Ne tako davno, pneumatska strana stroja bila je tuđi problem. Strojarski konstruktor postavljao je okvir, ubacivao zamjenske blokove za cilindre i ventilske sklopove te slao model dobavljaču fluidnih sustava koji je na papiru (ili u zasebnom shematskom alatu) izračunavao duljine cijevi, veličine otvora i pristajanje kućišta. Pretpostavljeno je da je riječ o zraku. Zatim je prototip zašištao.
Danas brojke protoka zraka prvo stižu na CAD radnu stanicu. Provrt, hod, brzina ciklusa, SCFM (automatski kružni protok zraka), CV ventila, veličina otvora razvodnika, odzračivanje kućišta i stupanj prolaska: sve se to modelira uz geometriju, jer se u MCAD-u rješavaju kompromisi.
Ta promjena je važna svakome tko gradi strojeve. Cilindar koji izgleda ispravno u sklopu i dalje može izgladnjeti, propuštati ili se ispeći u trenutku kada ga dodirne pravi zrak.
Protok zraka pripada CAD modelu od samog početka
Pneumatski cilindar je geometrijski dio s pridruženom obvezom protoka. Provrt i hod koje nacrtate određuju radni volumen. Ciklusi u minuti koje stroj mora dosegnuti određuju koliko se brzo taj volumen ponovno puni. Tlak dovoda određuje koliko slobodnog zraka kompresor mora isporučiti da bi održao korak. Modelirajte geometriju bez tih brojeva i imat ćete tijelo koje stane unutar sklopa koji gladuje.
CAD svjestan protoka zraka odavno nije bio opcionalan. SCFM apetit aktuatora određuje odabir ventila, Cv ventila određuje veličinu otvora na razdjelniku, a položaj razdjelnika određuje duljinu cijevi, što se vraća na pad tlaka i, na kraju, brzinu aktuatora. Pomičite li bilo koju varijablu, ostale će se pomicati s njom. Bolje je to promatrati u modelu nego u radionici.
SCFM i CFM nisu isti brojevi
Terminologija više nego što bi trebala zbuniti dizajnere. CFM je volumetrijski protok pri bilo kojoj temperaturi i tlaku koji postoje na točki mjerenja. To dvoje nije zamjenjivo. Njihovo miješanje je razlog zašto stroj na kraju nije dovoljno opskrbljen.
Za jasnije razumijevanje praktične razlike i zašto će nazivna vrijednost SCFM-a kompresora uvijek premašiti njegov CFM pri tlaku u liniji, raščlamba SCFM-a u odnosu na CFM od Nigena koristan je uvod koji treba označiti pored CAD radne stanice. Nakon što razlika postane druga prirodna, specifikacije dobavljača ventila, cilindara i kompresora prestaju se međusobno proturječiti.
Specifikacije protoka zraka pokreću model aktuatora
Promjer provrta je najvažniji broj koji izvlačite. Potrošnja zraka skalira se s kvadratom provrta, tako da aktuator dimenzioniran za jedan korak veći, na temelju intuicije, može udvostručiti ili utrostručiti SCFM koji ostatak sustava mora opskrbiti. Duljina hoda je također važna, ali linearno. Brzina ciklusa množi se bez obzira na zahtjev po hodu.
Drugo ograničenje je dimenzijsko. Ako se aktuator mora zamijeniti s gotovim dijelovima, njegova geometrija montaže nije slobodna varijabla. Standardi poput ISO 6431 za cilindre s jednom klipnjačom propisuju uzorke rupa za montažu, navoje krajeva klipnjače i lokacije priključaka u rasponu provrta od 32 do 320 mm. Modelirajte prema standardu i svaki kvalificirani cilindar ubacuje se u sklop. Modelirajte slobodnom rukom i svaki servisni poziv postaje prilagođeni dio.
Razvodnik mijenja sklop
Razvodnik je mjesto gdje se odlučuje o ekonomičnosti protoka zraka. Veličine otvora moraju odgovarati Cv-u koji je potreban aktuatorima. Sam blok mora biti dovoljno blizu tim aktuatorima da duljina cijevi ne smanjuje proračun tlaka. A materijal mora preživjeti sve što mu okolni okoliš baci, bilo da se radi o magli rashladne tekućine, ispiranju, toplini okoline ili vibracijama.
Modeliranje razvodne grane kao stvarnog, dimenzioniranog tijela (ne bloka rezerviranog mjesta) prisiljava te odluke rano. Vidite sudara li se snop ventila s obližnjim elementom okvira. Vidite uklapaju li se ispušni otvori u kabelski svežanj. Vidite pada li uzorak montaže na ravnu površinu ili na nezgrapan zavareni šav. Ništa od toga se ne prikazuje na shemi.
Ograničenja kućišta CAD geometrije
Kućište koje sadrži solenoidne ventile, razvodnike ili pneumatske kontrole mora držati vanjski dio vani i, često, propuštati kontroliranu količinu topline. NEMA sustav ocjenjivanja definira što znači "zadržati vani" za određeno okruženje (prašina, kapanje ulja, voda usmjerena crijevom, korozivne atmosfere), a svaka ocjena ima izravne geometrijske posljedice u modelu.
Isplata se pokazuje nizvodno
Nizvodno, uglavnom. Kada specifikacije protoka zraka pokreću model od samog početka, razgovori o dimenzioniranju ventila s dobavljačem pneumatike traju minutama umjesto danima. Cijevi su kraće i ravnije jer se razvodnik nalazi tamo gdje treba biti.
Vremena ciklusa prototipa su blizu izračunatih jer je pad tlaka bio predviđen, a ne nagađan. Kućište se isporučuje s netaknutom nazivnom vrijednošću jer je svaki prodor pregledan u odnosu na geometriju brtve prije nego što je izrezana prva ploča.
Ništa od ovoga ne zahtijeva neobične alate. Zahtijeva da SCFM, Cv, provrt, hod i klasa ulaza postoje na modelu kao građani prvog reda, a ne na zasebnoj proračunskoj tablici koju nitko ne otvara do puštanja u rad.
