Introducere
Solenoizii push-pull sunt utilizați pe scară largă în echipamentele industriale în cazul necesității de a converti energia electrică într-o mișcare mecanică liniară rapidă și controlată. Pot funcționa ca mecanisme de blocare, dispozitive de eliberare, întrerupătoare, porți, distribuitoare, mecanisme de siguranță, echipamente de automatizare și multe alte dispozitive electromecanice.
Un solenoid push-pull ar putea fi considerat un dispozitiv destul de simplu, dar alegerea corectă a acestuia este o problemă inginerească importantă.
Performanța solenoidului depinde de factori precum forța, cursa, tensiunea, ciclul de funcționare, temperatura, frecvența de funcționare, spațiul disponibil, durata de viață și condițiile de mediu de funcționare.
De aceea, pentru producătorii OEM și proiectanții de echipamente industriale, alegerea furnizorului de solenoizi push-pull ar trebui să se bazeze pe mult mai mult decât doar pe preț.
Furnizorul ar trebui să cunoască aplicația și să ofere recomandări cu privire la alegerea sau chiar dezvoltarea solenoidului necesar.
Acest ghid oferă o prezentare generală a principalelor considerații tehnice și comerciale care ar trebui luate în considerare la selectarea furnizorului de solenoizi push-pull.
1. Principiul de lucru al solenoid push-pull
Un solenoid push-pull este actuatorul electromagnetic responsabil pentru generarea mișcării liniare.
Curentul electric care trece prin bobină generează câmpul magnetic. Câmpul magnetic acționează asupra pistonului mobil sau a armăturii.
Conform configurației mecanice, mișcarea poate fi atât de tragere, cât și de împingere.
Aceasta explică utilitatea solenoizilor push-pull pentru aplicațiile industriale în cazul în care există necesitatea utilizării unei mișcări liniare destul de simple și rapide.
Tehnologia este utilizată pe scară largă în aplicații precum:
- Automatizarea industriei
- Mașini de ambalat
- Echipamente de sortare
Automate de vânzare
- Sisteme de blocare
- Mecanisme de siguranță
- Echipament de control al intrării
- Masini textile
- Mașini agricole
- Echipamente de testare
- Dozator automat
- Sisteme de control industrial
Dar nu ar trebui să alegeți solenoidul pur și simplu pentru că descrierea sa generică corespunde aplicației dumneavoastră.
Ar trebui evaluate cerințele reale de forță și mișcare.
Furnizorul calificat de solenoizi de tip „push-pull” vă va întreba despre scopul utilizării actuatorului înainte de a vă oferi recomandarea.
2. Definiția lui Aplicație industrială
Primul lucru de făcut este să definiți scopul utilizării solenoidului.
De exemplu, va:
- Porniți? ·
- Deblocarea unui știft de blocare? ·
- Eliberarea unui mecanism cu arc? ·
- „Să acționez o poartă?” ·
- Să declanșezi un comutator? ·
- Actionarea unei articulații mecanice? ·
- Plasarea componentelor mici? ·
- Declanșați un mecanism de siguranță? ·
Scopuri diferite necesită valori diferite ale forței și cursei.
Ingineria ar trebui să ofere furnizorului cât mai multe informații posibil despre întregul mecanism.
Cel puțin următoarele ar trebui definite:
Tensiune de funcționare: 12 V CC, 24 V CC sau altele.
Accident vascular cerebral: Cât de departe se mișcă pistonul?
Forță: Ce forță este necesară în punctul de lucru?
Împinge sau trage: Mișcarea utilă este de împinge sau de tragere?
Ciclu de funcționare: Cât timp este electrovalva alimentată?
Frecvență: Cât de des este acționat pe minut sau pe oră?
Durata de viață necesară: Numărul total de cicluri?
Spațiu disponibil: Care este anvelopa maximă de instalare?
Mediu: La ce temperatură, praf, vibrații sau umiditate va fi expusă piesa?
Cu aceste informații, furnizorul solenoidului push-pull vă va putea recomanda un model standard sau va înțelege că este necesar să proiecteze un dispozitiv personalizat.
3. Măsurați forța solenoidului de tragere-împingere la cursa necesară
Există multe caracteristici ale unui solenoid industrial, dar cea mai importantă este forța.
Forța este, de asemenea, una dintre cele mai frecvent interpretate greșit caracteristici ale solenoidului.
Forța unui solenoid depinde de poziția pistonului său. De exemplu, afirmația „solenoid de 20 N” înseamnă că dispozitivul generează o forță de 20 N doar într-un anumit punct al cursei sale.
Să presupunem că procesul dumneavoastră industrial necesită:
Cursa: 10 mm
Forță de pornire necesară: 15 N
Forță finală necesară: 25 N
Dacă solenoidul este capabil să genereze o forță de doar 25 N la sfârșitul cursei sale, nu va putea iniția procesul.
De aceea, inginerii ar trebui să solicite datele privind forța în funcție de cursă de la furnizorul solenoidului de tip push-pull.
Când comparați furnizorii de solenoizi push-pull, întrebați despre disponibilitatea datelor privind forța pentru mai multe poziții ale pistonului.
De asemenea, luați în considerare forțele produse de întregul mecanism, inclusiv:
- Rigiditatea arcului ·
- Frecare
- Gravitate
Geometria legăturii
- Închidere
- Distanțe mecanice
- Acceleraţie
Contaminare
- De asemenea, ar trebui luată în considerare o marjă inginerească rezonabilă pentru a compensa variația producției și schimbarea condițiilor de funcționare.
4. Selectați conturul corect
Nu o cursă mai lungă înseamnă automat o performanță mai bună.
Cu cât cursa este mai lungă, cu atât sunt mai mari cerințele pentru obținerea forței ridicate a unui solenoid de o anumită dimensiune și putere.
De aceea, inginerii nu ar trebui să seteze distanța de deplasare mai mare decât este necesar.
Dacă aplicația necesită o cursă de 5 mm, proiectarea unei curse de aproximativ 15 mm poate duce la o creștere a dimensiunii, puterii sau costului actuatorului.
Analizați întregul mecanism și aflați cursa minimă fiabilă.
Furnizorul calificat de solenoizi push-pull poate oferi, de asemenea, recomandări privind modificările mecanice ale legăturii care ar putea îmbunătăți substanțial performanța electromagnetică.
5. Potriviți sistemul cu tensiunea, curentul și puterea
Majoritatea solenoizilor industriali de curent continuu sunt disponibili la tensiuni de 12 V CC și 24 V CC, dar pot fi proiectate și alte tensiuni pentru bobină.
Dar tensiunea nu este singurul lucru de luat în considerare.
De asemenea, inginerii ar trebui să ia în considerare următorii factori:
- Rezistența bobinei ·
- Consum curent
- Consumul de energie
- Disponibilitatea alimentării cu energie electrică
- Toleranta la tensiune
Cablarea
- Șofer electronic
- Metoda de comutare
- Sistemul electric trebuie să furnizeze suficientă energie pentru acționarea fiabilă a actuatorului.
Dar, în același timp, excesul de putere a bobinei generează căldură inutil.
Vă rugăm să informați în prealabil furnizorul solenoidului push-pull cu privire la limitările de curent și putere ale echipamentului.
Un furnizor calificat de solenoizi push-pull poate modifica înfășurarea bobinei, structura magnetică sau designul mecanic al actuatorului pentru a obține forța dorită cu energie electrică limitată.
6. Atenție la ciclul de funcționare
Atunci când alegeți solenoidul industrial, ciclul de funcționare este de mare importanță.
Un solenoid alimentat timp de 200 de milisecunde la fiecare 30 de secunde are cerințe termice complet diferite în comparație cu unul alimentat timp de câteva minute.
De exemplu:
Timp de pornire: 2 secunde
Timp de oprire: 8 secunde
Ciclu total: 10 sec.
Ciclu de funcționare: 20%
A spune furnizorului că solenoidul este utilizat „intermitent” oferă de obicei mai puține informații decât a oferi timpii de pornire și oprire.
Puterea mare a bobinei poate fi uneori utilizată pentru a produce o forță puternică pentru aplicații pe termen scurt.
Dar dacă aceeași bobină funcționează continuu, va genera prea multă căldură.
Când discutați cu furnizorul solenoidului push-pull, oferiți-i condiții de funcționare realiste, cele mai defavorabile.
Condiții maxime de ciclare: Mașinile industriale pot funcționa mai rapid decât cred inginerii în etapele inițiale ale proiectării.
7. Performanța termică și evaluarea temperaturii bobinei
Căldura influențează performanța și durata de viață a solenoidului.
Curentul electric care curge prin bobină creează căldură. O creștere a temperaturii bobinei duce la o creștere a rezistenței electrice a bobinei și la modificări suplimentare ale performanței curentului și electromagnetice.
De asemenea, supraîncălzirea apare la componente precum
- Izolație bobină ·
- Cablaj de conectare
- Componente de plastic
- Springs
- În apropierea electronicelor
- Lubrifianți
- Ciclul de viață al produsului
Întrebați furnizorul cum se măsoară creșterea temperaturii.
Întrebări bune de pus:
- Ce temperatură ambientală se presupune? ·
Care este creșterea temperaturii bobinei? ·
- Ce ciclu de funcționare a fost utilizat în teste? ·
Ce sistem de izolație a fost folosit? ·
- Care este temperatura maximă recomandată de utilizare? ·
- Solenoidul a fost testat în aer sau într-o incintă?
Un bun furnizor de solenoizi push-pull ar trebui să poată discuta limitările termice și nu doar să ofere specificații de tensiune și forță.
8. Luați în considerare durata de viață industrială
Echipamentul industrial poate funcționa timp de mai mulți ani.
Un solenoid care produce 1,000 de operațiuni pe zi va efectua aproximativ 365,000 de operațiuni într-un an.
Automatizarea rapidă poate produce și mai multe operațiuni.
De aceea, durata de viață așteptată trebuie determinată înainte de alegerea actuatorului.
Durabilitatea solenoidului depinde de:
Material pentru tije
- Tratament de suprafață
- Designul ghidului
- Opritoare mecanice
- Design de primăvară.
- Ungere
- Viteza de acțiune
- Sarcini laterale
Temperatura bobinei
Poluanții
- Toleranțe de asamblare
- Întrebați furnizorul solenoidului de tip „push-pull” dacă au fost efectuate testele de durată de viață și, dacă da, în ce condiții.
O afirmație precum „un milion de cicluri” este informativă doar dacă cunoașteți sarcina, cursa, tensiunea, ciclul de funcționare, frecvența și condițiile de mediu din timpul testului.
Pot fi necesare teste de durată de viață pentru echipamentele industriale critice pentru aplicații specifice.
9. Analizați timpul de răspuns și viteza actuatorului
Solenoizii push-pull pot fi preferați, deoarece pot oferi o acționare liniară rapidă.
Totuși, timpul de răspuns necesar depinde de aplicație.
Cerințele pentru un dispozitiv care funcționează de mai multe ori pe secundă vor fi diferite de cerințele pentru un zăvor de siguranță industrial care funcționează de mai multe ori pe zi.
Factorii care afectează timpul de răspuns:
- Greutatea pistonului
- Cursă
- Puterea bobinei
- Sarcină
- Forța primăverii
- frecare mecanică
- Circuitul de acționare
- Tensiune de alimentare
- Dacă timpul de răspuns este critic, determinați timpul de acționare maxim acceptabil.
Un furnizor experimentat va analiza întregul sistem mecanic și electric, nu doar va oferi o estimare a vitezei bazată pe condițiile de laborator fără încărcare.
10. Evaluarea zgomotului solenoidului push-pull și a efectelor impactului mecanic
Un mediu industrial poate fi zgomotos, dar ar trebui luate în considerare și efectele zgomotului actuatoarelor.
Impactul repetat al pieselor metalice poate indica solicitări mecanice și poate contribui la uzură.
În plus, există aplicații în laboratoare, birouri, echipamente medicale, echipamente de vending sau utilaje controlate de operator care au cerințe sporite pentru generarea de zgomot.
Zgomotul poate fi generat de următorii factori:
- Coliziune cu pistonul
- Opritoare mecanice
- Prea mult spațiu liber
- Acțiune de primăvară
- Conexiuni
- Structuri de montare
- vibraţie
- Dacă zgomotul sau impactul reprezintă o problemă, consultați furnizorul solenoidului push-pull în timpul procesului de dezvoltare.
„Posibilele abordări pentru rezolvarea problemei pot implica controlul vitezei pistonului, modificarea opritoarelor mecanice, reglarea jocului, aplicarea unui mecanism de amortizare adecvat și optimizarea impulsurilor de acționare.”
11. Analiza mediului industrial
Un solenoid poate funcționa bine într-un laborator, dar s-ar putea comporta diferit într-un mediu industrial.
Un mediu industrial poate supune componenta la:
- Temperaturile, ridicate sau scăzute
- Produs Petrolier
- Umiditate
- vibraţii
- Șoc mecanic.
- mediu corosiv
- Resturi metalice
- Descrieți furnizorului mediul de operare real.
Dacă solenoidul este închis în mașină, managementul termic va fi important. Mișcarea pistonului și jocul mecanic trebuie analizate în cazul unui mediu cu praf.
Un furnizor experimentat de solenoizi push-pull poate ajuta cu analiza de mediu în etapa de proiectare.
Protecția mediului poate fi realizată cu solenoidul, cu carcasa echipamentului sau cu ambele.
12. Solenoizi standard VS.: Solenoizi push-pull personalizați
Uneori, cea mai rapidă cale este utilizarea produsului standard.
Avantajele sunt
- Livrare rapidă a mostrelor
- Reducerea costurilor de dezvoltare
- Disponibilitatea instrumentelor
- proces de producție dovedit
- Ușurință de înlocuire
- Cu toate acestea, echipamentele industriale au cerințe mecanice specifice.
Când aplicația necesită o soluție personalizată, un solenoid personalizat este justificat:
- Voltaj,
- Vigoare/
- Infarct miocardic
- Piston
- Tijă de împingere
- Primăvară
- Suport pentru montare
- linker
- Lungimea firului
- Locuința
- Temperatura de funcționare.
- ● Ciclul de funcționare
- Atunci când evaluați un furnizor de solenoizi push-pull, întrebați dacă există capacități inginerești pentru personalizare.
Personalizarea de dragul personalizării nu este o abordare care ar trebui utilizată.
13. Verificați capacitatea de fabricație și control al calității a furnizorului de solenoizi push-pull
Cel mai bun prototip nu va fi util dacă unitățile fabricate prezintă inconsecvențe.
Cumpărătorii OEM industriali ar trebui să efectueze o analiză a calității producției furnizorului.
Caracteristicile cheie ar putea fi
- Rezistența bobinei
- Consistența înfășurării
- Infarct miocardic
- Constrângere
- Măsurare
- Cursa pistonului
- Caracteristicile primăverii
- Izolare
- Funcționalitate electrică
- Calitatea asamblării
- Întrebați furnizorul despre controlul și raportarea acestor caracteristici.
Un furnizor profesionist de solenoizi push-pull va avea, de asemenea, un proces de control al modificărilor pentru inginerie și materiale.
Performanța solenoidului poate fi afectată de modificările bobinei de sârmă, ale materialelor magnetice, ale tratamentului suprafeței, ale caracteristicilor arcului sau ale toleranțelor de fabricație.
Cu cât cantitatea produsă este mai mare, cu atât consecvența fabricației este mai importantă.
14. Suport pentru inginerie de dezvoltare și prototipuri
Suportul tehnic poate reduce dramatic timpul de dezvoltare.
Primul exemplu al unui nou proiect industrial poate dezvălui unele probleme neașteptate.
De exemplu:
- Forța de pornire poate fi prea slabă.
- Accidentul vascular cerebral este prea lung.
- Temperatura bobinei este prea mare.
- Pistonul se poate ciocni în cazul unui impact puternic.
- În funcție de poziția de montare, poate exista o încărcare laterală.
- – Consumul de curent depășește limita sursei de alimentare.
- Un furnizor cu experiență va ajuta la analiza cauzei principale și nu doar va oferi o altă mostră.
Procesul ideal de dezvoltare arată astfel:
Cerințe → analiză inginerească → selecție → prototip → testare → optimizare → validare → producție pilot → producție de masă.
A avea asistență tehnică promptă din partea furnizorului de solenoizi push-pull poate fi mai valoros decât un catalog vast.
15. Comparați costul total, nu doar prețul unitar
Prețul unitar este parametrul care va fi întotdeauna comparat de departamentele de achiziții industriale.
Totuși, prețul unitar reprezintă doar o parte din costul total.
Actuatorul ieftin poate deveni destul de scump dacă duce la:
- Timp de oprire a producției
- Probleme de asamblare
- Reproiectarea ingineriei
- Inspecții excesive
- Eșecuri timpurii
- Cereri de garanție
- Munca de teren
- Reclamațiile clienților
- Costul de înlocuire
- Fiabilitatea este deosebit de importantă dacă solenoidul este amplasat adânc în interiorul mașinii și înlocuirea acestuia este costisitoare.
Analizați capacitățile tehnice, consecvența produsului, performanța livrării, controlul calității, asistența tehnică și prețul furnizorului de solenoizi push-pull.
Cea mai bună decizie de cumpărare este cea care reduce riscul total al produsului și costul pe durata de viață a acestuia.
16. Plasați o cerere de ofertă detaliată
O cerere de ofertă detaliată permite furnizorului să ofere o recomandare și o estimare adecvate.
Vă rugăm să nu postați doar:
„Spune-mi un preț pentru un solenoid de tip push-pull de 24V.”
Urmează următoarele instrucțiuni:
Aplicație: Sistem de automatizare pentru industrie;
Funcție: Trageți și eliberați maneta de blocare.
Tensiune: 24 VDC
Cursa: 8 mm
Forță de pornire: 18 N la 8 mm
Forță finală: 30 N Timp de activare: 1s Timp de dezactivare: 4s
Frecvența de lucru: 12 cicluri/min
Temperatura ambiantă: -10 până la 60°C
(1,000,000 de cicluri) Durată de viață
Spațiu disponibil: 45 x 30 x 25 mm
Instalare: flanșă cu 2 găuri
Volum anual: 80,000 de unități
Când este posibil, includeți desene mecanice, fișiere CAD, fotografii, videoclipuri sau informații despre sarcină.
Informațiile furnizate permit furnizorului de solenoizi push-pull să analizeze aplicația specifică în loc să facă presupuneri pe baza descrierii generice.
17. Lista de verificare finală pentru selecția furnizorului
Următoarele sunt aspectele de verificat înainte de a lua o decizie de cumpărare pentru producția industrială:
- Trage solenoidul suficient la cursa necesară?
- Tensiunea corespunde cu sistemul de control industrial?
- Consumul curent este acceptabil?
- Este ciclul de funcționare bine definit?
- A fost evaluată creșterea temperaturii?
- Este proiectul compatibil cu durata de viață operațională necesară?
- Este acceptabil timpul de răspuns al mașinii?
- Mediul de funcționare se încadrează în capacitățile solenoidului?
- Pot fi personalizați parametrii mecanici și electrici?
- Poate furnizorul să suporte prototipuri, modificări inginerești?
- Pe durata de viață a produsului, este costul total acceptabil?
18. concluzii
Alegerea solenoidului push-pull potrivit pentru echipamentele industriale este mult mai mult decât o comparație între tensiune, dimensiune și preț.
Forța trebuie măsurată la cursa de funcționare efectivă. Ciclul de funcționare și temperatura nu sunt independente. Bobina trebuie reglată la puterea disponibilă. Proiectarea mecanică trebuie să corespundă duratei de viață operaționale așteptate. Servomotorul complet trebuie să funcționeze în condiții industriale reale.
Furnizorul potrivit de solenoizi push-pull va fi atât un partener de inginerie, cât și producătorul de componente.
Colaborați cu furnizorul în faza incipientă a proiectului OEM. Definiți forța, cursa, tensiunea, ciclul de funcționare, temperatura, durata de viață și cerințele de mediu și instalare. Validați solenoidul ales în mașina reală.
Furnizorul potrivit de solenoizi push-pull va furniza date tehnice, va sprijini testarea prototipurilor, va identifica potențialele probleme din aplicație, va oferi o personalizare adecvată și va asigura calitatea fabricației produsului în producția de masă.
Prin analizarea capacității inginerești și a fiabilității producției, cumpărătorii industriali vor reduce riscurile de dezvoltare, vor crește performanța echipamentelor și vor obține o soluție de aprovizionare fiabilă pe termen lung.
19. Întrebări frecvente despre furnizorii de solenoizi cu funcție de tragere-împingere
1. Ce face un solenoid push-pull?
Un solenoid de tip „push-pull” este un actuator electromagnetic care transformă energia electrică în mișcare liniară mecanică. În funcție de construcție și montare, mișcarea poate fi utilizată pentru a împinge și trage un element mecanic.
2. Cum aleg un furnizor de solenoizi push-pull?
Selectați furnizorul de solenoizi push-pull cu capacitățile inginerești adecvate, datele despre forță și cursă, designul bobinei, performanța termică, durata de viață, calitatea fabricației, capacitățile de personalizare, asistența pentru prototipuri și capacitatea de producție.
3. Ce informații trebuie să ofer furnizorului?
Tensiune, curent disponibil, cursă necesară, forță la poziția cursei, timp PORNIT/OPRIT, ciclu de funcționare, frecvență de funcționare, dimensiuni disponibile, interval de temperatură, durată de viață așteptată, condiții de mediu, cerințe de montare și cantitate anuală.
4. Cum calculez forța necesară pentru un solenoid?
În primul rând, estimați sarcina mecanică. Apoi adăugați rezistența arcului, frecarea, gravitația, geometria legăturii, accelerația și alte forțe rezistive. Adăugați marja inginerească. Apoi calculați forța necesară la cursă.
5. De ce se modifică forța solenoidului de tip push-pull odată cu cursa?
Forța solenoidului este definită de circuitul magnetic și de spațiul de aer dintre componentele magnetice. Odată cu schimbarea poziției pistonului, circuitul magnetic se modifică și, prin urmare, forța se modifică.
6. Pot rula solenoidul push-pull continuu?
Posibilitatea depinde de design. Unele modele sunt potrivite pentru funcționare continuă, iar altele pentru funcționare intermitentă. Pentru funcționare continuă, trebuie să luați în considerare puterea bobinei, disiparea căldurii, temperatura ambiantă, izolația și cerințele de forță.
7. Ar trebui să utilizați un solenoid industrial de 12V sau de 24V?
Niciuna dintre tensiuni nu este mai bună din punct de vedere al performanței. Selecția tensiunii depinde de arhitectura de alimentare a echipamentului, curentul disponibil, electronica de control, cablaj, cerințele de forță și alte constrângeri ale sistemului. Majoritatea sistemelor de control industrial utilizează 24 V CC, dar aplicația va decide tensiunea finală.
8. Poate fi personalizat un solenoid push-pull?
Da. Furnizorul ar putea personaliza tensiunea, rezistența bobinei, forța, cursa, geometria pistonului, arcurile, suporturile de montare, firele, conectorii și dimensiunile. Personalizarea este posibilă, dar depinde de cerințele tehnice și de cantitatea de producție.
9. Care este durata de viață a unui solenoid industrial push-pull?
Durata de viață depinde de sarcină, cursă, frecvența de funcționare, impact, temperatură, aliniere mecanică, tratament de suprafață, lubrifiere și alți parametri. Cumpărătorul ar trebui să solicite testarea datelor privind durata de viață în funcție de aplicația specifică, nu de afirmațiile generale privind durata de viață.
10. De ce este important ciclul de funcționare pentru selecția unui solenoid?
Temperatura bobinei depinde de ciclul de funcționare. Solenoidul puternic, conceput pentru impulsuri scurte, s-ar putea supraîncălzi dacă este alimentat prea mult timp. Timpii exacți de pornire și oprire permit furnizorului să aleagă designul potrivit al bobinei.
11. Solenoid standard sau personalizat? Ce să aleg?
Selectați produsul standard dacă acesta corespunde cerințelor privind forța, cursa, tensiunea, dimensiunea, ciclul de funcționare și durata de viață. Personalizare: Dacă produsul standard nu corespunde cerințelor mecanice, electrice, de mediu sau comerciale, luați în considerare personalizarea.
12. La ce să vă așteptați de la un producător de solenoizi push-pull
Suport tehnic, date documentate despre performanță, capacitate prototip, proces de fabricație, control al calității, experiență de personalizare, capacitate de testare a duratei de viață, controlul schimbărilor și capacitatea de a susține volumele de producție viitoare.
