Dwie niemieckie firmy od wielu lat z powodzeniem współpracują w dziedzinie technologii pomiarowej, aby móc precyzyjnie testować przemysłową technologię tłumienia w zakresie parametrów dynamicznych dla projektów specyficznych dla klienta. Poniżej przedstawiamy wgląd w ich współpracę.

W wielu zautomatyzowanych procesach produkcyjnych małe i przemysłowe amortyzatory są wykorzystywane jako wydajne, bezprądowe komponenty hydrauliczne do zwalniania lub precyzyjnego hamowania sił masowych w celu zwiększenia wydajności i bezpieczeństwa. ACE Stoßdämpfer GmbH oferuje szeroką gamę tych elementów maszyn w postaci samoregulujących i regulowanych typów do szerokiej gamy zastosowań, umożliwiając projektantom pokrycie najbardziej powszechnych zakresów sił za pomocą standardowych komponentów firmy.

Czujniki i symulacje odgrywają rolę, gdy inżynierowie chcą z wyprzedzeniem precyzyjnie określić rzeczywistą charakterystykę tłumienia poszczególnych typów amortyzatorów ACE dla konkretnego zastosowania w szczególnie wrażliwych aplikacjach. Ma to zastosowanie w szczególnych przypadkach w dziedzinie automatyzacji i obsługi, a także do wyhamowywania wyjątkowo dużych sił masowych na obrabiarkach lub stołach obrotowych. Jeśli krzywe tłumienia określone przez producenta nie są wystarczające dla danego zastosowania i dla zespołu projektowego klienta, inżynierowie konsultanci ACE wykorzystują wewnętrzne urządzenia testowe do sprawdzenia teoretycznych symulacji z projektów ze standardowymi komponentami w praktyce i ich walidacji.

Technologia tłumienia testowana na testerach upadku i stanowisku testowym

W Langenfeld, niemieckiej siedzibie ACE Stoßdämpfer GmbH, członka Grupy Stabilus, wykorzystywane są dwa testery upadków. Pierwszy z nich obejmuje siły masowe od 130 kg do 500 kg przy maksymalnej wysokości upadku 1500 mm. Testy upadku przeprowadzane zgodnie z prawami grawitacji skutkują maksymalnymi prędkościami uderzenia wynoszącymi 4,8 m/s (v = √2*g*h) i energiami kinetycznymi wynoszącymi około 6000 Nm (m*g*h). Drugi tester upadku jest odpowiedni dla mas od 3 kg do 350 kg przy maksymalnej wysokości upadku do 1500 mm, przy czym mierzone są prędkości uderzenia do ok. 5,5 m/s i energie do ok. 5150 Nm. Oprócz tych opcji testów grawitacyjnych dla amortyzatorów na końcu ruchu pionowych osi liniowych, specjalne stanowisko testowe umożliwia również poziome testy liniowe. Napęd przyspiesza masy od 20 kg do 100 kg do prędkości ok. 3,5 m/s.

W praktycznym przykładzie, w którym wysoce precyzyjne, pozbawione tarcia osie są instalowane w systemie przenoszenia, który jest zabezpieczony w pozycjach końcowych w trzech osiach (X, Y, biegun środkowy) za pomocą małych amortyzatorów, inżynierowie ACE najpierw wybierają odpowiednie typy amortyzatorów dla danej osi ze standardowego zakresu. Ponieważ bardzo wrażliwe osie mogą być obciążane tylko określonymi maksymalnymi siłami w przypadku zderzenia, ACE przeprowadza w drugim kroku konkretne teoretyczne projekty dla każdego z wybranych małych amortyzatorów za pomocą oprogramowania symulacyjnego. Każdy indywidualny wzór otworów, tj. liczba i rozmiar otworów dławiących wewnątrz amortyzatora, jest symulowany na komputerze w celu optymalizacji progresji siły, tj. krzywej siła-przemieszczenie. Inżynierowie mogą następnie zweryfikować symulacje teoretyczne, wykonując pomiary na osi liniowej przy użyciu odpowiednio przygotowanych próbek testowych w testach liniowych na stanowisku testowym. W takiej aplikacji testowej masa ruchoma może być regulowana do kilku gramów, a prędkość uderzenia może być dopasowana prawie jeden do jednego z tolerancją 0,02 m/s dla każdego konkretnego przypadku. Jeśli próbki testowe przejdą pomyślnie testy, wyniki pomiarów są wykorzystywane do produkcji wymaganych małych serii.

Technologia pomiarowa weryfikuje wyniki symulacji i testów

Niezależnie od tego, czy komponenty ACE są testowane w pionowych czy poziomych osiach liniowych, firma wykorzystuje laserowy system pomiaru przemieszczenia do określenia skoku tłumienia oraz czujniki siły do określenia rzeczywistej siły podparcia dla wszystkich stanowisk testowych. Firma współpracuje z Burat & Klein Datentechnik GmbH z siedzibą w Meckenbeuren w regionie Jeziora Bodeńskiego od 2004 roku. Podczas gdy różne czujniki i przetworniki przemieszczenia są podłączone do systemu pomiarowego o nazwie MultiMessBOX, który jest precyzyjnie dostosowany do danego punktu testowego, dane określone w każdym przebiegu testowym mogą być oceniane za pomocą oprogramowania MessMax® zaprogramowanego przez Burat & Klein. Jak opisano w przykładowym przypadku, MessMax® umożliwia nałożenie krzywej zmierzonej podczas rzeczywistego testu na krzywą teoretyczną wyznaczoną na komputerze, a tym samym weryfikację teorii w praktyce. Jörg Küchmann, inżynier z działu badań i rozwoju ACE, komentuje: "W przytoczonej aplikacji firma Burat & Klein była w stanie zaoferować nam specjalne oprogramowanie ewaluacyjne, za pomocą którego możemy porównać trzy parametry i automatycznie wyeksportować wyniki do programu Excel zgodnie z wymaganiami. W tym przypadku maksymalna siła podporowa, maksymalna odległość tłumienia, a także energia, tj. pole pod krzywą siła-przemieszczenie, są oceniane i sprawdzane"

W ciągu ostatnich kilku lat ACE zdobyło duże doświadczenie w tej dziedzinie technologii pomiarowej i oceny uzyskanych wyników dzięki rosnącej liczbie walidacji wymaganych przez klientów. Godne uwagi jest to, że symulacje wykazują jedynie bardzo małe odchylenia procentowe w porównaniu z rzeczywistymi wynikami pomiarów w praktyce. Symulacje ACE są zatem również bardzo dokładne dzięki technologii pomiarowej Burat & Klein.