Šola pnevmatike: Varnost in razumevanje zavornega cilindra

V današnjih sodobnih, popolnoma avtomatiziranih proizvodnih programih je ocena potencialnih nevarnosti za osebje bistveni del celotne zasnove sistema. Zelo pomembno je sprejeti ustrezne ukrepe za zmanjšanje nevarnosti poškodb oseb, ki delajo na stroju ali v njegovi bližini, ter za preprečevanje poškodb izdelka med postopkom izdelave in montaže. Pri vsaki zaustavitvi med obratovanjem je potrebno opremo zavarovati, to je osnovni predpogoj!

Eden najpogostejših vzrokov zastojev pri obratovanju je izpad električne energije, ki goni sistem. Sistemi industrijske avtomatizacije so običajno elektromehanika, hidravlika ali stisnjen zrak.

V pnevmatskih sistemih je prekinitev koristnega delovanja običajno povezana s prekinitvijo ali pomembnim padcem tlaka stisnjenega zraka. To je najpogosteje posledica okvare kompresorja, druge opreme ali uhajanja stisnjenega zraka iz cevovoda.

Uporabljamo jih tam, kjer je varnost kritična in na mestih, kjer je okvara neizogibna, da bi povečali varnost in zmanjšali ali odpravili okvaro. 

Kako so zavorni valji varnejši?

Pnevmatski cilindri z možnostjo zaustavitve bata, na primer cilindri iz Parkerjevih valjev ISO serije P1F, so zasnovani tako, da varno zadržijo tovor v katerem koli položaju (ti. Rod locking mechanism) v primeru nenačrtovanega padca tlaka v dovodu stisnjenega zraka. To omogoča mehanska funkcija, ki jo zagotavlja sistem zaklepanja, radialno nameščen na vzdolžni osi ojnice.

Ko se prekine dovod stisnjenega zraka, kar povzroči izgubo signala, sila iz notranjih vzmeti potisne mehanizem, ki s kleščami “zaklene” bat. Pomembno je omeniti, da se ta uporablja samo s suhimi ojnicami, saj katera koli mast, olje ali hladilno sredstvo zmanjša učinkovitost zaklepanja. Parker jeklenke z integriranim sistemom za zaklepanje bata, integriranim v zasnovo cilindra, prihranijo prostor in poenostavijo namestitev.

Parker ponuja dve različici takšnih valjev 

• P1F-L za dinamične napetosti
• P1F-H za statične napetosti

Oba lahko ves čas izpada držita bat. Zaklepni mehanizem se odklene šele, ko se zračni tlak povrne v obsegu, ki je potreben za normalno delovanje.

Dinamične aplikacije

V teh mejah se lahko posamezni pnevmatski cilindri z zavornim hodom bata uporabljajo za dinamične aplikacije, kjer jih je mogoče vklopiti, ko se bat premika in deluje kot zavora.

Blokada se doseže z aksialnim premikanjem bata; v stanju brez tlaka vzmeti potisnejo bat v aksialni smeri. Gibanje se prenese na valj prek notranjega stožčastega obroča bata, ki se nato s stotinami visoko natančnih jeklenih kroglic pretvori v radialno gibanje vpenjalnih tulcev, kar vodi do tesne povezave s ojnico za stabilno zadrževalno silo .

Površine vpenjalnih tulcev, ki se uporabljajo na ojnici, imajo posebno ožlebljeno zasnovo, ki omogoča maksimalni oprijem. Takšna zasnova bistveno izboljša zadrževalno sposobnost valja – še posebej v primerih, ko obstaja nevarnost, da bo bat izpostavljen olju, masti, umazaniji ali drugi tekočini in onesnaževalcem.

Statične aplikacije

V statičnih aplikacijah, kjer se batnica ustavi, ko se bat ne premika, in ni signala, ki ga poganja, je blokirna enota bata nameščena na ohišju valja.

Zaporno silo zagotavlja vložek, ki je nameščen prečno na sistem zaklepanja. Ojnica prehaja skozi vložek in ko ni signalnega tlaka, sila iz notranjih vzmeti potisne mehanizem na sredino, da zatakne bat s čeljustmi, pritrjenimi na ojnico, in valj trdno in varno drži v svojem položaju.

V primeru statične blokade hodov ojnice se morajo oblikovalci zavedati, da se ostri rob čeljusti poškoduje če ojnica ne miruje, preden jo sistem zavira.

Pomembno je opozoriti, da valje za zaustavitev ojnic ne smemo uporabljati kot edino varnostno komponento v sistemu, zasnovane so za uporabo v sili, za načrtovano zaviranje ali zadrževanje pa moramo uporabiti druge tehnologije.

Preuzeto od: Franck Roussillon, EMEA product manager –  Automation Actuators, Pneumatic Division Europe, Parker Hannifin Corporation.