ELEMENTEN DIE DE KEUZE VAN EEN CILINDER BEPALEN

Presentatie over: "ELEMENTEN DIE DE KEUZE VAN EEN CILINDER BEPALEN"— Transcript van de presentatie:

1 ELEMENTEN DIE DE KEUZE VAN EEN CILINDER BEPALEN

2 KRACHTBEREKENING

3 Kracht van een cilinder
duwkracht trekkracht Theoretisch Nominale duwkracht F 1 = p x p D ² 4 Nominale trekkracht F 2 = p x p (D ² - d ²) 4

4 Kracht van een cilinder
duwkracht trekkracht Praktische factoren Rekening houden met : - interne wrijvingen - externe wrijvingen - smering - uitlijning - snelheidsregeling

5 Kracht van een cilinder
duwkracht trekkracht F statisch @ 0,95 F theoretisch Statische kracht

6 Kracht van een cilinder
Dynamische kracht F praktisch @ 0,75 F theoretisch duwkracht trekkracht ACTIE = REACTIE ZUIGER UITWENDIGE BELASTING + WRIJVING ACTIE ( = p x A ) ( = p inw x A ) UITWENDIGE TEGENKRACHT ( = p uitw x A ) “Verhoog de krachtreserve bij wisselende belasting”

7 SNELHEIDSREGELING

8 Afstellen van de snelheid van een cilinder
Door smoren van de uitlaatlucht 4 2 14 12 5 3 1

9 Snelheidsregelaars In één richting voor montage in lijn:
vrije doorlaat in één richting, in de andere richting wordt de doorlaat door de regelnaald ingesteld.

10 Banjokoppeling met snelheidsregelaar
Wordt rechtstreeks in de aansluitpoort van de cilinder geschroefd. Snelheidsregelaar op de uitlaat. Regelnaald met interne zeskant voor inbussleutel.

11 Actie op de zuiger bij uitgaande slag
0,4 MPa Persluchtcilinder Ø 32 mm

12 Actie op de zuiger bij uitgaande slag
? A 2 = 6,9 cm² p 2 p 1 0,4 MPa A 1 = 8 cm²

13 Actie op de zuiger bij uitgaande slag
? A 2 = 6,9 cm² p 2 p 1 0,4 MPa A 1 = 8 cm² Actie Reactie =

14 Actie op de zuiger bij uitgaande slag
? A 2 = 6,9 cm² p 2 p 1 0,4 MPa A 1 = 8 cm² Actie Reactie = p 1 . A 1 = p 2 . A 2 + belasting + wrijving

15 Actie op de zuiger bij uitgaande slag
? A 2 = 6,9 cm² p 2 p 1 0,4 MPa A 1 = 8 cm² Actie Reactie = p 1 . A 1 = p 2 . A 2 + belasting + wrijving 0, = ( p , )

16 Actie op de zuiger bij uitgaande slag
? A 2 = 6,9 cm² p 2 p 1 0,4 MPa A 1 = 8 cm² Actie Reactie = p 1 . A 1 = p 2 . A 2 + belasting + wrijving 0, = ( p , ) p 2 = ( ) : 690 = 0,304 MPa

17 Wat als de belasting vergroot?
p 2 p 1 0,4 MPa 0, = ( p , ) p 2 = ( ) : 69 = 0,26 MPa p 2 verkleint : D p vergroot!!

18 Grafiek druk en snelheid
pin = druk om de zuiger naar voor te duwen puit = tegendruk aan stangzijde Belasting Cilinderwerking en drukverloop in dubbelwerkende cilinder met 2 snelheidsregelaars die de uitlaatlucht smoren

19 Grafiek druk en snelheid : tijdspunt 0
pin = druk om de zuiger naar voor te duwen puit = tegendruk aan stangzijde Belasting Tijdspunt 0 : - startsignaal op ventiel - cilinder beweegt niet

20 Grafiek druk en snelheid : tijdspunt 1
pin = druk om de zuiger naar voor te duwen puit = tegendruk aan stangzijde Belasting Tijdspunt 1 : - ventiel is geschakeld - cilinder beweegt niet

21 Grafiek druk en snelheid : tijdspunt 2
pin = druk om de zuiger naar voor te duwen puit = tegendruk aan stangzijde Belasting Tijdspunt 2 : - gelijke drukken - cilinder beweegt niet

22 Grafiek druk en snelheid : tijdspunt 3
pin = druk om de zuiger naar voor te duwen puit = tegendruk aan stangzijde Belasting Tijdspunt 3 : - maximum inlaatdruk is bereikt - uitlaatdruk is nog onvoldoende ontlucht - cilinder beweegt niet

23 Grafiek druk en snelheid : tijdspunt 4 = start beweging
pin = druk om de zuiger naar voor te duwen puit = tegendruk aan stangzijde Belasting Tijdspunt 4 : - uitlaatdruk is voldoende ontlucht - cilinder begint te bewegen - drukval op pin !

24 Grafiek druk en snelheid : tijdspunt 5 = tijdens beweging
pin = druk om de zuiger naar voor te duwen puit = tegendruk aan stangzijde Belasting Tijdspunt 5 : - kruissnelheid is bereikt ! - actie = reactie - ingangs- en uitgangsdruk zijn gestabiliseerd

25 Grafiek druk en snelheid : tijdspunt 6 = dode tijd
pin = druk om de zuiger naar voor te duwen puit = tegendruk aan stangzijde Belasting Dode tijd hangt af van : - grootte belasting ( p) - uitlaatkromme - gewenste snelheid - volume en slaglengte cilinder

26 Wat als de belasting wijzigt ? Tijdspunt 7
pin = druk om de zuiger naar voor te duwen puit = tegendruk aan stangzijde Belasting Tijdspunt 7 : De belasting wordt groter OF De belasting wordt kleiner D p wordt groter D p wordt kleiner de tegendruk daalt de tegendruk stijgt de cilinder vertraagt de cilinder versnelt

27 Nieuw evenwicht en variatie belasting : Tijdspunt 8
pin = druk om de zuiger naar voor te duwen puit = tegendruk aan stangzijde Belasting Tijdspunt 8 : Een nieuw evenwicht is gevonden op D p’’ of Een nieuw evenwicht is gevonden op D p’

28 Grafiek druk en snelheid : Tijdspunt 9 = buffering
pin = druk om de zuiger naar voor te duwen puit = tegendruk aan stangzijde Belasting Tijdspunt 9 : - begin van de pneumatische buffering - de tegendruk in de cilinder kan zeer hoog stijgen

29 Vuistformule snelheid van de zuiger *
Q A Vmax. 2 . = Waarbij: Vmax. = cm/s cilinder onbelast Q = debiet van het ventiel in l/min gemeten bij 0,6 MPa ingangsdruk (relatieve druk) en een drukval van 0,1 MPa, bij +20°C A = oppervlakte zuiger in cm² * Opmerking: dit geeft een indicatie van de snelheid bij een normale opstelling.

30 Voorbeeld Vmax. = = 75 cm/s Cilinder Ø 50 mm
doorlaat ventiel = 750 l/min Vmax. = = 75 cm/s 20

31 Invloed van de belasting op de snelheid
Vmax 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Belasting Snelheid 0 % 100 % Vmax. 70 % 60 % Vmax. 100 % 0 % (stilstand) Belasting in % V in % Belasting in %

32 Verhoogde snelheid Bij bepaalde toepassingen kan de zuigersnelheid met 50 % verhoogd worden door een snelontluchter te plaatsen. Bij werking gebeurt de ontluchting van de voorste kamer rechtstreeks via de snelontluchter. Ingebouwde buffers geven minder goede resultaten.

33 Snelontluchters Aansluitpoorten : G1/4" tot G1/2"
Cilinder Cilinder 1 2 Ventiel Ventiel Aansluitpoorten : G1/4" tot G1/2" Druk : 0,07 tot 1 MPa Temperatuur : + 5 tot + 80°C Met of zonder geluiddemper S/510 - S/514

34 LUCHTVERBRUIK

35 Luchtverbruik p D ² p (D ² - d ²)
Het luchtverbruik van een cilinder wordt uitgedrukt in dm³ (“vrije” lucht) Ø D Ø d Slaglengte ls Luchtverbruik uitgaande slag V = x ls x (p 1 +1) x 10 p D ² 4 Luchtverbruik ingaande slag V = x ls x ( p 1 + 1) x 10 p (D ² - d ²) 4 V = dm³ l s = dm D = dm p 1 = werkdruk in MPa op manometer d = dm 1 = atmosferische druk (± 0,1 MPa)

36 Luchtverbruik Alle cilinderbewegingen voor 1 cyclus optellen
Volumes van de leidingen er bij optellen Praktische veiligheidsmarge : ± 50 % indien verbruik < 500 l/min ± 25 % indien verbruik > 500 l/min Lekken opsporen! Rekening houdend met de cyclustijd kan men het benodigd luchtdebiet Q bepalen : luchtverbruik (dm³) cyclustijd (s) Q (dm³/s) =

37 KNIKBELASTING

38 Knikbelasting Alleen voor grote slaglengten Bepalend zijn:
de duwkracht de diameter van de stang de lengte van de stang de bevestiging

39 Knikbelasting ² . E . J l ² . s Fk Waarbij
= ² . E . J l ² . s Waarbij Fk = knikbelasting in Newton E = elasticiteitscoëfficiënt J = inertiemoment l = effectieve lengte in mm s = veiligheidsfactor, normaal 5

40 Effectieve lengte x knikfactor (i.f.v. de bevestiging)
Knikbelasting Fk = ² . E . J l ² . s Effectieve lengte x knikfactor (i.f.v. de bevestiging) = MAX. SLAGLENGTE

41 Knikbelasting Knikfactor = 0,6 Knikfactor = 1,3

42 Knikfactor i.f.v. de belasting

43 Uitgeoefende kracht in N
Knikbelasting Kniklengte* in mm Uitgeoefende kracht in N * De kniklengte moet vermenigvuldigd worden met de knikfactor om de maximum slaglengte te bekomen

44 Bevestigingen Flensbevestiging Gaffel op de voor of achter zuigerstang
Dubbelwangig scharnier aan bodemzijde Hoekstukken

45 Scharnierende bevestigingen
Enkelwangig scharnier aan bodemzijde Kogelscharnier op de zuigerstang Scharnier met 2 tappen Scharnier met contrascharnier aan voor- of achterzijde Kogelscharnier aan bodemzijde