Por que o amortecimento em cilindros pneumáticos é importante?

Por Josh Adkins Especialista em Marketing de Produto, Atuadores, da Emerson

O amortecimento não é um conceito novo em energia fluida, mas é significativo, pois pode influenciar a vida útil e o desempenho das máquinas. O amortecimento é geralmente necessário em cilindros para desacelerar a carga que o pistão está movendo. Sem ele, o pistão pode atingir a tampa da extremidade do cilindro. A força desse impacto pode causar choques, vibrações e oscilações que se estendem ao restante da máquina. Esses efeitos negativos podem perturbar a precisão do cilindro, criar excesso de ruído e desgastar prematuramente o cilindro e seus componentes. O amortecimento da extremidade diminui a taxa de deslocamento do cilindro antes que o pistão atinja a tampa da extremidade, reduzindo o choque de impacto e o estresse do componente.

O que é amortecimento?

O amortecimento pode assumir várias formas. Você pode usar amortecedores externos, amortecimento de impacto simples com amortecedor elástico, amortecimento pneumático integrado ou uma combinação de tecnologias de amortecimento.

Para que o amortecimento funcione de forma eficaz, o nível de amortecimento deve ser ajustado de forma ideal para a aplicação em questão. Se não houver amortecimento suficiente, o choque de impacto é maior quando o pistão atinge a tampa da extremidade com consequências negativas diretas para a vida útil do cilindro e das peças mecânicas a ele ligadas. Se houver muito amortecimento, o pistão leva mais tempo para percorrer o comprimento do cilindro, o que afeta negativamente o tempo do ciclo e reduz a produção da máquina.

Quando o amortecimento pneumático é ajustado corretamente, a direção do deslocamento do pistão é uniforme em toda a sequência de amortecimento e a velocidade do pistão é exatamente zero quando atinge o final de seu deslocamento. Isso é chamado de amortecimento ideal.

Para visualizá-lo mais facilmente, o amortecimento ideal é alcançado quando o pistão não salta. Quando o pistão não salta, ele fornece o menor tempo de curso possível e não estressa o cilindro. O contato da tampa final produz um som insignificante e o tempo total do ciclo é otimizado.

Benefícios do amortecimento ideal

O amortecimento ideal em cilindros pneumáticos oferece vários benefícios notáveis.

Cilindros ajustados de forma otimizada podem aumentar a produtividade, bem como economizar custos e energia. Ao minimizar o choque do cilindro, vibração e oscilações no sistema, o amortecimento ideal estende a vida operacional do cilindro e seus componentes. Isso reduz a manutenção, o tempo de inatividade da máquina e os custos de substituição. Também cria um ambiente de trabalho mais silencioso para os operadores e melhora o tempo total do ciclo de trabalho. Tempos de ciclo reduzidos aumentam a produtividade do usuário final, o que dá aos OEMs uma vantagem competitiva.

Outro benefício importante é a maior precisão, principalmente em aplicações pick-and-place que exigem precisão absoluta quando o cilindro atinge sua posição final.

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O amortecimento pneumático ideal é fundamental para aplicações que exigem precisão absoluta e operação suave.

Como obter o amortecimento ideal

Para otimizar o nível de amortecimento para uma aplicação específica, você precisará confirmar alguns parâmetros do cilindro. Estes são pressão de operação, massa de carga e velocidade do pistão. Se dimensionado adequadamente para a aplicação, cada cilindro possui uma configuração de amortecimento ideal para uma determinada massa e pressão de operação. Além das medições desses parâmetros, você também precisará da tabela de amortecimento do fabricante do cilindro pneumático ou do sistema de cálculo online do fabricante do cilindro pneumático.

Depois de ter as medidas, o primeiro passo é garantir que a velocidade do pistão corresponda à especificada na tabela de amortecimento ou no sistema de cálculo online.

A velocidade do pistão deve ser ajustada corretamente em todos os casos. Você obterá os melhores resultados instalando válvulas de controle de fluxo diretamente nas portas de conexão nas extremidades do cilindro. Isso fornece um fluxo de entrada livre enquanto permite ajustar a pressão de saída modificando a área da porta de exaustão com um parafuso de ajuste. Ou você pode usar válvulas de controle direcional com restritores integrados.

Como pode ser difícil detectar a velocidade do pistão à vista, você pode anexar um auxílio eletrônico, como o AVENTICS de Emerson ^TM Velocity Time Meter (VTM), para fora do tubo do cilindro. Este medidor pode determinar a velocidade real do pistão de forma rápida e fácil, bem como medir o tempo para todas as sequências em um ciclo de cilindro pneumático.

É importante lembrar que qualquer mudança na pressão de operação, massa e velocidade requer reajuste do amortecimento. Uma vez que o amortecimento é ideal, essas condições de estado estacionário devem permanecer as mesmas. Também é importante lembrar que o ajuste preciso do amortecimento final exige experiência, intuição e, às vezes, paciência.

Além disso, lembre-se de que, em algumas aplicações, a almofada ideal simplesmente não é alcançável devido ao design inerente da máquina ou da aplicação. No entanto, na maioria dos casos, o desempenho da almofada ainda pode ser melhorado seguindo as etapas acima.

Como obter o amortecimento ideal com mais rapidez e facilidade

Também existem ferramentas úteis de ajuste de amortecimento que eliminam algumas das suposições do amortecimento ideal no final do curso. Ferramentas eletrônicas de sensor, como a AVENTICS Cushioning Adjustment Tool (CAT), tornam o ajuste do amortecimento final mais rápido, simples e preciso. Em apenas algumas etapas fáceis, você pode garantir que o amortecimento da extremidade do cilindro pneumático seja ajustado para as configurações corretas. Um benefício adicional é que os ajustes são reproduzíveis, independentemente de influências externas.

Para usar o CAT, basta prender o sensor no cilindro e ligá-lo. Então, você pode ver todas as funções em um grande display LED e ajustar de acordo. O aplicativo AVENTICS opcional (Android/iOS) pode fornecer graficamente informações adicionais sobre a velocidade do pistão e as características de amortecimento também. Quando o amortecimento é ideal, você recebe uma luz verde. O visor mostra um semáforo que se move de vermelho para amarelo e depois para verde conforme você ajusta e também indica em qual direção ajustar o parafuso de amortecimento para melhorar o desempenho do amortecimento.

Se você tiver dúvidas sobre amortecimento pneumático ou quiser saber mais, visite emerson.com/aventics.

AVENTICS de Emerson ^TM A ferramenta de ajuste de amortecimento da série (CAT) e o aplicativo AVENTICS opcional tornam o ajuste do amortecimento da extremidade do cilindro pneumático fácil, rápido e preciso.