Úvod
Tlačno-tažné solenoidy se široce používají v průmyslových zařízeních v případě potřeby přeměny elektrické energie na rychlý a řízený lineární mechanický pohyb. Mohou fungovat jako blokovací mechanismy, uvolňovací zařízení, spínače, brány, dávkovače, bezpečnostní mechanismy, automatizační zařízení a mnoho dalších elektromechanických zařízení.
Solenoid typu push-pull se může zdát jako poměrně jednoduché zařízení, ale jeho správný výběr je důležitým technickým problémem.
Výkon solenoidu závisí na faktorech, jako je síla, zdvih, napětí, pracovní cyklus, teplota, frekvence provozu, dostupný prostor, životnost a provozní podmínky.
Proto by se pro výrobce originálních dílů (OEM) a konstruktéry průmyslových zařízení nemělo volba dodavatele solenoidů s push-pull zakládat na mnohem více faktorech než jen na ceně.
Dodavatel by měl znát aplikaci a poskytnout doporučení ohledně výběru nebo dokonce vývoje požadovaného solenoidu.
Tato příručka poskytuje přehled klíčových technických a obchodních aspektů, které je třeba vzít v úvahu při výběru dodavatele solenoidů typu push-pull.
1. Princip fungování solenoid s tlačným a tažným mechanismem
Solenoid typu push-pull je elektromagnetický aktuátor, který je zodpovědný za generování lineárního pohybu.
Elektrický proud procházející cívkou generuje magnetické pole. Magnetické pole působí na pohyblivý píst nebo kotvu.
Podle mechanického uspořádání může být pohyb tažný i tlačný.
To vysvětluje užitečnost push-pull solenoidů pro průmyslové aplikace v případě, že je potřeba použít poměrně jednoduchý a rychlý lineární pohyb.
Tato technologie se široce používá v aplikacích, jako jsou:
- Automatizace průmyslu
- Balicí stroje
- Třídící zařízení
Prodejní automaty ·
- Uzamykací systémy
- Bezpečnostní mechanismy
- Zařízení pro kontrolu vstupu
- Textilní stroje
- Zemědělské stroje
- Zkušební zařízení
- Automatický dávkovač
- Průmyslové řídicí systémy
Neměli byste si však solenoid jednoduše vybrat jen proto, že jeho obecný popis odpovídá vaší aplikaci.
Měly by být vyhodnoceny skutečné požadavky na sílu a pohyb.
Kvalifikovaný dodavatel solenoidů typu push-pull se vás před poskytnutím doporučení zeptá na účel použití aktuátoru.
2. Definice Průmyslové aplikace
První věcí, kterou je třeba udělat, je definovat účel použití solenoidu.
Například, bude to:
- Zapnout? ·
- Odemknout pojistný kolík? ·
- Uvolnit pružinový mechanismus? ·
- Obsluhovat bránu?
- Spustit spínač? ·
- Ovládáte mechanické spojení? ·
- Umístění malých součástek? ·
- Spustit bezpečnostní mechanismus? ·
Různé účely vyžadují různé hodnoty síly a zdvihu.
Inženýrský tým by měl dodavateli poskytnout co nejvíce informací o celém mechanismu.
Mělo by být definováno alespoň následující:
Provozní napětí: 12 V DC, 24 V DC nebo jiné.
Zdvih: Jak daleko se píst posune?
Síla: Jaká síla je potřeba v pracovním bodě?
Tlačit nebo táhnout: Je užitečný pohyb tlačit nebo táhnout?
Pracovní cyklus: Jak dlouho je solenoid pod napětím?
Frekvence: Jak často se to provozuje za minutu nebo za hodinu?
Požadovaná životnost: Celkový počet cyklů?
Dostupný prostor: Jaký je maximální instalační prostor?
Prostředí: Jaké teplotě, prachu, vibracím nebo vlhkosti bude součást vystavena?
S těmito informacemi vám bude dodavatel solenoidů typu push-pull schopen doporučit standardní model nebo pochopí, že je nutné navrhnout zařízení na míru.
3. Změřte sílu solenoidu push-pull při požadovaném zdvihu.
Průmyslový solenoid má mnoho charakteristik, ale nejdůležitější je síla.
Síla je také jednou z nejčastěji chybně interpretovaných charakteristik solenoidu.
Síla solenoidu závisí na poloze jeho pístu. Například tvrzení „solenoid 20 N“ znamená, že zařízení generuje sílu 20 N pouze v určitém bodě svého zdvihu.
Řekněme, že váš průmyslový proces vyžaduje:
Zdvih: 10 mm
Požadovaná počáteční síla: 15 N
Konečná požadovaná síla: 25 N
Pokud je solenoid schopen na konci svého zdvihu vygenerovat sílu pouze 25 N, nebude schopen proces zahájit.
Proto by inženýři měli od dodavatele solenoidů typu push-pull vyžadovat údaje o síle v závislosti na zdvihu.
Při porovnávání dodavatelů solenoidů typu push-pull se zeptejte na dostupnost údajů o síle pro několik poloh pístu.
Zohledněte také síly vyvíjené celým mechanismem, včetně:
- Tuhost pružiny ·
- Tření
- Gravitace
Geometrie táhla
- Uzavření
- Mechanické vůle
- Akcelerace
Kontaminace
- Také by měla být zohledněna přiměřená technická rezerva, která by kompenzovala odchylky ve výrobě a změny provozních podmínek.
4. Vyberte správný tah
Delší zdvih neznamená automaticky lepší výkon.
Čím delší je zdvih, tím vyšší jsou požadavky na dosažení vysoké síly solenoidu určité velikosti a výkonu.
Proto by inženýři neměli nastavovat větší vzdálenost pojezdu, než je požadováno.
Pokud aplikace vyžaduje zdvih 5 mm, může návrh zdvihu kolem 15 mm vést ke zvýšení velikosti, výkonu nebo nákladů na pohon.
Analyzujte celý mechanismus a zjistěte minimální spolehlivý zdvih.
Kvalifikovaný dodavatel solenoidů typu push-pull může také poskytnout doporučení týkající se úprav mechanického spojení, které by mohly podstatně zlepšit elektromagnetický výkon.
5. Přizpůsobte systém napětí, proudu a výkonu
Většina průmyslových stejnosměrných solenoidů je k dispozici s napětím 12 V DC a 24 V DC, ale lze navrhnout i jiná napětí cívky.
Ale napětí není jediná věc, kterou je třeba zvážit.
Inženýři by také měli zvážit následující faktory:
- Odpor cívky ·
- Spotřeba proudu
- Spotřeba energie
- Dostupnost napájení
- Tolerance napětí
Zapojení
- Elektronický ovladač
- Způsob přepínání
- Elektrický systém musí poskytovat dostatek energie pro spolehlivé ovládání pohonu.
Zároveň však nadměrný výkon cívky způsobuje zbytečné generování tepla.
Informujte prosím dodavatele solenoidu typu push-pull předem o proudových a výkonových omezeních zařízení.
Kvalifikovaný dodavatel solenoidů typu push-pull může upravit vinutí cívky, magnetickou strukturu nebo mechanickou konstrukci aktuátoru tak, aby dosáhl požadované síly s omezenou elektrickou energií.
6. Dbejte na pracovní cyklus
Při výběru průmyslového solenoidu je pracovní cyklus velmi důležitý.
Solenoid napájený po dobu 200 milisekund každých 30 sekund má zcela odlišné tepelné požadavky ve srovnání s solenoidem napájeným po dobu několika minut.
Například:
Doba zapnutí: 2 s
Doba vypnutí: 8 sekund
Celkový cyklus: 10 sekund.
Pracovní cyklus: 20 procent
Sdělení dodavateli, že solenoid se používá „přerušovaně“, obvykle poskytuje méně informací než uvedení časů zapnutí a vypnutí.
Vysoký výkon cívky lze někdy použít k vytvoření silné síly pro krátkodobé aplikace.
Pokud ale stejná cívka pracuje nepřetržitě, bude generovat příliš mnoho tepla.
Až budete hovořit s dodavatelem solenoidů typu push-pull, uveďte mu realistické nejhorší možné provozní podmínky.
Maximální cyklické podmínky: Průmyslové stroje mohou pracovat rychleji, než si inženýři v počátečních fázích návrhu myslí.
7. Tepelné vlastnosti a vyhodnocení teploty cívky
Teplo ovlivňuje výkon a životnost solenoidu.
Elektrický proud protékající cívkou vytváří teplo. Zvýšení teploty cívky vede ke zvýšení elektrického odporu cívky a dalším změnám proudu a elektromagnetického výkonu.
K přehřátí dochází také u takových součástí, jako jsou
- Izolace cívky ·
- Připojovací kabeláž
- Plastové díly
- Springs
- V blízkosti elektroniky
- Maziva
- Životní cyklus produktu
Zeptejte se dodavatele, jak se měří nárůst teploty.
Dobré otázky, které byste si měli položit:
- Jaká se předpokládá okolní teplota? ·
Jaký je nárůst teploty cívky? ·
- Jaký pracovní cyklus byl použit v testech? ·
Jaký izolační systém byl použit? ·
- Jaká je maximální doporučená teplota použití? ·
- Byl solenoid testován na vzduchu nebo v uzavřeném prostoru?
Dobrý dodavatel solenoidů typu push-pull by měl být schopen prodiskutovat tepelná omezení a nejen poskytnout specifikace napětí a síly.
8. Zvažte průmyslovou provozní životnost
Průmyslové zařízení může fungovat několik let.
Solenoid, který provede 1 000 operací denně, provede přibližně 365 000 operací ročně.
Rychlá automatizace dokáže zvládnout ještě více operací.
Proto je třeba před výběrem pohonu určit očekávanou životnost.
Trvanlivost solenoidu závisí na:
Materiál tyčí
- Povrchová úprava
- Návrh průvodce
- Mechanické zarážky
- Jarní design.
- Mazání
- Rychlost akce
- Boční zatížení
Teplota cívky
Znečišťující látky
- Montážní tolerance
- Zeptejte se dodavatele solenoidu typu push-pull, zda byly provedeny testy životnosti, a pokud ano, za jakých podmínek.
Tvrzení, jako například „jeden milion cyklů“, je informativní pouze tehdy, pokud znáte zatížení, zdvih, napětí, pracovní cyklus, frekvenci a podmínky prostředí během testu.
Pro specifické aplikace mohou být u kritických průmyslových zařízení vyžadovány testy životnosti.
9. Analýza doby odezvy a rychlosti aktuátoru
Solenoidové ventily typu push-pull mohou být upřednostňovány, protože umožňují rychlé lineární ovládání.
Požadovaná doba odezvy však závisí na aplikaci.
Požadavky na zařízení, které se spouští několikrát za sekundu, se budou lišit od požadavků na průmyslovou bezpečnostní západku, která se spouští několikrát denně.
Faktory ovlivňující dobu odezvy:
- Hmotnost pístu
- Mrtvice
- Výkon cívky
- Zatížení
- Síla pružiny
- mechanické tření
- Hnací obvod
- Napájecí napětí
- Pokud je doba odezvy kritická, určete maximální přijatelnou dobu aktivace.
Zkušený dodavatel provede analýzu celého mechanického a elektrického systému, nejen poskytne odhad rychlosti na základě nezatížených laboratorních podmínek.
10. Vyhodnoťte hluk solenoidu typu push-pull a jeho vliv na mechanické nárazy.
Průmyslové prostředí může být hlučné, ale je třeba vzít v úvahu i vliv hluku pohonů.
Opakovaný náraz kovových součástí může naznačovat mechanické namáhání a přispívat k opotřebení.
Kromě toho existují aplikace v laboratořích, kancelářích, zdravotnických zařízeních, prodejních automatech nebo strojích ovládaných obsluhou, které kladou zvýšené požadavky na generování hluku.
Hluk může být generován následujícími faktory:
- Kolize pístu
- Mechanické koncové dorazy
- Příliš velká mezera
- Jarní akce
- Připojení
- Montážní konstrukce
- chvění
- Pokud je hluk nebo nárazy problémem, poraďte se během vývojového procesu s dodavatelem solenoidu typu push-pull.
„Možné přístupy k řešení problému mohou zahrnovat řízení rychlosti pístu, úpravu mechanických dorazů, nastavení vůle, použití vhodného tlumicího mechanismu a optimalizaci hnacích impulzů.“
11. Analýza průmyslového prostředí
Solenoid může v laboratoři fungovat dobře, ale v průmyslovém prostředí se může chovat jinak.
V průmyslovém prostředí může být součástka vystavena:
- Teploty, vysoké nebo nízké
- Olej
- Vlhkost
- vibrace
- Mechanický šok.
- korozivní prostředí
- Kovové úlomky
- Popište dodavateli skutečné provozní prostředí.
Pokud je solenoid uzavřen ve stroji, bude důležité tepelné řízení. V případě prašného prostředí je třeba analyzovat pohyb pístu a mechanickou vůli.
Zkušený dodavatel solenoidů typu push-pull může pomoci s analýzou vlivů na prostředí ve fázi návrhu.
Ochrany životního prostředí lze dosáhnout solenoidem, krytem zařízení nebo obojím.
12. Standardní VS.: Zakázkové solenoidy s tlačným a tažným mechanismem
Někdy je nejrychlejší cestou použití standardního produktu.
Výhody jsou
- Rychlé dodání vzorku
- Snížení nákladů na vývoj
- Dostupnost nástrojů
- osvědčený výrobní proces
- Snadná výměna
- Průmyslová zařízení však mají specifické mechanické požadavky.
Pokud aplikace vyžaduje zakázkové řešení, je použití zakázkového solenoidu oprávněné:
- Napětí,
- Platnost/
- Infarkt myokardu
- Píst
- Tlačná tyč
- jaro
- Držák pro montáž
- Odkazy
- Délka drátu
- Bydlení
- Provozní teplota.
- ● Provozní cyklus
- Při hodnocení dodavatele solenoidů typu push-pull se informujte o dostupnosti technických možností pro jejich úpravy.
Přizpůsobení kvůli přizpůsobení samotnému není přístup, který by se měl používat.
13. Zkontrolujte výrobní kapacitu a kontrolu kvality dodavatele solenoidů typu push-pull
Ani nejlepší prototyp nebude užitečný, pokud vyrobené jednotky budou mít nesrovnalosti.
Průmysloví OEM kupující by měli provést analýzu kvality výroby dodavatele.
Klíčovými vlastnostmi by mohly být
- Odpor cívky
- Konzistence vinutí
- Infarkt myokardu
- Donucování
- a) Měření dodržování pokynů
- Zdvih pístu
- Charakteristika jara
- Izolace
- Elektrická funkčnost
- Kvalita montáže
- Zeptejte se dodavatele na kontrolu a hlášení těchto charakteristik.
Profesionální dodavatel solenoidů typu push-pull bude mít také zavedený proces kontroly změn v oblasti konstrukce a materiálů.
Výkon solenoidu může být ovlivněn změnami v drátu cívky, magnetických materiálech, povrchové úpravě, vlastnostech pružiny nebo výrobních tolerancích.
Čím větší je výrobní množství, tím důležitější je konzistence výroby.
14. Podpora vývoje a prototypového inženýrství
Inženýrská podpora může dramaticky zkrátit dobu vývoje.
První vzorek nového průmyslového projektu může odhalit některé neočekávané problémy.
Například:
- Startovací síla může být příliš slabá.
- Zdvih je příliš dlouhý.
- Teplota cívky je příliš vysoká.
- Píst může při silném nárazu narazit.
- V závislosti na montážní poloze může dojít k bočnímu zatížení.
- – Spotřeba proudu překračuje omezení napájení.
- Zkušený dodavatel pomůže s analýzou hlavní příčiny a nejen poskytne další vzorek.
Ideální vývojový proces vypadá takto:
Požadavky → technická analýza → výběr → prototyp → testování → optimalizace → validace → pilotní výroba → hromadná výroba.
Mít pohotovou technickou podporu od dodavatele solenoidů typu push-pull může být cennější než mít široký katalog.
15. Porovnejte celkové náklady, nejen jednotkovou cenu
Jednotková cena je parametr, který budou vždy porovnávat oddělení průmyslového nákupu.
Jednotková cena je však pouze částí celkových nákladů.
Levný pohon se může stát poměrně drahým, pokud vede k:
- Odstávky výroby
- Problémy s montáží
- Přepracování inženýrství
- Nadměrné kontroly
- Raná selhání
- Záruční reklamace
- Field Service
- Stížnosti zákazníků
- Náklady na výměnu
- Spolehlivost je obzvláště důležitá, pokud je solenoid umístěn hluboko uvnitř stroje a jeho výměna je nákladná.
Analyzujte technické možnosti, konzistenci produktu, výkon dodávek, kontrolu kvality, technickou podporu a cenu dodavatele solenoidů typu push-pull.
Nejlepší rozhodnutí o koupi je takové, které snižuje celkové riziko spojené s produktem a náklady na jeho životnost.
16. Zadejte podrobnou poptávku
Podrobná poptávka (RFQ) umožňuje dodavateli poskytnout správné doporučení a odhad.
Prosím, nezveřejňujte pouze:
„Nabídněte mi cenu 24V push-pull solenoidu.“
Udělej následující:
Použití: Automatizační systém pro průmysl;
Funkce: Zatáhněte a uvolněte zajišťovací páku.
Napětí: 24 VDC
Zdvih: 8 mm
rozběhová síla: 18 N při 8 mm
Konečná síla: 30 N Doba sepnutí: 1 s Doba vypnutí: 4 s
Pracovní frekvence: 12 cyklů/min
Okolní teplota: -10 až 60°C
(1 000 000 cyklů) Očekávaná životnost
Dostupný prostor: 45 x 30 x 25 mm
Instalace: Příruba se 2 otvory
Roční objem: 80 000 kusů
Pokud je to možné, přiložte mechanické výkresy, soubory CAD, fotografie, videa nebo informace o zatížení.
Poskytnuté informace umožňují dodavateli solenoidů typu push-pull analyzovat konkrétní aplikaci namísto odhadů na základě obecného popisu.
17. Kontrolní seznam pro konečný výběr dodavatele
Před rozhodnutím o koupi průmyslové výroby je třeba zkontrolovat následující:
- Táhne solenoid dostatečně při potřebném zdvihu?
- Odpovídá napětí průmyslovému řídicímu systému?
- Je aktuální spotřeba přijatelná?
- Je pracovní cyklus dobře definován?
- Byl vyhodnocen nárůst teploty?
- Je konstrukce kompatibilní s požadovanou provozní životností?
- Je doba odezvy stroje přijatelná?
- Je provozní prostředí v rámci možností solenoidu?
- Lze přizpůsobit mechanické a elektrické parametry?
- Může dodavatel podporovat prototypy a technické změny?
- Jsou celkové náklady po celou dobu životnosti produktu přijatelné?
18. Závěry
Výběr správného solenoidu typu push-pull pro průmyslová zařízení je mnohem víc než jen srovnání napětí, velikosti a ceny.
Síla by měla být měřena při skutečném pracovním zdvihu. Pracovní cyklus a teplota nejsou nezávislé. Cívka musí být naladěna na dostupný výkon. Mechanické provedení musí odpovídat očekávané životnosti. Celý pohon musí fungovat v reálných průmyslových podmínkách.
Správný dodavatel solenoidů typu push-pull bude zároveň technickým partnerem i výrobcem součástek.
Spolupracujte s dodavatelem v rané fázi projektu OEM. Definujte sílu, zdvih, napětí, pracovní cyklus, teplotu, životnost a požadavky na prostředí a instalaci. Ověřte zvolený solenoid v reálném stroji.
Správný dodavatel solenoidů typu push-pull poskytne technické údaje, podpoří testování prototypů, identifikuje potenciální problémy v aplikaci, zajistí správné přizpůsobení a zajistí kvalitu výroby produktu v hromadné výrobě.
Analýzou technických schopností a spolehlivosti výroby sníží průmysloví kupující vývojová rizika, zvýší výkon zařízení a dosáhnou spolehlivého dlouhodobého řešení dodávek.
19. Často kladené otázky k dodavatelům solenoidů typu push-pull
1. Co dělá solenoid typu push-pull?
Solenoid typu push-pull je elektromagnetický aktuátor, který přeměňuje elektrickou energii na mechanický lineární pohyb. V závislosti na konstrukci a montáži lze tento pohyb použít k tlačení a tahání mechanického prvku.
2. Jak si vyberu dodavatele solenoidů typu push-pull?
Vyberte dodavatele push-pull solenoidů s odpovídajícími technickými schopnostmi, údaji o síle a zdvihu, konstrukcí cívky, tepelným výkonem, životností, kvalitou výroby, možnostmi přizpůsobení, podporou prototypů a výrobní kapacitou.
3. Jaké informace musím poskytnout dodavateli?
Napětí, dostupný proud, požadovaný zdvih, síla v poloze zdvihu, doba ZAP/VYP, pracovní cyklus, provozní frekvence, dostupné rozměry, teplotní rozsah, očekávaná životnost, podmínky prostředí, požadavky na montáž a roční množství.
4. Jak vypočítám sílu potřebnou pro solenoid?
Nejprve odhadněte mechanické zatížení. Poté připočítejte odpor pružiny, tření, gravitaci, geometrii článku, zrychlení a další odporové síly. Připočtěte technickou rezervu. Poté vypočítejte požadovanou sílu při zdvihu.
5. Proč se síla solenoidu s tlačnou a tažnou silou mění se zdvihem?
Síla solenoidu je definována magnetickým obvodem a vzduchovou mezerou mezi magnetickými součástkami. Se změnou polohy pístu se mění magnetický obvod, a tím i síla.
6. Mohu solenoid push-pull provozovat nepřetržitě?
Možnost závisí na konstrukci. Některé konstrukce jsou vhodné pro nepřetržitý provoz a jiné pro přerušovaný provoz. Pro nepřetržitý provoz je nutné zvážit výkon cívky, odvod tepla, okolní teplotu, izolaci a požadavky na sílu.
7. Měli byste použít průmyslový solenoid 12V nebo 24V?
Ani jedno z napětí není z hlediska výkonu lepší. Výběr napětí závisí na architektuře napájení zařízení, dostupném proudu, řídicí elektronice, zapojení, požadavcích na sílu a dalších systémových omezeních. Většina průmyslových řídicích systémů používá 24 V stejnosměrného proudu, ale konečné napětí určí aplikace.
8. Lze solenoid typu push-pull přizpůsobit?
Ano. Dodavatel může být schopen upravit napětí, odpor cívky, sílu, zdvih, geometrii pístu, pružiny, montážní konzoly, vodiče, konektory a rozměry. Úprava je možná, ale závisí na technických požadavcích a výrobním množství.
9. Jaká je očekávaná životnost průmyslového solenoidu typu push-pull?
Očekávaná životnost závisí na zatížení, zdvihu, provozní frekvenci, nárazu, teplotě, mechanickém vyrovnání, povrchové úpravě, mazání a dalších parametrech. Kupující by si měl vyžádat testování údajů o cyklické životnosti podle konkrétní aplikace, nikoli podle obecných tvrzení o cyklické životnosti.
10. Proč je pracovní cyklus důležitý pro výběr solenoidu?
Teplota cívky závisí na pracovním cyklu. Výkonný solenoid určený pro krátké impulsy se může při příliš dlouhém provozu přehřát. Přesné časy zapnutí a vypnutí umožňují dodavateli vybrat správný design cívky.
11. Standardní nebo zakázkový solenoid? Co si vybrat?
Vyberte standardní produkt, pokud splňuje požadavky na sílu, zdvih, napětí, velikost, pracovní cyklus a životnost. Úpravy na míru: Pokud standardní produkt nesplňuje mechanické, elektrické, environmentální nebo komerční požadavky, zvažte úpravy na míru.
12. Co očekávat od výrobce solenoidů typu push-pull
Inženýrská podpora, dokumentovaná výkonnostní data, schopnost tvorby prototypů, výrobní proces, kontrola kvality, zkušenosti s úpravami, schopnost testování po celou dobu životnosti, řízení změn a schopnost podporovat budoucí objemy výroby.
