Belum lama ini, bagian pneumatik suatu mesin adalah masalah orang lain. Perancang mekanik membuat kerangka, memasang blok sementara untuk silinder dan deretan katup, dan mengirimkan model tersebut ke vendor tenaga fluida yang mengerjakan jalur pipa, ukuran lubang, dan kesesuaian penutup di atas kertas (atau dalam alat skematik terpisah). Udara diasumsikan ada. Kemudian prototipe tersebut mendesis.
Saat ini, angka-angka aliran udara tiba di stasiun kerja CAD terlebih dahulu. Diameter, langkah, laju siklus, kebutuhan SCFM, Cv katup, ukuran port manifold, ventilasi penutup, dan peringkat ingress: semuanya dimodelkan bersamaan dengan geometri, karena MCAD adalah tempat penyelesaian kompromi dilakukan.
Pergeseran itu penting bagi siapa pun yang membuat mesin. Silinder yang tampak pas dalam perakitan masih bisa kekurangan udara, bocor, atau merusak solenoidanya begitu udara sungguhan mengenainya.
Aliran Udara Harus Ada dalam Model CAD Sejak Awal
Silinder pneumatik adalah bagian geometris dengan kewajiban laju aliran yang melekat. Diameter dan langkah yang Anda gambar menentukan volume sapuan. Siklus per menit yang harus dicapai mesin menentukan seberapa cepat volume tersebut diisi ulang. Tekanan suplai menentukan berapa banyak udara bebas yang harus diberikan kompresor untuk mengimbanginya. Modelkan geometri tanpa angka-angka tersebut dan Anda akan memiliki badan yang pas di dalam rakitan yang kekurangan udara.
CAD yang mempertimbangkan aliran udara sudah lama bukan lagi pilihan. Kebutuhan SCFM aktuator menentukan pemilihan katup, Cv katup menentukan ukuran port pada manifold, dan penempatan manifold menentukan panjang pipa, yang pada akhirnya kembali memengaruhi penurunan tekanan dan kecepatan aktuator. Ubah salah satu variabel, maka variabel lainnya akan ikut berubah. Lebih baik mengamati hal itu terjadi pada model daripada di lantai pabrik.
SCFM dan CFM Bukan Angka yang Sama
Terminologi ini seringkali membingungkan para perancang. CFM adalah laju aliran volumetrik pada suhu dan tekanan berapa pun yang ada di titik pengukuran. Keduanya tidak dapat dipertukarkan. Mencampuradukkan keduanya adalah penyebab mesin kekurangan pasokan.
Untuk pemahaman yang lebih jelas tentang perbedaan praktisnya, dan mengapa SCFM yang tertera pada pelat nama kompresor akan selalu melebihi CFM-nya pada tekanan saluran, uraian SCFM vs. CFM dari Nigen adalah panduan yang berguna untuk disimpan sebagai bookmark di samping workstation CAD. Setelah perbedaan tersebut dipahami, lembar spesifikasi dari vendor katup, silinder, dan kompresor tidak lagi saling bertentangan.
Spesifikasi Aliran Udara Menggerakkan Model Aktuator
Diameter lubang adalah angka terpenting yang Anda tentukan. Konsumsi udara berbanding lurus dengan kuadrat diameter lubang, jadi aktuator yang ukurannya satu tingkat lebih besar berdasarkan perkiraan dapat menggandakan atau melipatgandakan SCFM yang harus disuplai oleh sistem lainnya. Panjang langkah juga penting, tetapi secara linier. Laju siklus mengalikan berapa pun permintaan per langkah yang dihasilkan.
Kendala lainnya adalah dimensi. Jika aktuator harus dapat dipertukarkan dengan komponen standar, geometri pemasangannya bukanlah variabel bebas. Standar seperti ISO 6431 untuk silinder batang tunggal menetapkan pola lubang pemasangan, ulir ujung batang, dan lokasi port di seluruh rentang diameter 32 hingga 320 mm. Jika dimodelkan sesuai standar, silinder yang memenuhi syarat dapat langsung dipasang. Jika dimodelkan secara manual, setiap panggilan servis akan menghasilkan komponen khusus.
Manifold Mengubah Perakitan
Manifold adalah tempat di mana ekonomi aliran udara ditentukan. Ukuran port harus sesuai dengan Cv yang dibutuhkan aktuator. Blok itu sendiri harus berada cukup dekat dengan aktuator tersebut sehingga panjang pipa tidak mengurangi anggaran tekanan. Dan materialnya harus tahan terhadap apa pun yang dilemparkan lingkungan sekitarnya, baik itu kabut pendingin, pencucian, panas sekitar, atau getaran.
Memodelkan manifold sebagai benda nyata yang berdimensi (bukan blok placeholder) memaksa pengambilan keputusan tersebut sejak awal. Anda dapat melihat apakah susunan katup bertabrakan dengan anggota rangka di dekatnya. Anda dapat melihat apakah lubang knalpot mengarah ke rangkaian kabel. Anda dapat melihat apakah pola pemasangan berada di permukaan yang rata atau pada sambungan las yang tidak beraturan. Semua itu tidak terlihat dalam skema.
Peringkat Enklosur Membatasi Geometri CAD
Suatu ruang tertutup yang menampung katup solenoid, manifold, atau kontrol pneumatik harus mampu mencegah masuknya zat dari luar dan, seringkali, memungkinkan sejumlah panas yang terkontrol untuk keluar. Sistem peringkat NEMA mendefinisikan apa arti "mencegah masuknya zat dari luar" untuk lingkungan tertentu (debu, tetesan oli, air yang disemprotkan selang, atmosfer korosif), dan setiap peringkat memiliki konsekuensi geometris langsung pada model tersebut.
Hasilnya Akan Terlihat di Hilir
Terutama di bagian hilir. Ketika spesifikasi aliran udara menjadi dasar model sejak awal, percakapan mengenai ukuran katup dengan pemasok pneumatik hanya membutuhkan waktu beberapa menit, bukan berhari-hari. Jalur pipa menjadi lebih pendek dan lurus karena manifold berada di tempat yang seharusnya.
Waktu siklus prototipe mendekati waktu yang dihitung karena penurunan tekanan telah dianggarkan, bukan ditebak. Dan penutup dikirim dengan peringkat yang tetap utuh karena setiap lubang telah ditinjau terhadap geometri segel sebelum panel pertama dipotong.
Semua ini tidak memerlukan peralatan khusus. Yang dibutuhkan adalah SCFM, Cv, bore, stroke, dan ingress class agar tercantum sebagai data utama pada model, bukan pada spreadsheet terpisah yang baru dibuka saat commissioning.
