ACE Stoßdämpfer GmbH и Burat & Klein Datentechnik GmbH си сътрудничат от много години в областта на измервателната техника, за да могат да провеждат прецизни изпитвания на индустриална демпферна техника в областта на динамичните параметри за проекти, съобразени с изискванията на клиентите.
Тук те дават представа за успешното си сътрудничество.
Различни видове демпфери се използват в много автоматизирани производствени процеси. Малките и промишлените амортисьори, както и предпазните амортисьори са особено подходящи като ефективни, безтокови хидравлични компоненти за забавяне или за прецизно спиране на масови сили с цел повишаване на производителността и безопасността. ACE предлага широка гама от тези машинни елементи под формата на саморегулиращи се и регулируеми типове за най-различни приложения, което позволява на конструкторите да покрият най-често срещаните диапазони на сила със стандартните компоненти на компанията. ACE предлага също така компоненти, изработени от обратими и необратими твърдотелни материали за аварийно спиране като защита от превишаване или като спирачни клапи.
Първо симулирайте поведението на демпфериране, а след това го потвърдете на тестери за падане
Сензорите и симулациите играят важна роля, когато инженерите искат да тестват продуктите преди пускането им на пазара или, в случай на чувствителни приложения, искат предварително да определят действителното поведение на демпфериране на съответните типове демпфери за конкретното им приложение. Това се отнася за специални случаи в автоматизацията, манипулирането или забавянето на извънредно големи масови сили при металорежещи машини или въртящи се маси. Ако кривите на демпфериране, посочени от производителя, не са достатъчни за приложението и за проектния екип на клиента, инженерите-консултанти на ACE използват собствени съоръжения за изпитване, за да проверят теоретичните симулации от проектите със стандартни компоненти на практика и да ги валидират.
В Лангенфелд, германското седалище на експертната марка ACE, която е част от Stabilus Group, се използват два тестера за изпитване при падане. Първият покрива масови сили от 130 kg до 500 kg с максимална височина на падане 1500 mm. Изпитванията на падане, провеждани по законите на гравитацията, водят до максимални скорости на удара от 4,8 m/s (v = √2*g*h) и кинетични енергии от около 6000 Nm (m*g*h). Вторият тестер за падане е подходящ за маси от 3 kg до 350 kg с максимална височина на падане до 1500 mm, при което се измерват скорости на удара до приблизително 5,5 m/s и енергии до приблизително 5150 Nm. В допълнение към гореспоменатите хидравлични амортисьори от подразделението за амортизационна техника на компанията, ACE използва и двата дроп тестера за изпитване на продуктите за безопасност на компанията, които включват реверсивни неподвижни тела в допълнение към амортисьорите за безопасност, които също работят хидравлично. in addition to the hydraulic safety shock absorbers, these also include reversible solid-state shock absorbers such as those from the TUBUS product families and irreversible solid-state shock absorbers made of aluminium and steel.
Фокус върху максималното възможно поглъщане на енергия
Последното поколение предпазни амортисьори от ACE се нарича амортисьори за сблъсък. Проектирани като компоненти за аварийно спиране за еднократна употреба, инженерите в Лангенфелд провеждат обширни серии от тестове на съответните типове на тестери за падане преди пускането им на пазара. Те изследват амортисьорите, които са изработени от специални алуминиеви или стоманени тръби, най-вече по отношение на максималното възможно поглъщане на енергия в случай на инцидент. Те обръщат особено внимание на регистрирането на специфичните характеристики на амортизация на отделните типове от всяка нова серия с помощта на тестери за падане. Това им позволява да проверяват и потвърждават стойностите по каталог и да одобряват съответните серии продукти за продажба. Например, инженерите там изследват максималното поглъщане на енергия на четири нови, по-малки амортисьора за катастрофи. Те са с външен диаметър около 20 mm и се пускат на пазара с различни ходове. След успешното приключване на валидирането ACE разшири гамата от енергопоглъщащи устройства в долния диапазон от 100 до приблизително 400 Nm и може да предложи и крашдефери за системи с по-малки формати като евтино и ефективно решение за аварийно спиране. Тъй като задачата на тези полупроводникови демпфери в индустриална среда е подобна на тази на зоните на смачкване в автомобилната техника, те са тествани за най-тежки натоварвания. В края на краищата, в случай на сблъсък компонентите незабавно поглъщат енергията на удара и се деформират и сгъват по начин, предварително определен в компютърни симулации, за да преобразуват кинетичната енергия на удара в топлина и да я отведат във външната среда. По този начин демпферите за еднократна употреба защитават конструкциите в случай на произшествие чрез високо и равномерно разсейване на енергията от 98 %. Поради изискването тези елементи за безопасност да осигуряват висока дългосрочна стабилност при ежедневна експлоатация и максимална защита в случай на аварийно спиране, тестовете и симулациите бяха проведени при условия, които са възможно най-близки до реалността.
Малки амортисьори, изследвани при хоризонтални линейни изпитвания
В допълнение към тези възможности за гравитационни изпитвания, при които се изследват амортисьорите и тяхната ефективност на забавяне в края на движението на вертикални линейни оси например, друг стенд от ACE позволява и хоризонтални линейни изпитвания. В този случай задвижването ускорява маси с тегло от 20 kg до 100 kg по хоризонтална ос до скорости до около 3,5 m/s.
В практически пример, в който високопрецизни оси без триене са монтирани в система за манипулиране, която е осигурена в крайните позиции в три оси (X, Y, централен полюс) с малки амортисьори, инженерите от ACE първо избират подходящите типове амортисьори за съответната ос от стандартната гама. Тъй като високочувствителните оси могат да бъдат натоварени само с определени максимални сили в случай на катастрофа, на втория етап ACE извършва специфични теоретични проекти за всеки от избраните малки амортисьори, като използва софтуер за симулация. Всеки отделен модел на отворите, т.е. броят и размерът на отворите за дроселиране във вътрешността на амортисьора, се симулира на компютъра, за да се оптимизира протичането на силата, т.е. кривата "сила - преместване". След това инженерите могат да валидират теоретичните симулации, като направят измервания по линейната ос, използвайки подходящо подготвени образци за изпитване в линейните тестове на изпитвателния стенд. При такова приложение за изпитване подвижната маса може да се регулира до няколко грама, а скоростта на удара може да се съгласува почти едно към едно с толеранс от 0,02 m/s за всеки конкретен случай. Ако изпитваните образци преминат успешно тестовете, резултатите от измерванията се използват за производството на необходимите малки серии.
Измервателната технология потвърждава резултатите от симулациите и изпитванията
Независимо дали компонентите на ACE се изпитват във вертикални или хоризонтални линейни оси, ходът на демпфериране се определя с помощта на лазерна система за измерване на преместването, а действителната опорна сила - с помощта на силови сензори на всички стендове за изпитване. Компанията си сътрудничи с Burat & Klein Datentechnik GmbH, базирана в Мекенбейрен, в района на Боденското езеро. Докато сензорите и датчиците за преместване се свързват към измервателна система, наречена MultiMessBOX, която е прецизно адаптирана към съответната изпитвателна точка, данните, определени при всеки изпитвателен пробег, могат да бъдат оценени с помощта на софтуера MessMax® , програмиран от Burat & Klein. Както е описано в случая с малкия амортисьор, MessMax® дава възможност да се наложи кривата, измерена при реалното изпитване, с теоретичната крива, определена на компютъра, и по този начин да се потвърди теорията на практика. Йорг Кюхман, инженер от отдела за научноизследователска и развойна дейност на ACE, коментира: "В цитираното приложение Burat & Klein успя да ни предложи специален софтуер за оценка, с който можем да сравняваме три параметъра и автоматично да експортираме резултатите в Excel, ако е необходимо. В този случай се оценяват и проверяват максималната опорна сила, максималното разстояние на демпфиране, както и енергията, т.е. площта под кривата сила-преместване."
През последните няколко години ACE натрупа богат опит в тази област на измервателната технология и оценката на получените резултати благодарение на нарастващия брой валидирания, изисквани от клиентите. Забележително е, че симулациите показват само много малки процентни отклонения в сравнение с действителните резултати от измерванията в практиката. Следователно симулациите на ACE са много точни и благодарение на измервателната технология на Burat & Klein.
