Pneumatische cilinderdemping

Figuur 1: Een dubbelwerkende pneumatische cilinder van roestvrij staal

Pneumatische cilinderdemping is belangrijk in industriële toepassingen waarbij pneumatische cilinders worden gebruikt. Als een pneumatische cilinder plotseling tot stilstand komt, kan dit het systeem beschadigen. Demping vertraagt de beweging van de cilinder aan het einde van de slag om schade te voorkomen. Bovendien verbetert het gebruik van demping in pneumatische cilinders de algehele efficiëntie en nauwkeurigheid van het systeem, en kan het helpen de levensduur van de apparatuur te verlengen en de onderhoudskosten te verlagen. Dit artikel behandelt de verschillende soorten demping voor pneumatische cilinders en hun voor- en nadelen.

Bekijk onze online selectie van pneumatische cilinders

Overzicht pneumatische cilinders

Een pneumatische cilinder zet de energie van perslucht om in lineaire beweging. De cilinder bestaat uit een cilindrische kamer met een zuiger en een zuigerstang, die in de cilinder heen en weer bewegen. De cilinder kan enkel- of dubbelwerkend zijn, wat betekent dat de perslucht de zuiger in één of beide richtingen duwt. Pneumatische cilinders worden gebruikt in industriële automatiseringssystemen om de beweging van machines en apparatuur met hoge precisie en snelheid te regelen. Lees ons overzicht van pneumatische cilinders en kom meer te weten over hun ontwerp en prestatiekenmerken.

Wat is pneumatische cilinderdemping

De demping vertraagt en absorbeert de impact van de zuiger aan het einde van zijn slag. Zonder demping kan het effect van de zuiger die tegen de eindkap slaat, schade veroorzaken aan de cilinder en andere mechanische onderdelen. De demping verbetert ook de veiligheid door het geluid van de zuiger te beperken wanneer deze de eindkap raakt. Dit beschermt het gehoor van gebruikers die vaak pneumatische cilinders bedienen.

Soorten demping

Externe demping: Externe demping is een zacht materiaal, zoals rubber of schuim, dat aan de buitenkant van een pneumatische cilinder wordt aangebracht om de impact van de zuiger aan het einde van zijn slag te absorberen. Het is gemakkelijk te vervangen wanneer het versleten is.
Mechanische demping: Mechanische demping vermindert de schokbelasting met behulp van een flexibel materiaal zoals een elastomeer. Het vermindert effectief het contactgeluid en absorbeert kleine hoeveelheden energie, maar is alleen geschikt voor toepassingen met lage snelheden, kleine belastingen of korte slaglengtes.
Instelbare pneumatische demping: De instelbare luchtdemping beperkt de lucht die aan het einde van de slag vrijkomt door middel van een variabele opening en twee spuds. De lucht wordt opgevangen in de eindkap van de cilinder en afgevoerd via een kleine doorgang die wordt geregeld door een naaldventiel. Om ervoor te zorgen dat de demping effectief blijft, moet deze bij veranderingen in gewicht, druk of snelheid worden bijgesteld.
Zelfstellende demping: Op basis van de belasting en de snelheid van de cilinder regelt de perslucht in de cilinder de automatische aanpassing van de zelfstellende demping. Dit type demping wordt vaak gebruikt in toepassingen waar de belasting en de snelheid van de cilinder sterk kunnen variëren.

Externe demping

Op de pneumatische cilinder wordt een externe schokdemper gemonteerd. Hij vermindert de slag van de zuiger van de cilinder aan het einde van zijn slag. Een schokdemper heeft meestal een met vloeistof gevulde cilinder (bv. gevuld met olie), en een zuiger die in de cilinder beweegt. Aan het einde van zijn slag duwt de zuiger van de pneumatische cilinder tegen de zuiger van de schokdemper. Hierdoor wordt de vloeistof in de schokdemper samengeperst. Deze actie vertraagt en dempt de impact van de zuiger van de pneumatische cilinder.

Schokdempers zijn ideaal voor toepassingen met zware lasten en/of hoge snelheden omdat zij veel kracht creëren. Zonder de bescherming van de schokdemper zou de pneumatische cilinder een groot risico op schade lopen. De schokdemper dempt ook trillingen en geluiden.

Schokdempers worden ingedeeld in drie soorten: vaste demping, instelbare demping en zelfinstellende demping.

Vaste demping: Voor schokdempers is vaste demping de meest kosteneffectieve keuze. Hij is ontworpen voor specifieke belastingen en snelheden.
Verstelbare demping: De verstelbare demping heeft een stelschroef waarmee de schokdemper bij verschillende belastingskarakteristieken kan functioneren.
Zelfstellende demping: Sensoren en algoritmen werken samen met een zelfregelende schokdemper om de dempingskracht automatisch aan te passen op basis van de belastingskarakteristieken.

Mechanische demping

Mechanische demping in pneumatische cilinders maakt gebruik van flexibele elastomeren in de cilinder om de schokkracht te absorberen. Flexibele elastomeren worden gewoonlijk gemaakt van rubber of andere polymeren die onder spanning vervormen en terugkeren naar hun oorspronkelijke vorm zodra de spanning wordt weggenomen. In pneumatische cilinders worden flexibele elastomeren aan het einde van de cilinderslag geplaatst, waar zij de kinetische energie van de zuiger absorberen en deze afremmen voordat hij het einde van de slag bereikt.

Instelbare pneumatische demping

De instelbare luchtdempingstechnologie beperkt het luchtvolume dat aan het einde van de cilinderslag vrijkomt. De constructie van deze demping omvat een variabele opening en spuds, kleine metalen staafjes die aan weerszijden van de zuiger zijn gemonteerd en die de luchtstroom naar de hoofdkamer van de zuiger afsluiten, waardoor de lucht in de eindkap van de cilinder wordt opgesloten. Deze ingesloten lucht wordt vervolgens afgevoerd via een kleine doorgang die wordt gecontroleerd door een gasklep.

Tijdens elke cyclus vangt de cilinder een vast volume lucht op. Aangezien lucht echter zeer samendrukbaar is, kunnen de belasting, de snelheid en de luchtdruk in de cilinder alle de doeltreffendheid van het luchtkussen van de pneumatische cilinder beïnvloeden. Voor elke toepassing zal slechts een klein bereik van aanpassingen resulteren in optimale dempingsprestaties. Zodra de naaldklep is ingesteld, kan elke verandering in gewicht, druk of snelheid de kussenreactie beïnvloeden, waardoor de cilinder opnieuw moet worden afgesteld.

Als de demping te hoog is ingesteld, zal de zuiger te snel afremmen, wat kan leiden tot een lagere totale cilindersnelheid. Als de zuiger daarentegen te laag is ingesteld, vertraagt hij mogelijk niet genoeg, wat kan leiden tot een hobbelige of onstabiele beweging en mogelijke schade aan de cilinder of de verplaatste lading.

Zelfstellende demping

In plaats van een verstelbare dwarsdoorsnede te gebruiken om de luchtstroom in de dempingskamer te regelen, gebruikt de zelfregelende demping sleuven in de zuiger om het luchtkussen onafhankelijk van de dempingslengte uit te zuigen. De geometrie van deze luchtkanalen zorgt voor een gefaseerde ontluchting van de dempingslucht, waardoor het dempingssysteem van de pneumatische cilinder zich automatisch aanpast aan de belasting en de snelheid van de cilinder.

Voor- en nadelen

Tabel 1: De voor- en nadelen van schokdempers, mechanische, instelbare en zelfregelende demping.

Type demping	Voordelen:	Nadelen:
Schokdemper	Veelzijdigheid: Gemakkelijk aan te passen of te vervangen	Complexiteit: Verhoogd, waardoor het gevaar en de kans op falen toenemen Ruimte: Extra ruimte innemen
Mechanisch	Eenvoudig en kosteneffectief: Kan gemakkelijk worden geïmplementeerd in de meeste pneumatische systemen	Nadelen: Elastomeren aan het einde van de cilinderslag verminderen de snelheid, kracht en slaglengte van de pneumatische cilinder.
Instelbaar	Verbeterde prestaties: Biedt betere prestaties, flexibiliteit en nauwkeurigheid dan mechanische demping	Complexiteit: Verhoogd, waardoor het falen toeneemt Prijs: Hogere kosten dan mechanische demping Smal aanpassingsvenster: Het smalle aanpassingsvenster betekent dat er meer tijdskostaanpassingen nodig zijn
Zelfinstellend	Veelzijdigheid: Werkt met een groot aantal combinaties van snelheid en massa Efficiëntie: Verhoogde efficiëntie vermindert het energieverbruik en de totale productiviteit	Prijs: Duurder dan verstelbare dempingssystemen Aanpassing: Minder maatwerk dan verstelbare dempingssystemen

Lees onze artikelen over pneumatische cilinders ISO 15552, ISO 6432 en ISO 21287 voor de ontwerpkenmerken van pneumatische cilinders volgens verschillende normen.

FAQs

Wat is demping in pneumatische cilinders?

Pneumatische cilinderdemping vertraagt de belasting die de zuiger beweegt. Zonder zuiger raakt de zuiger de eindkap, wat schokken, trillingen en harde geluiden veroorzaakt. Uiteindelijk zal dit het systeem beschadigen.

Hoe regel je de demping van een pneumatische cilinder?

Voor aanpassing van het kussen van de pneumatische cilinder draait u de stelschroef aan het uiteinde van de cilinder. Deze schroef regelt de luchtstroom door de dempingsklep, die de snelheid van de zuiger aan het einde van de slag regelt.