Škola pneumatike: Sigurnost i razumijevanje cilindra sa kočnicom

U današnjim suvremenim, potpuno automatiziranim proizvodnim programima procjena potencijalnih opasnosti za osoblje bitan je dio sveukupnog projektiranja sustava. Veoma je bitno poduzeti odgovarajuće mjere kako bi se smanjio rizik od ozljeda osoba koje rade na stroju ili se nalaze u njegovoj blizini, te kako bi se spriječila oštećenja proizvoda tokom procesa proizvodnje i sastavljanja. Tijekom bilo kakvog zaustavljanja tijekom rada oprema mora biti osigurana, to je osnovni preduvjet!

Jedan od najčešćih uzroka zaustavljanja u procesu je prekid napajanja koje pokreće sustav. U sustavima industrijske automatizacije obično se radi o elektromehanici, hidraulici ili komprimiranom zraku.

U pneumatskim sustavima prekid korisnog rada obično je vezan za prekid ili značajan pad tlaka komprimiranog zraka. To je najčešće uzrokovano kvarom kompresora, druge opreme ili istjecanjem stlačenog zraka iz cjevovoda.

Koristimo ih tamo gdje se sigurnost smatra kritičnom te je na mjestima gdje se neuspjeh smatra neizbježivim kako bismo povećali sigurnost i smanjili ili potpuno otklonili neuspjeh.

 

Kako su cilindri sa kočnicom sigurniji?

 

Pneumatski cilindri sa mogućnošću zaustavljanja klipa poput cilindara iz Parkerove P1F serije ISO cilindara  su projektirani na način da drže terete sigurno u bilo kojem položaju (tzv. Rod locking mechanism) ako dođe do neplaniranog pada tlaka u sustavu opskrbe stlačenim zrakom. Ovo svojstvo je mehanička funkcija koja je osigurana pomoću sustava blokade smještenog radijalno na uzdužnu os klipnjače.

Prilikom zastoja dobave stlačenog zraka što uzrokuje gubitak signala, sila iz unutarnjih opruga gura mehanizam koji„zaključa“ klip pomoću kliješta. Važno je napomenuti da se to koristi samo kod suhih klipnjača, jer bilo koja mast, ulje ili rashladna tekućina smanjuju učinkovitost zaključavanja. Parkerovi cilindri sa integriranim sistemom zaključavanja klipa koji je ukomponiran u dizajn cilindra štede na prostoru i pojednostavljuju instalaciju.

Parker ima u ponudi dvjije inačice ovakvih cilindara:

• P1F-L za dinamička naprezanja
• P1F-H za statička naprezanja

Oba su sposobna zadržati klip u svakom trenutku udara. Mehanizam za ključanje se otključava tek kada se tlak zraka ponovno uspostavi u mjeri potrebnoj za normalni nastavak rada.

 

Dinamičke aplikacije

Unutar navedenih granica pojedini pneumatski cilindri sa zaustavnim hodom klipa mogu se koristiti za dinamičke primjene gdje mogu biti uključeni kada klip kreće, djelujući kao kočnica.

Blokada se postiže aksijalnim kretanjem klipa; u stanju bez tlaka opruge potiskuju klip u aksijalnom smjeru. Kretanje se prenosi na cilindar preko unutarnjeg konusnog prstena klipa, to se zatim pretvara u radijalno kretanje steznih rukavaca pomoću stotina visoko preciznih čeličnih kuglica, što dovodi do čvrstog spoja sa klipnjačom suz stabilnu snagu zadržavanja.

Površina steznih rukavaca koji se koriste na klipnjači imaju poseban užljebljeni dizajn koji omogućuje maksimalno prianjanje. Takav dizajn značajno poboljšava sposobnost zadržavanja cilindra – naročito u slučajevima gdje postoji opasnost da će klip biti izložen ulju, masti, prljavštini ili drugoj tekućini i zagađivačima.

 

Statičke aplikacije

U statičkim aplikacijama, gdje se klipnjača zaustavlja kada nema kretanja klipa i signala koji ga pokreće, jedinica za zaključavanje klipa je namontirana na tijelo cilindra.

Sila za blokiranje osigurava uložak koji je montiran poprečno na sustav zaključavanja. Klipnjača prolazi kroz uložak i kada nema signalnog tlaka, sila iz unutarnjih opruga gura mehanizam preko središta da začepi klip s čeljustima koje se pričvršćuju na klipnjaču i drže cilindar čvrsto i sigurno u položaju.

U slučaju statičkog zaključavanja hoda klipnjače, projektanti moraju biti svjesni da će oštar rub čeljusti biti oštećen ako klipnjača ne bude stacionirana prije nego li je sustav zakoči.

Važno je napomenuti da se cilindri sa zaustavnim hodom klipnjače ne smiju koristiti kao jedina sigurnosna komponenta u sustavu, oni su osmišljeni za hitnu uporabu, te je potrebno koristiti i druge tehnologije kako bi se postiglo planirano kočenje ili držanje.

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