Festo Semi-Roterende Aandrijvingen
Figuur 1: Een schoep semi-roterende aandrijving (links) en een tandheugel-en-pignon semi-roterende aandrijving (rechts).
Semi-roterende aandrijvingen bieden nauwkeurige en gecontroleerde beperkte roterende beweging in verschillende industriële toepassingen, meestal minder dan 360 graden. Deze aandrijvingen worden vaak gebruikt in toepassingen waar een volledige rotatie niet noodzakelijk of mogelijk is. Ze worden vaak gebruikt in verschillende industriële toepassingen, waaronder klepbediening, materiaalbehandeling en automatiseringssystemen. Dit artikel gebruikt de pneumatische semi-roterende aandrijvingen van Festo als voorbeeld om een overzicht van dit type apparaat te geven.
Festo biedt twee primaire soorten pneumatische semi-roterende aandrijvingen:
- Schoep semi-roterende aandrijving
- Tandheugel-en-pignon semi-roterende aandrijving
Schoep Semi-Roterende Aandrijving
Een schoep semi-roterende aandrijving maakt gebruik van een schoep (een plat, mesachtig onderdeel) dat binnen een kamer roteert. De schoep is bevestigd aan een rotor, en wanneer er onder druk staande lucht in de kamer wordt gebracht, duwt deze tegen de schoep, waardoor de rotor draait. Festo's dubbelwerkende (wat betekent dat het in twee richtingen kan draaien) semi-roterende aandrijvingen met een schoep zijn moderne, compacte apparaten die een vaste zwenkhoek bieden, die kan worden aangepast met accessoires. Het is lichter dan andere semi-roterende aandrijvingen en heeft een behuizing die beschermd is tegen opspattend water en stof. Het ontwerp omvat geen metalen vaste stop, waardoor het soepeler en stiller is.
Deze apparaten bevatten positiesensoren zoals de SRBS, die magnetisch en zonder contact detecteren wanneer de aandrijving het einde van zijn draaibereik heeft bereikt. Deze sensor heeft twee schakelpunten en biedt snelle installatie en betrouwbare werking via een enkele drukknop. De eindposities van de zwenkhoek, variërend van 0 tot 270 graden, kunnen eenvoudig worden ingesteld met deze knop. De SRBS-sensor vereist slechts één verbindingskabel en biedt een lange levensduur vanwege zijn robuuste, contactloze detectiemechanisme. Het biedt een herhalingsnauwkeurigheid van ±1 graad en omvat programmeerbare schakeluitgangen, ofwel PNP of NPN, met opties voor normaal open of normaal gesloten contacten.
Figuur 2: Schoeptype semi-roterende aandrijvingen hebben poorten voor retourstroom (A) en persluchtstroom van een pomp (B). Door af te wisselen welke poort voor welke bron is, kan de richting waarin de schoep wordt geduwd worden veranderd (met de klok mee links, tegen de klok in rechts). De stop (C) scheidt de twee poorten en de rotatie van de schoep draait een uitgaande as (D).
Specificaties
Festo biedt twee series van schoep semi-roterende aandrijvingen:
- DRVS
- DSM
De DSM-aandrijving biedt grotere maten en staat ook hogere radiale krachten van de belasting toe. Het belangrijkste verschil tussen de twee series is echter dat de zwenkhoek van de DSM oneindig instelbaar is en de zwenkhoek van de DRVS vast is. De zwenkhoek van de DRVS kan echter worden aangepast met behulp van een stopkitaccessoire.
Tabel 1: DRVS specificaties
| Maat | 6 | 8 | 12 | 16 | 25 | 32 | 40 | |
| Pneumatische aansluiting | M3 | M5 | G1/8 | |||||
| Montagetype | Vrouwelijk | |||||||
| Zwenkhoek | 90/180 | 90/180/270 | ||||||
| Smering | Mogelijk maar zal altijd achteraf nodig zijn | |||||||
| Bedrijfsdruk | bar | 3,5 - 8 | 2,5 - 8 | 2 - 8 | ||||
| psi | 51 - 116 | 36 - 116 | 29 - 116 | |||||
| Materialen | ||||||||
| Aandrijfas | Hooggelegeerd roestvrij staal | Verzinkt staal | ||||||
| Behuizing | Geanodiseerd smeedaluminiumlegering | Geverfd spuitgietaluminium | ||||||
| Schoep | Versterkt PET | |||||||
| Kogellagers | Rolstalen lager | |||||||
| Afdichting van de as | - | PU | NBR | |||||
| Schroeven | Verzinkt staal | |||||||
| Afdichtingen | TPE-U(PU) | |||||||
Tabel 2: DSM specificaties
| Maat | 12 | 16 | 25 | 32 | 40 | 63 |
| Pneumatische aansluiting | M5 | G1/8 | G1/4 | |||
| Montagetype | Vrouwelijke schroefdraad | |||||
| Bedrijfsdruk (bar) | 2 - 10 | 1,5 tot 10 | ||||
| Materialen | ||||||
| Behuizing, flens | Geanodiseerd aluminium | |||||
| As | Verzinkt staal | |||||
| Roterende schoep | Glasvezelversterkte kunststof | |||||
| Stophefboom | Geanodiseerd aluminium | |||||
| Vaste stops | Roestvrij staal | |||||
| Schroeven | Verzinkt staal | |||||
| Stop schroeven | Roestvrij staal | |||||
| Afdekkap | Glasvezelversterkte kunststof | |||||
| Afdichtingen | Polyurethaan | |||||
Rack-and-pinion semi-roterende aandrijving
Rack-and-pinion semi-roterende aandrijvingen werken volgens het tandheugel en rondsel principe, met een hoge nauwkeurigheid in eindposities en een uitstekend draagvermogen. Ze zetten lineaire beweging om in roterende beweging door de interactie van een tandwiel (het rondsel) en de lineaire tandheugelstrip (de tandheugel). Samengeperste lucht oefent een lineaire kracht uit op de tandheugel, waardoor deze in een rechte lijn beweegt. Dit leidt tot het rondsel dat om zijn as roteert. Deze aandrijvingen handhaven een nauwkeurige uitlijning langs de as van de flensas, waardoor eventuele afwijking of wiebelen wordt geminimaliseerd. Bovendien zijn ze in staat om grote roterende krachten effectief te beheren en te controleren, die worden aangeduid als hoge massamomenten van traagheid. Ze hebben een lage speling (schokkerige bewegingen bij verandering van richting) en bieden een goede dynamische respons. Ontworpen om spatwaterdicht te zijn volgens IP65-normen op basis van EN 60529, worden deze aandrijvingen geleverd met gedefinieerde interfaces en een toevoerpoort aan één uiteinde. Diverse montagemogelijkheden zijn beschikbaar, waardoor ze ideaal zijn voor toepassingen in de handling.
Figure 3: A rack-and-pinion semi-rotary drive: pistons (A), flange shaft (B), housing (C), and port plugs (D).
Specificaties
Festo biedt één serie rack-and-pinion semi-roterende aandrijvingen aan, de DRRD-serie met dubbele zuigers. De specificaties worden weergegeven in Tabel 3.
Tabel 3: DRRD specificaties
| Maat | 8 | 10 | 12 |
| Pneumatische aansluiting | M3 | M5 | |
| Montagetype | Vrouwelijke draad met doorvoergat | ||
| Zwenkhoek | 180 | ||
| Smering | Toegestaan maar zal altijd nodig zijn achteraf | ||
| Bedrijfsdruk (bar) | 3 tot 8 | ||
| Materialen | |||
| Zuiger | Koperen basislegering | ||
| Flensas | Hooggelegeerd roestvrij staal | ||
| Behuizing | Glad geanodiseerde smeedaluminiumlegering | ||
| Poortplug | Hooggelegeerd roestvrij staal | ||
| Afdichtingen | NBR | ||
| Zuigerafdichting | TPE-U(PU) | ||
Toepassingen
Deze sectie biedt richtlijnen over hoe te kiezen tussen een vane semi-roterende aandrijving en een rack-and-pinion semi-roterende aandrijving voor specifieke toepassingen.
Precisie en soepelheid van werking
Vane semi-roterende aandrijvingen staan bekend om hun soepele en nauwkeurige roterende beweging, waardoor ze ideaal zijn voor toepassingen die fijne controle en minimale trilling vereisen. Deze aandrijvingen zijn bijzonder geschikt voor delicate taken in automatisering, robotica en medische apparatuur waar precisie cruciaal is.
Rack-and-pinion semi-roterende aandrijvingen bieden robuuste en betrouwbare roterende beweging, maar kunnen iets meer mechanische speling hebben vergeleken met vane-aandrijvingen. Ze zijn geschikt voor toepassingen waar hoge precisie niet zo kritisch is, zoals zware machines en automotive stuursystemen.
Koppel en belastbaarheid
Vane semi-roterende aandrijvingen bieden doorgaans matig koppel en zijn het meest geschikt voor toepassingen met lichtere belastingen. Ze zijn ideaal voor verpakkingsmachines, etiketteersystemen en licht materiaaltransport.
Rack-and-pinion semi-roterende aandrijvingen zijn in staat om hoger koppel te leveren en zwaardere belastingen te verwerken. Deze aandrijvingen zijn robuuster en duurzamer onder zware omstandigheden, waardoor ze geschikt zijn voor zware machines, kranen, graafmachines en andere toepassingen die een hoog koppel vereisen.
Ruimte- en installatiebeperkingen
Vane semi-roterende aandrijvingen zijn over het algemeen compacter en gemakkelijker te installeren in kleine ruimtes. Hun ontwerp maakt integratie in krappe ruimtes mogelijk, waardoor ze ideaal zijn voor toepassingen met beperkte ruimte, zoals robotarmen en compacte automatiseringssystemen.
Rack-and-pinion semi-roterende aandrijvingen vereisen echter mogelijk meer ruimte vanwege het lineaire-naar-roterende bewegingsconversiemechanisme. Ondanks dit bieden ze flexibiliteit in montage en configuratie, waardoor ze geschikt zijn voor grotere installaties waar ruimte minder een zorg is, zoals industriële machines en systemen voor hernieuwbare energie.
Onderhoud en duurzaamheid
Vane semi-roterende aandrijvingen hebben doorgaans minder bewegende onderdelen, wat kan resulteren in lagere onderhoudsvereisten en een langere levensduur in schone omgevingen. Ze zijn het meest geschikt voor omgevingen waar de toegang tot onderhoud beperkt is, zoals medische apparaten en ruimtevaarttoepassingen.
Rack-and-pinion semi-roterende aandrijvingen staan bekend om hun robuustheid en vermogen om ruwe omstandigheden te weerstaan. Hoewel ze mogelijk meer onderhoud vereisen vanwege de mechanische componenten, zijn ze over het algemeen duurzzamer in ruige omgevingen. Deze aandrijvingen zijn ideaal voor buitentoepassingen, zware industrie en omgevingen met veel stof en vuil.
Kostenoverwegingen
Vane semi-roterende aandrijvingen kunnen kosteneffectiever zijn voor toepassingen die matig koppel en precisie vereisen. Het eenvoudigere ontwerp kan leiden tot lagere initiële kosten, waardoor ze geschikt zijn voor budgetbewuste projecten waar hoge precisie en matig koppel voldoende zijn.
Rack-and-pinion semi-roterende aandrijvingen hebben daarentegen mogelijk hogere initiële kosten vanwege hun robuuste ontwerp en hogere koppelcapaciteiten. Ze bieden echter een betere waarde voor toepassingen die hoge prestaties en duurzaamheid vereisen. Deze aandrijvingen zijn geschikt voor projecten waar langetermijnbetrouwbaarheid en hoog koppel de investering rechtvaardigen.
Veelgestelde vragen
Wat is een semi-roterende aandrijving?
Een semi-roterende aandrijving biedt precieze en gecontroleerde beperkte roterende beweging, meestal minder dan 360 graden, gebruikt in verschillende industriële toepassingen.
Waar worden Festo semi-roterende aandrijvingen voor gebruikt?
Festo semi-roterende aandrijvingen worden gebruikt voor klepbediening, materiaaltransport en automatiseringssystemen waar volledige rotatie niet nodig is.
Wat zijn de voordelen van het gebruik van Festo semi-roterende aandrijvingen?
Voordelen zijn onder andere precieze controle, betrouwbaarheid, compact ontwerp en geschiktheid voor verschillende industriële toepassingen die beperkte roterende beweging vereisen.