Napędy obrotowe - miniaturowe Seria CRJ

Transkrypt

1 Napędy obrotowe miniaturowe Seria CRJ, Symbol zamówieniowy Kąt obrotu Wykonanie podstawowe Z zewnętrznym zderzakiem CRJ B CRJ U 9 E 9 E 9 8 Kąt obrotu 9 8 Położenie przyłączy pneumatycznych Przyłącza z przodu Przyłącza boczne E Stosowane czujniki położenia tłoka (Szczegółowe parametry techniczne patrz rozdział Czujniki położenia tłoka tom str. /) yp Czujnik elektroniczny Specjalna funkcja wskaźnik diagnostyczny (kolorowy) Wejście elektryczne kabel zatopiony Wskaźnik stanu tak Długość kabla:,m.. (przykład M9N) m... L (przykład M9NL) Podłączenie (typ wyjścia) przewod. (NPN) przewod. (PNP) przewod. przewod. (NPN) przewod. (PNP) przewod. Napięcie zasilania 4V DC V AC Model czujnika położenia Długość kabla przyłączeniowego [m]* Doprowadzenie kabla prostopadłe F8N F8P F8B osiowe M9N M9P M9B M9NW M9PW M9BW. () (L) (Z) strona /

2 Napędy obrotowe miniaturowe Parametry techniczne /Wykonanie Czynnik roboczy Maksym. ciśnienie pracy Minimalne ciśnienie pracy emp. otoczenia i czynnika roboczego Wykonanie podst. Z zewn. zderzakiem Wykonanie podst. Z zewn. zderzakiem Sprężone powietrze (napęd trwale nasmarowany),7 MPa, MPa do 6 C (bez zamarzania) Kąt obrotu *) Zakres nastawy kąta obrotu Średnica tłoka przyłączy 9, 8, , 8 ± na każdym zderzaku ± na każdym zderzaku Ø6 M 9, 8, Ø8 9, 8 *) Gdy wymagana jest optymalna dokładność kąta obrotu, należy wybierać napęd z zewnętrznym zderzakiem. Dopuszczalna energia kinetyczna /Wykonanie Dopuszczalna energia kinetyczna [mj] Zakres nastaw czasu obrotu dla pracy ciągłej [s/9 ] Wykonanie podst. Z zewn. zderzakami Wykonanie podst. Z zewn. zderzakami CRJB CRJU CRJB CRJU,,,4,, do, Masa /Wykonanie Wykonanie podstawowe Z zewnętrznymi zderzakami Model CRJB9 CRJB CRJB8 CRJB9 CRJB9 CRJB CRJB8 CRJB9 CRJU9 CRJU8 CRJU9 CRJU8 *) Podane powyżej wartości nie uwzględniają masy czujników położenia. Masa [g] *) strona /

3 Kierunek obrotu i kąt obrotu. Wałek napędu obrotowego obraca się w kierunku zgodnym z kierunkiem ruchu wskazówek zegara przy doprowadzeniu sprężonego powietrza do przyłącza A, natomiast w kierunku przeciwnym do kierunku ruchu wskazówek zegara przy doprowadzeniu sprężonego powietrza do przyłącza B.. W napędach obrotowych z zewnętrznymi zderzakami położenia krańcowe można ustawiać śrubami zderzakowymi w zakresie pokazanym na rysunku poniżej. przeciwnie do kierunku ruchu wskazówek zegara Wykonanie podstawowe Przyłącze B Przyłącze A zgodnie z kierunkiem ruchu wskazówek zegara Dla 9 i Dla 8 i 9 Spłaszczenie na wałku Spłaszczenie na wałku Przyłącze B Przyłącze A Przyłącze B Przyłącze A Zakres kąta obrotu dla 9 + Zakres kąta obrotu dla Zakres kąta obrotu dla 8 Zakres kąta obrotu dla 9 + Wykonanie z zewnętrznymi zderzakami Dla 9 Dla 8 Spłaszczenie na wałku ± Zakres nastawy kąta obrotu ± Zakres nastawy kąta obrotu Spłaszczenie na wałku ± Zakres nastawy kąta obrotu Przyłącze B Przyłącze A Przyłącze B Przyłącze A Zakres nastawy kąta obrotu ± 9 8 Uwagi: Na rysunkach pokazano zakres obrotu spłaszczenia na wałku.. Na rysunkach położenie spłaszczenia na wałku pokazano w pozycji krańcowej przy obrocie w kierunku przeciwnym do kierunku ruchu wskazówek zegara dla nastawionego kąta obrotu 9 i 8. strona /

4 Dobór modelu Schemat doboru Wzory do obliczeń Przykład doboru Warunki pracy Spisz możliwie wszystkie warunki pracy zgodnie z zastosowanym położeniem pracy. Fr Fs(b) Fs(a) Zastosowany model napędu Ciśnienie pracy Położenie pracy yp obciążenia s [Nm] f [Nm] a [Nm] H b b a a Wymagany moment obrotowy Określ sposób obciążenia, jak poddano poniżej i dobierz napęd osiągający wymagany moment. Obciążenie statyczne: s yp obciążenia Obciążenie od oporów ruchu: f Obciążenie inercyjne: a Czas obrotu Sprawdź, czy wartość czasu obrotu leży w dopuszczalnych granicach. Sposób obciążenia Czas obrotu t [s] Kąt obrotu Masa obciążenia m [kg] Odległość środka ciężkości od osi obrotu H [mm] Efektywny moment Efektywny moment Efektywny moment s, do,s/9 ( do ) x f x a Efektywny moment Napęd obrotowy: CRJB9 Położenie pracy: pionowe Ciśnienie:,4 MPa yp obciążenia: obciążenie inercyjne a Kształt obciążenia : mm x mm (płyta prostokątna) Kształt obciążenia : mm x mm (płyta kwadratowa) Czas obrotu t:, s Kąt obrotu: 9 Masa obciążenia m :,kg Masa obciążenia m :,6kg Odległość środka ciężkości od osi obrotu H: 7mm Obciążenie inercyjne x a = x I x ώ = x,7 x 6 x ( x (π/ ) /, ) =,N m < efektywny moment Dobrze : Za I podstawiono wartość momentu bezwładności obliczoną w.,s/9 Dobrze 4 Dopuszczalne obciążenie Sprawdź, czy wartość obciążenia promieniowego, obciążenia wzdłużnego i moment nie przekraczają dopuszczalnych granic. Moment bezwładności Określ moment bezwładności I obciążenia w celu obliczenia energii kinetycznej obciążenia. Obciążenie wzdłużne: m x 9,8 dopuszczalne obciążenie Dopuszczalne obciążenie I = m x (a + b )/ I = m x (a + b )/ + m x H I = I + I Moment bezwładności (, +,6) x 9,8 =,N < dopuszczalne obciążenie Dobrze I =, x (, +, )/ =. x 6 kg m I =,6 x (, +,)/ +,6 x,7 = =, x 6 kg m I =, x 6 +, x 6 =,7 x 6 kg m 6 Energia kinetyczna Sprawdź, czy wartość energii kinetycznej obciążenia leży w dopuszczalnych granicach. ω ω ω / x I x dopuszczalna energia = θ / t ( końcowa prędkość kątowa) θ kąt obrotu [rad] t: czas obrotu [s] Dopuszczalna energia kinetyczna/czas obrotu / x,7 x 6 x ( x (π /)/,) =,9J =,9mJ < dopuszczalna energia Dobrze strona /4

5 Seria CRJ Moment efektywny,,,9,,7,8 [Nm] Ciśnienie zasilania [MPa],,6,7,4,4,76,,4,9,6,,,7,9, : Podane wartości efektywnego momentu obrotowego są wartościami przykładowymi i nie są gwarantowane. Należy je traktować tylko jako wartości orientacyjne. Moment efektywny [Nm],4,, CR,8,6 J CRJ,4,,,,,4,,6,7 Ciśnienie pracy [MPa] ypy obciążenia Obciążenie od oporów ruchu: f Obciążenie statyczne: s Obciążenie wywołane wyłącznie wymaganą siłą nacisku, występującą przy dociskaniu. ( Jeżeli w obliczeniach uwzględniana jest masa dźwigni zacisku, pokazanej na rysunku poniżej, obciążenie należy traktować jako inercyjne. ) Obciążenie wywołane siłami zewnętrznymi jak np. tarcie, siła ciężkości. Gdy zadaniem jest przesuwanie obciążenia i przy tym wymagana jest nastawa prędkości ruchu, w obliczeniach momentu efektywnego napędu uwzględnić należy do krotny współczynnik bezpieczeństwa. * Moment efektywny napędu ( do ) x f ( (Przykład) Jeżeli w obliczeniach uwzględniana jest masa dźwigni zacisku, pokazanej na rysunku poniżej, obciążenie należy traktować jako inercyjne. (Przykład) F Kierunek ruchu F: siła nacisku[n] Obliczenie momentu statycznego l µ: współczynnik tarcia Masa m Dźwignia zacisku ) Obciążenie Dźwignia Obciążenie inercyjne: a Obciążenie obracanym przez napęd przedmiotem. Gdy zadaniem jest obrót przedmiotu i gdy wymagana jest przy tym nastawa prędkości obrotowej, w obliczeniach momentu obrotowego napędu uwzględnić należy min. krotny współczynnik bezpieczeństwa. * Moment efektywny napędu S x a (S ) Obliczenie momentu bezwładności a = I x ώ [Nm] F = µmg I: moment bezwładności Obliczenie momentu statycznego f = F x l [Nm] g = 9,8 [m / s ] s = F x l [Nm] patrz str. /6 Obciążenie ώ: przyspieszenie kątowe ώ = t [rad/s ] θ: kąt obrotu [rad] t: czas obrotu [s] Oś wałka Oś wałka Miniaturowy napęd obrotowy Obciążenie dopuszczalne Należy zwracać uwagę, aby wartości sił działających na wałek napędu obrotowego, nie przekraczały wartości dopuszczalnych podanych w tablicy poniżej. (Praca przy obciążeniu większym od dopuszczalnego może doprowadzić do skrócenia okresu trwałości napędu z powodu powstania luzów i utraty dokładności.) Fs(a) Dopuszczalna siła promieniowa Fr [N] Fs(b) Dopuszczalny nacisk [N] Fs(a) Fs(b) strona /

6 Seria CRJ Napędy obrotowe miniaturowe Wzory do obliczenia momentu bezwładności. Pręt Położenie osi obrotu: oś prostopadła do osi wzdłużnej pręta, w dowolnym miejscu na jego długości I = m x I: moment bezwładności [kg m], m: obracana masa [kg] 6. Walec pełny (w tym cienki krążek) Położenie osi obrotu: w osi głównej walca a + m x a. Pręt Położenie osi obrotu: oś prostopadła do osi wzdłużnej pręta, leżąca w osi symetrii pręta I =mx r 7. Kula pełna Położenie osi obrotu: w osi symetrii kuli a I =mx. Płyta prostokątna (prostopadłościan) Położenie osi obrotu: w osi symetrii płyty ustawionej pionowo I =mx 8. Cienki krążek (ustawiony pionowo) Położenie osi obrotu: w osi symetrii krążka I =mx a I =mx 4. Płyta prostokątna (prostopadłościan) r r 4 9. Pręt obciążony na końcu masą Położenie osi obrotu: oś prostopadła do płyty, przesunięta z osi symetrii (dotyczy również prostopadłościanu i płyty o większej grubości) I = m x 4a + b + m x 4a+ b. Płyta prostokątna (prostopadłościan) Położenie osi obrotu: oś prostopadła do płyty, leżąca w osi symetrii płyty (dotyczy również prostopadłościanu i płyty o większej grubości) I =mx I =m x a + m x a + K (Przykład) W przypadku pręta obciążonego kulą o masie m K wyznacza się jak w przypadku 7: K = m x r. Przekładnia zębata Liczba zębów = a.wyznaczyć moment bezwładności IB obracającego się wału B..Następnie, korzystając z wyznaczonego momentu bezwładności IB, obliczyć moment bezwładności IA obracającego się wału A: a + b I A = ( a ) x I B b Liczba zębów = b strona /6

7 Energia kinetyczna/czas obrotu Nawet gdy moment wymagany do obrotu obciążenia jest mały, może nastąpić uszkodzenie wewnętrznych części napędu spowodowane siłą bezwładności obciążenia. Przy doborze modelu napędu należy uwzględnić moment bezwładności obciążenia i czas jego obrotu podczas pracy (dla wygody wykorzystać można wykres momentu bezwładności i czasu obrotu.). Dopuszczalna energia kinetyczna i zakres nastawy czasu obrotu Posługując się tablicą zamieszczoną poniżej, należy określić odpowiedni dla pracy ciągłej czas obrotu, leżący w dopuszczalnym zakresie nastaw. Model Wykonanie podstawowe Wyk. z zewn. zderzakami Wykonanie podstawowe Wyk. z zewn. zderzakami,,,4 CRJU,. Obliczenie momentu bezwładności Ponieważ formuła obliczenia momentu bezwładności zależy od konfiguracji obciążenia, trzeba wybrać z poprzedniej strony odpowiedni wzór. Dopuszczalna energia kinetyczna [mj] Zakres nastawy czasu obrotu [s/9 ], do,. Dobór modelu Wybierz model, posługując się zamieszczonym poniżej wykresem i korzystając z obliczonych przez siebie wartości momentu bezwładności i czasu obrotu wałka napędu. Moment bezwładności [kg m ] 4 x () () 6 Pole wyboru CRJB Pole wyboru CRJB Pole wyboru CRJU Pole wyboru CRJU 7... Czas obrotu [s/9 ].4.. <Sposób korzystania z wykresu> Moment bezwładności... x kg m Czas obrotu...., s/9 W danym przypadku dobrano CRJB.. <Przykład obliczenia> Konfiguracja obciążenia: walec o promieniu, m i masie,4 kg Czas obrotu:,4 s/9 I =,4 x, / = x kg. m Na wykresie momentu i czasu obrotu wyznacz punkt przecięcia linii poziomej wyprowadzonej z punktu x kg. m na osi pionowej (moment bezwładności) z linią pionową wyprowadzoną z punktu,4 s/9 na osi poziomej (czas obrotu). Ponieważ punkt przecięcia leży w polu wyboru CRJU, może być wybrany model CRJU. strona /7

8 Miniaturowe napędy obrotowe Zużycie powietrza Zużycie powietrza określa objętość powietrza zużywaną podczas pojedynczego cyklu pracy (obrotu w obu kierunkach) przez sam miniaturowy napęd obrotowy oraz przez przewody pneumatyczne łączące napęd obrotowy z zaworem sterującym. Wartość zużycia powietrza jest potrzebna do doboru właściwej sprężarki i do obliczenia kosztów jej eksploatacji. * Ilość powietrza (QCR) zużywanego przez sam pojedynczy miniaturowy napęd obrotowy podczas jednego cyklu pracy (obrót tam i z powrotem) podano w tablicy Zużycie powietrza zamieszczonej poniżej. Dane z tej tablicy mogą być wykorzystane w celu ułatwienia obliczeń. Wzory do obliczeń QCR = V x x. QCP = x a x l x x. 6 QC = QCR + QCP QCR = zużycie powietrza przez miniaturowy napęd obrotowy na jeden cykl pracy QCP = zużycie powietrza przez przewody i przyłączki na jeden cykl pracy [l (ANR)] [l (ANR)] V = pojemność wewnętrzna miniaturowego napędu obrotowego [cm] P = ciśnienie pracy [MPa] l = długość przewodów łączących [mm] a = pole przekroju średnicy wewnętrznej przewodów łączących [mm] QC = zużycie powietrza na jeden cykl pracy miniaturowego napędu obrotowego [l (ANR)] Przy doborze sprężarki, należy zwrócić uwagę aby miała ona dostateczny zapas strumienia objętości powietrza do pokrycia całkowitego zużycia powietrza przez wszystkie przełączane pneumatyczne urządzenia wykonawcze. Na całkowite zużycie powietrza wpływają również takie czynniki jak: przecieki w rurociągach, zużycie powietrza przez zawory spustu kondensatu, zawory wspomagające oraz zmniejszenie objętości powietrza przy spadku temperatury. Wzór do obliczenia Qc = Qc x n x liczba urządzeń wykonawczych x współczynnik zapasu Qc = strumień objętości na wyjściu ze sprężarki n = liczba cykli pracy napędu w ciągu minuty Pole przekroju średnicy wewnętrznej przewodów i stalowych rur nominalna Średnica zewnętrzna [mm] Średnica wewnętrzna [mm] Pole przekroju średnicy wewn. a [mm] Zużycie powietrza Kąt obrotu Pojemność wewnętrzna [cm] 8.66 Zużycie powietrza przez napęd obrotowy (na jeden cykl pracy): QCR [l(anr)] Ciśnienie pracy [MPa] strona /8

9 Budowa Wykonanie podstawowe CRJB Wykonanie z zewnętrznymi zderzakami CRJU Wykaz części Poz Nazwa Korpus łok Wałek Obsada łożyska Pokrywa Łożysko Uszczelka tłoka Pierścień uszczelniający Pierścień prowadzący Materiał Poz. Nazwa Materiał stop aluminium Magnes materiał magnetyczny stal nierdzewna Wkręt z łbem z gniazdem krzyżykowym drut stalowy stal nierdzewna Korek gwintowany z gniazdem 6kątnym stal nierdzewna stop aluminium Ogranicznik stal chromowomolibden. stop aluminium 4 Oprawa zderzaków stop aluminium stal łożyskowa Obsada ogranicznika stal NBR 6 Śruba z gniazdem sześciokątnym drut stalowy NBR 7 Nakrętka sześciokątna drut stalowy tworzywo sztuczne 8 Śruba z łbem z gniazdem sześciokątnym stal nierdzewna Położenie montażowe korka gwintowanego z gniazdem 6kątnym (poz. ) jest zmienne zależnie od położenia pneumatycznych otworów przyłączeniowych. strona /9

10 Napędy obrotowe miniaturowe Wymiary wielkość i Wykonanie podstawowe CRJB H (UU) Q otw. M (takie same położenie otworu na przeciwległej ścianie) otw. M (do bocznego otworu przyłączeniowego należy wykorzystać korek gwintowany z gniazdem 6kątnym) (do czołowego otworu przyłączeniowego należy wykorzystać korek gwintowany z gniazdem 6kątnym) BB W N BC. BE otw. J przelotowe pogł. JA, głębokość JB (takie same położenie otworu na przeciwległej ścianie) S CA BF otw. M głębokość 4 6 BA BH otw. JC głębokość JD BI Wykonanie z zewnętrznymi zderzakami CRJU ØDD ØD BD BG A CB SD (.4) ) Uwagi: )Wymiar dotyczy napędu z czujnikiem położenia DM9 (z wyłączeniem czujnika ze wskaźnikiem dwukolorowym). )W wykonaniu z kątem obrotu 8 zakreskowany fragment nie występuje. )Podany wymiar maksymalny dotyczy nastaw maksymalnego kąta obrotu: i 9. R 4. (zasięg pola pracy zderzaka) ) HA 6 ) CRJB.4 Kąt obrotu (max. ok. EB) ) ) (max. ok. EA).4 CRJU g6 4h9 M M [mm] [mm] strona /

11 Szczegółowe wytyczne bezpieczeństwa dla produktu Niniejsze wytyczne należy dokładnie przeczytać przed uruchomieniem Ustawianie kąta obrotu Napędy obrotowe z zewnętrznymi zderzakami są standardowo wyposażane w śruby do nastawy kąta obrotu. Zmiana kąta obrotu na jeden obrót śruby nastawczej.. Zakres nastawy kąta obrotu napędu z zewnętrznymi zderzakami wynosi ± dla każdego z obu położeń krańcowych. Należy zwrócić uwagę, że nastawa kąta przekraczającego ten zakres może doprowadzić do niesprawności produktu. Montaż przyłączek i zaworów dławiącozwrotnych Napędy mają przyłącza M. W przypadku bezpośredniego przyłączania do napędu zaworów dławiącozwrotnych lub przyłączek, należy stosować serie podane poniżej. Zawory dławiącozwrotne AS_F/typ kątowy AS_F/typ uniwersalny Przyłączki wtykowe Miniaturowe przyłączki wtykowe serii KJ Przyłączki do nasadzania przewodu serii M Montaż czujników położenia Przy zastosowaniu napędu obrotowego wielkości z czujnikami położenia, należy utrzymać odległość co najmniej mm pomiędzy powierzchnią korpusu wykonanego z materiału magnetycznego a dolną płaszczyzną napędu obrotowego. Jeżeli magnetyczny korpus znajdzie się w mniejszej odległości, może pojawić się niewłaściwe działanie czujników położenia z powodu osłabienia pola magnetycznego załączającego czujnik. * Przy mocowaniu napędu dolną ścianką na powierzchni montażowej, konieczna jest podkładka dystansowa z materiału niemagnetycznego (np. z aluminium) jak pokazano na rysunku poniżej. Zespół zderzaka zewnętrznego Zespół zderzaka zewnętrznego należy zamawiać, używając poniższych symboli zamówieniowych. Wykaz części Ogranicznik Oprawa zderzaków Obsada ogranicznika Śruba z łbem z gniazdem sześciokątnym Oprawa zderzaków Miniaturowy napęd obrotowy Śruba z łbem z gniazdem sześciokątnym (komplet 4 szt.) Model CRJU8 Montaż zderzaków zewnętrznych Ogranicznik Symbol zamów. P Uwagi: ) Zespołu zderzaka zewnętrznego do 8 nie można użyć do miniaturowego napędu o kącie obrotu 9. ) Do zastosowania zderzaka zewnętrznego 9 należy użyć miniaturowego napędu o kącie obrotu, zaś do zderzaka zewnętrznego 8 należy użyć napędu o kącie obrotu 9.. Obsada ogranicznika Spłaszczenie wałka Śruba z łbem z gniazdem sześciokątnym Czujnik położenia Niemagnetyczna płytka dystansowa o grubości mm Konserwacja Miniaturowy napęd obrotowy Korpus magnetyczny Ponieważ ten produkt wymaga specjalnych narzędzi, nie może być demontowany podczas konserwacji. Rysunek Rysunek Zamontować wstępnie obsadę ogranicznika na ograniczniku. Następnie umieścić obsadę ogranicznika na spłaszczeniu wałka i dokręcić ją śrubami z łbem z gniazdem sześciokątnym. Pozostawić ok., mm szczelinę pomiędzy ogranicznikiem a miaturowym napędem obrotowym, jak pokazano na rys.. Dokręcać śruby z łbem z gniazdem sześciokątnym równomiernie, aby obsada ogranicznika po dokręceniu nie była przekoszona, jak pokazano na rys.. Ponadto należy zwrócić uwagę, aby podczas dokręcania śrub nie oddziaływały na wałek nadmierne siły. Obsadę ogranicznika przykręcać kluczem sześciokątnym do śrub z łbem z gniazdem sześciokątnym. Klucz do śrub z łbem z gniazdem 6kątnym Moment dokręcania [Nm],8 do, strona /