Hydraulische stootdempers
Gecontroleerd afremmen verhoogt levensduur van machines
Sterk geautomatiseerde machines met een
nood aan de kortst mogelijke cyclustijden eisen uiterst gesofisticeerde
deceleratie technieken. Ongecontroleerde energie kan de machine ernstig
beschadigen en kan leiden tot enorme productiestops en hoge reparatiekosten.
Industriële hydraulische stootdempers kunnen dit op een gecontroleerde manier
voorkomen. Een toelichting.
Version
française
Wanneer we bij industriële installaties de
techieken bekijken om een last tot stilstand te brengen, dan wordt er over het
algemeen gebruik gemaakt van veren, rubber- of luchtbuffers. Deze technieken
hebben enkel de eigenschap simpelweg de energie op te nemen en geen enkele vorm
van gecontroleerde afremming toe te laten. In de praktijk betekent dit ook dat
de last terugveert nadat hij de confrontatie met de stootdemper aanging. Een
verhoogde productiesnelheid, hetgeen overeenkomt met een grotere kinetische
energie en dus een grotere belasting van de machine, is enkel mogelijk wanneer
deze verhoogde krachten beperkt worden. Het beste resultaat wordt verkregen
wanneer de energie lineair of progressief wordt afgebouwd over een welbepaalde
afstand. Dit betekent de kortst mogelijke afremtijd en tegelijkertijd de kleinst
mogelijke reactiekracht.
Met hydraulische stootdempers worden al deze eisen werkelijkheid en wordt de
massa over de gehele remweg met een constante kracht afgeremd. De massa wordt
zacht opgevangen en over de gehele slaglengte gelijkmatig vertraagd. Zo ontstaat
een constante lineaire remcurve met de minste belasting voor de constructie, met
als gevolg hogere snelheden, verlengde levensduur van machines, vereenvoudigde
machineconstructie en gereduceerde lawaai-ontwikkeling. Dit alles draagt bij tot
een verhoogd productieresultaat. Op het gebied van hydraulische stootdempers kan
men een aantal technieken onderscheiden waaronder de zelfinstellende en de
manueel instelbare stootdempers.
Zelfinstellende stootdempers
Dit zijn hydraulische eenheden met meervoudige smooropeningen, die de
verschillende snelheids-, belastings- en krachtwaarden compenseren binnen hun
specifieke bereik. Tijdens de afremslag wordt de zuiger in het demperhuis geduwd
en wordt de olie die voor de zuiger zit door de smooropeningen geperst.
Proportioneel met de slag neemt het aantal smooropeningen af, waardoor de
ingaande snelheid lager wordt. De vóór de zuiger aanwezige stuwdruk en daarmee
verwant de reactiekracht blijven tijdens de gehele slag nagenoeg constant
hetgeen resulteert in een constante vertraging. Een veer zorgt ervoor dat de
zuiger weer in startpositie wordt gebracht. Voor de vertragingskarakteristiek
heeft men de keuze uit de lineaire en de progressieve vertragingscurve.
Zelfinstellende stootdempers met lineaire vertragingskarakteristieken zijn
speciaal ontworpen voor hoge belastingen en krachten, en relatief lage
snelheden. Daarentegen zijn de schokdempers met progressieve afremcurves meer te
gebruiken voor kleinere belastingen en krachten, en relatief hogere snelheden.
Manueel instelbare stootdempers
Zoals bij de zelfinstellende stootdempers bestaat het systeem hier eveneens
uit een gesloten hydraulische component die werkt op basis van verplaatsing.
Wanneer ook hier de zuiger in de cilinder gedrukt wordt, verplaatst de olie zich
door de smooropeningen die progressief afgesloten worden. Zo vertraagt de zuiger
in verhouding tot de afgelegde weg. De verplaatste olie wordt gecompenseerd door
een accumulator. De deceleratie, of ook wel de hardheidsgraad, kan veranderd
worden aan de hand van een regelbare schroef. Ook hier is er een veer die de
zuiger weer in startpositie brengt. Er is een ruime keuze aan mogelijkheden
gaande van miniatuur- tot "heavy-duty"-stootdempers in allerhande
maten en gewichten. Andere varianten zoals palletstoppers, dempingcilinders en
snelheidscontrolerende en roterende dempers staan ook ter beschikking.
Toepassingen zijn vooral te vinden bij manipulatoren, blok- of andere
transportsystemen, draaitafels, stapelmachines en mogelijk nog honderd andere
installatietypes.
Besluit
We kunnen besluiten dat het gebruik van hydraulische stootdempers resulteert
in een constructieverbetering met als gevolg een productieverhoging en een
levensduurverlenging, om nog maar over de financiële besparingen op gebied van
bedrijfskosten, constructie en energie te zwijgen.
Ing.Xavier De Buysscher
Butoirs
hydrauliques
L’amortissement contrôlé augmente la longévité des machines
Des machines fortement automatisées
soumises à des temps de cycles des plus brefs exigent des techniques de
décélération extrêmement sophistiquées. Une énergie non contrôlée peut
endommager sérieusement la machine et peut mener à des arrêts de production
énormes et à des frais de réparation très élevés. Des butoirs hydrauliques
industriels peuvent empêcher ces risques d’une façon contrôlée. Un
aperçu.
En étudiant les techniques disponibles pour
immobiliser une charge dans des installations industrielles, l’on constate qu’il
s’agit en général de ressorts, ou encore de butoirs en caoutchouc ou à air.
Ces techniques ont la seule capacité d’absorber l’énergie et ne permettent
aucune forme de ralentissement contrôlé. En pratique, cela signifie également
que la charge rebondit après l’impact sur le butoir.
Une vitesse de production supérieure, correspondant à une énergie cinétique
supérieure et de ce fait à une plus grande charge de la machine, n’est
concevable que lorsque ces forces supérieures sont freinées. Le meilleur
résultat est obtenu lorsque l’énergie est réduite de façon linéaire ou
progressive sur une distance bien définie, ce qui correspond à un temps de
décélération le plus court possible et simultanément à une force de
réaction réduite autant que possible.
Grâce aux butoirs hydrauliques, ces exigences sont converties en réalités et
la masse est freinée avec une force constante sur toute la distance de
décélération. La masse est recueillie de manière douce et freinée de
manière égale sur toute la course. De cette façon, une courbe de
décélération linéaire constante est créée sans la moindre charge sur la
machine, et il en résulte des vitesses supérieures, une longévité accrue des
machines, une construction simplifiée et une pollution sonore réduite. Tout
ceci contribue à un rendement de production supérieur.
En matière de butoirs hydrauliques, l’on peut distinguer un nombre de
techniques dont les butoirs autorégulants et les butoirs à réglage manuel.
Butoirs autorégulants
Il s’agit ici d’unités hydrauliques à multiples orifices de restriction,
compensant les différentes valeurs de vitesse, de charge et de force dans leur
application spécifique.
Pendant la course de décélération, le piston est poussé dans le corps d’amortissement
et l’huile se trouvant devant le piston est poussée au travers des orifices
de restriction de passage. Le nombre d’orifices diminue en même temps que la
course, ce qui réduit la vitesse. La pression à l’avant du piston et par
conséquent la force de réaction restent pratiquement constantes sur toute la
course, produisant un ralentissement constant. Le piston est ramené à la
position de départ par un ressort.
En ce qui concerne les caractéristiques de l’amortissement, il y a le choix
entre les courbes de décélération linéaire ou progressive. Les butoirs
hydrauliques autorégulants avec caractéristiques de décélération linéaire
sont conçus spécifiquement pour des charges et des forces élevées, et pour
des vitesses relativement lentes. Par contre, les butoirs avec courbe de
décélération progressive sont préférables pour des charges et des forces
plus petites, et des vitesses relativement élevées.
Les butoirs hydrauliques à réglage manuel
Comme pour les butoirs autorégulés, le système consiste ici également en un
composant hydraulique étanche fonctionnant sur le principe du déplacement.
Lorsque le piston s’enfonce dans le vérin, l’huile se déplace au travers
des orifices de restriction qui sont progressivement occultés. De cette façon,
le piston ralentit en rapport avec la course parcourue. L’huile déplacée est
compensée par un accumulateur. La décélération, ou le degré d’amortissement,
peut être modifiée au moyen d’une vis de réglage. Ici également, le piston
est ramené à sa position de départ par un ressort. Il y a un vaste choix de
possibilités couvrant des amortisseurs miniatures aux amortisseurs
"renforcés", de dimensions et de poids différents. D’autres
variantes comme les butoirs à palettes, les amortisseurs à vérin, à
contrôle de vitesse et les amortisseurs rotatifs sont également disponibles.
Les applications sont principalement les manipulateurs, les systèmes de
transport en bloc ou autres, les empileuses et une bonne centaine d’autres
types d’installations.
Nous pouvons en conclure que l’usage de butoirs hydrauliques résulte en une
amélioration de la construction et par conséquent en une longévité accrue,
sans mentionner les économies financières sur le plan des frais de gestion, de
construction et énergétiques.
Ing. Xavier De Buysscher
