaylaştırmak
Milsiz silindirleri boyutlandırma aşamasında pek çok önemli nokta vardır. Mevcut hava basıncını bilmek ve uygun çalışma strokunu ve toplam uzunluğu belirlemek nispeten kolay işlemlerdir. Ancak, moment yüklerinin, dinamik yüklemenin, eylemsizliğin ve çekilme basıncının etkilerini belirlemek daha karmaşıktır. Bu yüzden bazı üreticiler (Tolomatic de bunlardan biridir.), doğru silindiri seçme işlemini kolaylaştıran yazılımlar sunmaktadır. Bazı programlar çekilme kuvvetini hesaba katarak ve girilen hız değerlerini baz alarak eğilme momentlerini hesaplar. Ayrıca, hareketli bir yük üzerinde eylemsizlik etkilerini belirlemek için hız değerlerini ve hareket mesafelerini kullanırlar.
Silindir boyutlandırmasını yaparken (manuel olarak ya da yazılım üzerinden), boyutlandırma sonuçlarını ve uygulamadan beklenenleri üretici ile tartışmak çok önemlidir. Pek çok seçenek mevcut olduğundan en uygun pnömatik milsiz eyleyicinin seçiminde kapsamlı bir çalışma yapılmalıdır. Fakat pek çok uygulamada, milsiz silindirlerin yerden tasarruf etme özelliği ve yük-yatağı sistemi, onları lineer hareket için ideal bir çözüm haline getirmektedir.
10) Çevre koşullarını hafife almak
Çevre koşullarını göz önünde bulundurmamak çok kötü sonuçlara neden olabilir. Aşırı yüksek ya da düşük ortam sıcaklıkları, harici aşındırıcılar, kirli ya da nemli koşullar, yakıcı sıvılar ve hava kalitesi, silindir ömrünü etkileyen etmenlerden sadece birkaçıdır. Silindire etkiyen sıvılar ya da partiküllerin neden olduğu sürtünmeye bağlı aşınma (zımpara etkisi, paslanmaya bağlı aşınma, yapışkan etki, çürütücü etki) erken aşınma ve bozulmalarla sonuçlanır. Bu durum da bakıma olan ihtiyacı artırır. - See more at: http://www.makinatek.com.tr/arsiv/yazi/pnomatik-milsiz-silindirleri-boyutlandyryrken-yapylan-en-yaygyn-10-hata#sthash.gK9kzRpU.dpuf