Amortizerji – poiščite proizvajalce in dobavitelje

Amortizerji zmanjšujejo udarce, vibracije in neželena gibanja v vozilih, strojih, opremi in inženirskih konstrukcijah.

Del kinetične energije pretvorijo v toploto in zagotovijo, da se gibajoče mase upočasnijo na nadzorovan način ali da vibracije hitreje pojenjajo.
Za razliko od vzmeti amortizerji ne shranjujejo predvsem absorbirane energije, da bi jo kasneje sprostili. Njihova naloga je čim bolj nadzorovano razpršiti kinetično energijo. Zato se vzmeti in amortizerji pogosto uporabljajo v kombinaciji: vzmet absorbira obremenitve in omogoča gibanje, medtem ko amortizer omejuje nadaljnje nihanje.
Amortizerji se uporabljajo v širokem spektru področij, vključno s cestnimi in železniškimi vozili, motocikli, kolesi, kmetijskimi in gradbenimi stroji, proizvodnimi obrati, roboti, transportnimi sistemi, dvigali, žerjavi in gradbenimi konstrukcijami.

V nadaljevanju boste našli pregled načel delovanja, izvedb, področij uporabe, prednosti in omejitev blažilnikov ter najpomembnejših meril za njihovo izbiro.

Kako delujejo blažilniki

Amortizerji ustvarjajo silo, ki deluje proti gibanju. To zmanjša hitrost gibajoče se mase ali duši vibracije. Absorbirana mehanska energija se predvsem pretvori v toploto in se prek ohišja ali uporabljenega dušilnega medija odvaja v okolje.
V hidravličnih blažilnikih se bat premika znotraj z oljem napolnjenega cilindra. Olje se potiska skozi ventile, odprtine ali druge pretočne preseke. Iz tega izhajajoči pretokni upor ustvarja dušilno silo.
Dušenje se lahko za vsako smer gibanja nastavi drugače:

• Faza stiskanja deluje, ko se blažilnik stiska.
• Faza odskoka deluje, ko se blažilnik raztegne.

V avtomobilskih blažilnikih sta dušenje stiskanja in odskoka posebej prilagojena teži vozila, zasnovi šasije, vzmetenju in želenim vozniškim lastnostim. Pri industrijskih blažilnikih pa je pogosto glavni poudarek na upočasnjevanju gibajoče se mase do popolnega ustavitve na gladek in brez udarcev način.
Odvisno od konstrukcije je dušilna sila med drugim odvisna od hitrosti, hod, položaja ventila, viskoznosti olja in temperature. Sodobni ventilske sisteme omogočajo progresivne, degresivne ali približno linearne karakteristične krivulje. To omogoča, da se blažilnik na majhna gibanja odziva drugače kot na visoke udarne hitrosti.

Konstrukcija in ključni sestavni deli blažilnikov

Natančna konstrukcija je odvisna od načina delovanja in namena uporabe. Hidravlični teleskopski blažilnik običajno sestavljajo:

• tlačno odpornega ohišja ali cilindra,
• premičnega bata,
• batne palice,
• hidravlične blažilne tekočine,
• ventilov in odprtin,
• vodila in ležajni elementi,
• tesnila in brisalci,
• kompenzacijska komora za iztisnjeno olje,
• pritrdilni elementi,
• in, če je to primerno, povratno vzmet ali plinsko komoro.

Tesnila preprečujejo uhajanje blažilne tekočine in vdor nečistoč. Vodila zagotavljajo, da se bat in batna palica premikata v predvideni smeri. Stranske sile je treba čim bolj preprečiti, saj lahko znatno obremenijo vodila, tesnila in batno palico.
V mnogih hidravličnih blažilnikih plinska blazina služi za kompenzacijo sprememb prostornine in vzpostavlja tlak v olju. Zmanjšuje tveganje za penjenje in kavitacijo. Tudi v tako imenovanih plinsko tlačnih blažilnikih se dejansko blaženje doseže predvsem z omejenim pretokom olja.

Vrste in različice blažilnikov

Amortizerje lahko razvrstimo glede na njihov način delovanja, konstrukcijo, možnost krmiljenja in področje uporabe. Ker se te značilnosti prekrivajo, lahko amortizer hkrati spada v več skupin.

Hidravlični blažilniki

Hidravlični blažilniki uporabljajo olje ali drugo hidravlično tekočino kot blažilno sredstvo. Tekočina se potiska skozi natančno določene odprtine in ventile, pri čemer se kinetična energija pretvori v toploto. To omogoča razpršitev velikih količin energije na kompaktnem prostoru.
Amortizerji pod tlakom plina vsebujejo tudi komoro s stisnjenim plinom. Ta kompenzira spremembe prostornine in zmanjšuje penjenje olja med hitrimi gibanji. Pri načrtovanju sistema je treba upoštevati nastalo silo raztezanja.
Hidravlični blažilniki se uporabljajo v vozilih, strojih, proizvodnih in transportnih sistemih ter v varnostni opremi.

Enocilindrični blažilniki

Enocilindrični blažilniki imajo en sam delovni cilinder.
Oljno in plinsko komoro običajno ločuje ločilni bat.
Velika površina valja, ki je neposredno izpostavljena zračnemu toku iz vozila ali iz okolice, olajšuje odvod toplote.
Ta zasnova se pogosto uporablja v vozilih z visokimi zahtevami glede enakomernega delovanja blaženja, natančnega odziva in toplotne odpornosti.

Dvocilindrični blažilniki

Dvocilindrični blažilniki so sestavljeni iz notranjega delovnega cilindra in zunanje kompenzacijske komore.
Olje, ki ga izpodriva umikajoča se batna palica, teče v kompenzacijsko komoro prek spodnjega ventila.
Ta zasnova pogosto omogoča kratko vgradno dolžino in stroškovno učinkovito proizvodnjo.
Dvocilindrični blažilniki se zato pogosto uporabljajo v osebnih avtomobilih, gospodarskih vozilih in številnih drugih aplikacijah.

Teleskopski blažilniki

Teleskopski blažilniki izvajajo linearno gibanje.
Batna palica in valj se premikata eden znotraj drugega.
Ta kompaktna in vsestranska zasnova se uporablja v vzmetenju vozil, strojih in industrijskih aplikacijah za konec hoda.

Amortizerji z vzvodom

Pri vzmetnih blažilnikih tipa vzvod se zunanje vrtilno gibanje prenaša prek vzvoda in gredi na notranji bat ali lopatico.
Uporabljali so se predvsem v starejših modelih vozil, danes pa jih najdemo predvsem v specializiranih ali zgodovinskih aplikacijah.

Pnevmatski blažilniki

Pnevmatski blažilniki uporabljajo zrak ali drug plin kot delovno sredstvo.
Dušenje se doseže z nadzorovanim omejevanjem pretoka plina.
Ker stisnjen zrak shranjuje energijo in lahko povzroči odskok, mora biti povsem pnevmatski blažilni sistem ustrezno zasnovan.
V pnevmatskih valjih se izpušni zrak pogosto duši v končnem položaju. To upočasni bat, preden doseže mehanski zatič.

Hidropnevmatski blažilniki

Hidropnevmatske izvedbe združujejo tekočino za nadzorovano dušenje s stisljivim plinom kot vzmetjo ali kompenzacijskim elementom.
Omogočajo visoke gostote energije in progresivne karakteristike sile.
Primeri uporabe vključujejo vzmetenje vozil, šasije kmetijskih in gradbenih strojev, pristajalno podvozje letal ter močno obremenjene inženirske konstrukcije.

Trenjni blažilniki

Trenjni blažilniki kinetično energijo razpršijo prek mehanskega trenja med površinami, ki se med seboj stiskajo.
Imajo preprosto zasnovo in ne potrebujejo tekočega blažilnega medija.
Vendar pa na dušilno silo lahko močneje vplivajo obraba, stanje površine, stična sila in temperatura.
Trenjni blažilniki se med drugim uporabljajo v posebnih vozilih, strojih in konstrukcijah, ki so izpostavljene vibracijam.

Elastomerni, gumijasti in plastični blažilniki

Ti blažilniki energije absorbirajo energijo prek deformacije elastičnih ali viskoelastičnih materialov.
Uporabljeni materiali vključujejo gumo, poliuretan, inženirske elastomere in posebne plastike.
So kompaktni, stroškovno učinkoviti in pogosto ne potrebujejo vzdrževanja. Hkrati imajo običajno učinek povratne elastičnosti. Dušilno obnašanje in življenjska doba sta v veliki meri odvisna od materiala, temperature, stopnje deformacije, pogostosti obremenitve in staranja.

Viskoelastični blažilniki

Viskoelastični blažilniki združujejo elastično deformacijo z notranjim trenjem.
Lahko blažijo udarce in vibracije v širokem frekvenčnem območju.
Uporabljajo se med drugim v strojih, ohišjih elektronskih naprav, zgradbah, mostovih in občutljivi tehnični opremi.

Magnetoreološki blažilniki

Magnetoreološki blažilniki vsebujejo tekočino, katere tokovno obnašanje spreminja magnetno polje.
Elektronski krmilni sistem lahko hitro prilagodi dušilno silo trenutnim delovnim pogojem.
Ta tehnologija se uporablja predvsem v prilagodljivih vzmetnih sistemih vozil ter v specializiranih strojih in sistemih za nadzor vibracij.

Pasivni blažilniki

Pasivni blažilniki imajo fiksno ali mehansko nastavljivo karakteristično krivuljo.
Ne potrebujejo zunanjega napajanja, so robustni, zanesljivi in jih je relativno enostavno vgraditi.

Nastavljivi blažilniki

Pri nastavljivih blažilnikih je mogoče nastaviti fazo stiskanja, fazo odskoka ali obe smeri dušenja.
Nastavitev je mogoča mehansko, hidravlično ali prek zamenljivih dušilnih elementov.
V industrijskih aplikacijah to nastavljanje omogoča prilagajanje različnim masam in hitrostim. V vozilih se lahko uporablja za optimizacijo udobja, vodljivosti in nosilnosti.

Prilagodljivi in polaktivni blažilniki

Prilagodljivi ali polaktivni blažilniki med delovanjem prilagajajo svojo dušilno silo. Senzorji zaznavajo dejavnike, kot so gibanje, pospešek, obremenitev ali vozne razmere. Krmilni sistem prilagaja ventile ali obnašanje dušilne tekočine.
Polaktivni sistemi prilagajajo dušenje, vendar v nasprotju s popolnoma aktivnimi sistemi običajno ne vnašajo dodatne kinetične energije v vzmetenje.

Industrijski blažilniki

Industrijski blažilniki nadzorujejo zaviranje gibajočih se mas v strojih in avtomatiziranih sistemih.
Tipične aplikacije vključujejo linearne enote, robote, obdelovalne stroje, portalne dvigala, transportne sisteme, pakirne stroje in sisteme za ravnanje z blagom.
Na voljo so samonastavljive, nastavljive in fiksne izvedbe. Pri redno ponavljajočih se gibih je treba upoštevati tako energijo na hod kot tudi skupno toploto, ki se ustvari na uro.

Miniaturni blažilniki

Miniaturni blažilniki so namenjeni majhnim gibljivim masam in omejenim vgradnim prostorom.
Uporabljajo se med drugim v preciznih mehanskih napravah, majhnih prijemalcih, elektroniki, medicinski tehnologiji in kompaktnih avtomatizacijskih sistemih.

Amortizerji za težka bremena

Amortizerji za težke obremenitve absorbirajo posebej velike količine energije.
Uporabljajo se na primer v žerjavih, mostovih, zapornicah, jeklarnah, sistemih za ravnanje z materiali, pristaniških objektih in velikih strojih.
Dolgi hodi in robustna ohišja omogočajo relativno majhno zaviranje težkih mas.

Varnostni blažilniki

Varnostni blažilniki so v prvi vrsti zasnovani za zagotavljanje zaščite v primeru okvar, zasilnih zaustavitev ali nenamernega prekoračitve končnega položaja.
Za razliko od industrijskih blažilnikov, ki delujejo ciklično, so pogosto zasnovani za redke, a posebej visokoenergetske obremenitve.

Amortizerji za konec hoda in udarne amortizerje

Amortizerji za konec poti upočasnijo gibljive dele stroja, preden dosežejo fiksno ustavitev.
Mednje spadajo hidravlični blažilniki, blažilniki konca hoda in blažilniki za linearne ali rotacijske gibe.
Za preprečitev obremenitve blažilnika preko njegovega dovoljenega hodu je morda potreben ločen fiksni zatič.

Amortizerji za vozila

Amortizerji za vozila se uporabljajo v osebnih avtomobilih, gospodarskih vozilih, avtobusih, motociklih, kolesih, železniških vozilih, kmetijskih strojih, gradbenih strojih in drugih mobilnih aplikacijah.
Dušijo vibracije vzmetenih in nevzmetenih mas ter prispevajo k udobju vožnje, stabilnosti vožnje in varnemu stiku med kolesi in cestno površino.

Amortizerji za posebne namene

Na voljo so posebne izvedbe, med drugim za zelo visoke ali nizke temperature, korozivna okolja, močno onesnaženje, podvodne aplikacije, čiste prostore, proizvodnjo hrane, potencialno eksplozivna območja ali posebej visoke število ciklov.
To lahko zahteva uporabo nerjavečega jekla, posebnih premazov, temperaturno odpornih tesnil, posebnih hidravličnih tekočin, brisalcev, zaščitnih mehov in odobritev, specifičnih za posamezno uporabo.

Uporaba blažilnikov

Cestna vozila

Amortizerji omejujejo vibracije karoserije, osi in koles.
Vplivajo na udobje vožnje, odzivnost krmiljenja, stabilnost zaviranja, obnašanje v zavojih in oprijem.
Konstrukcija mora biti natančno prilagojena vozilu, obremenitvi osi, vzmetenju in nameravani uporabi.

Motorna kolesa in kolesa

Na motociklih in kolesih so blažilniki pogosto kombinirani z vzmetjo, s čimer tvorijo kompaktno enoto.
Možnosti nastavitve prednapetosti, dušenja odskoka in dušenja stiskanja omogočajo prilagajanje teži voznika, obremenitvi, slogu vožnje in cestni površini.

Gospodarska, kmetijska in gradbena mehanizacija

Velika teža vozil, spremenljivi tovori in neravne površine postavljajo posebne zahteve glede nosilnosti, tesnjenja in odvajanja toplote.
Tukaj se blažilniki uporabljajo na šasijah, kabinah, sedežih, oseh, priključkih in gibljivih delih strojev.

Železniška vozila

V železniških vozilih blažilniki omejujejo navpične, bočne in rotacijske premike.
Glede na mesto vgradnje se uporabljajo med drugim primarni, sekundarni, bočni, navpični in stabilizacijski blažilniki.

Strojništvo in gradnja obratov

V strojih blažilniki zmanjšujejo udarne sile, hrup in obremenitev materiala.
Omogočajo krajše cikluse in preprečujejo, da bi se gibljivi deli ne nadzorovano zaleteli v mehanske omejevalnike.

Avtomatizacija in robotika

Amortizerji zavirajo osi, prijemalce, drsnike, nosilce obdelovancev in manipulacijske enote.
Enakomerno zaviranje ščiti mehanske komponente, obdelovance in senzorje.

Tehnologija transportnih trakov, skladiščenja in pakiranja

V transportnih sistemih, skladiščnih in iztokovnih strojih, sortirnih sistemih ter pakirnih strojih blažilniki udarcev ublažijo gibajoče se obremenitve ter omejijo sile na točkah prenosa in končnih položajih.

Konstrukcije in infrastruktura

Viskozni, viskoelastični ali hidravlični blažilniki lahko omejijo gibanje stavb, mostov in drugih konstrukcij, ki ga povzročajo veter, promet ali vibracije.

Letalstvo

Hidropnevmatski blažilniki in posebni absorberji energije se uporabljajo med drugim v pristajalnih podvozjih, sedežih, zakrilcih in varnostnih sistemih.
Teža, zanesljivost in določene zmogljivostne lastnosti v ekstremnih okoljskih pogojih so tu še posebej pomembne.

Prednosti blažilnikov

• Nadzorovano zaviranje: gibajoče se mase se upočasnijo na določeni razdalji.
• Manjše konične sile: Obremenitev strojev, vozil, komponent in tovorov se zmanjša.
• Manj vibracij: neželene preostale vibracije hitreje izginejo.
• Večja varnost pri delovanju: Mehanski zatiči in komponente, ki so ključne za varnost, so razbremenjeni.
• Daljša življenjska doba: Ležaji, vodila, okvirji in pritrdilni elementi so izpostavljeni manjši obremenitvi.
• Manj hrupa: Močne udarce in udarni hrup, ki se prenaša po konstrukciji, je mogoče zmanjšati.
• Izboljšana kakovost procesa: Obdelovance in občutljive izdelke je mogoče premikati nežneje.
• Večja stabilnost vožnje: Amortizerji vozil pomagajo ohranjati stik med kolesi in cestno površino.
• Nastavljivo dušenje: Različne izvedbe in karakteristične krivulje omogočajo natančno prilagajanje uporabi.

Omejitve blažilnikov

• Absorpcija energije na hod in na enoto časa je omejena. Če je frekvenca cikla previsoka, se lahko blažilnik pregreje.
• Nepravilna zasnova lahko povzroči grobo zaviranje, doseganje dna, odskok ali nezadostno dušenje.
• Pri hidravličnih blažilnikih lahko zaradi obrabljenih tesnil pride do puščanja.
• Na viskoznost olja in materiale tesnil vplivajo visoke in nizke temperature.
• Stranske sile ali poševni tok lahko poškodujejo batno palico, vodilo in tesnila.
• Elastomeri in plastika lahko spremenijo svoje lastnosti zaradi temperature, stika s sredstvi, UV-sevanja in staranja.
• Nastavljivi in elektronsko krmiljeni sistemi zahtevajo več truda pri vgradnji in nastavitvi.
• Amortizerji ne nadomeščajo potrebnega mehanskega končnega zatiča ali zaščitne naprave višje stopnje.

Ključna merila za nakup blažilnikov

Naloga dušenja in uporaba

Najprej je treba ugotoviti, ali je treba ublažiti posamezen udarec, upočasniti redno gibajočo se maso ali zmanjšati neprekinjene vibracije. Enako pomembno je razlikovati med normalnim delovanjem, cikličnim dušenjem ob koncu hodu in redkimi izrednimi situacijami.

Masa in hitrost

Masa, ki jo je treba premikati ali zavirati, ter njena največja udarna hitrost določata znaten del kinetične energije, ki jo je treba absorbirati. Pri rotacijskih sistemih je treba upoštevati vztrajnostni moment, vrtilno hitrost in prestavno razmerje.

Dodatne pogonske sile

Motorji, pnevmatski ali hidravlični cilindri, gravitacija in vzmeti lahko med zaviranjem še naprej delujejo s silo na gibajočo se maso. To dodatno pogonsko energijo je treba prišteti k kinetični energiji.

Energija na hod in na uro

Pri cikličnih aplikacijah sta ključni dve vrednosti:

• največja energija, ki se absorbira na dušilni cikel,
• skupna energija ali toplotna obremenitev na uro.

Amortizer je morda ustrezno dimenzioniran za posamezen udarec, vendar se lahko pri visokih frekvencah ciklov še vedno termično preobremeni.

Hod in dovoljeno zaviranje

Daljši dušilni hod običajno povzroči manjše zaviranje in manjšo največjo silo pri enaki količini energije. Razpoložljivi prostor za vgradnjo je zato treba uskladiti z dovoljeno obremenitvijo stroja, vozila, obdelovanca ali osebe.

Karakteristična krivulja dušenja

Zahtevana karakteristična krivulja sile-premika ali sile-hitrosti je odvisna od uporabe. Treba je določiti, ali je potrebno linearno, progresivno, degresivno, fiksno, samonastavljivo ali nastavljivo dušenje.
Pri vozilih je treba fazi stiskanja in odskoka prilagoditi vzmetenju, konstrukciji osi, masi vozila in želenemu nastavljanju.

Prostor za vgradnjo in pritrditev

Upoštevati je treba dolžino vgradnje, hod, zunanji premer, pritrdilne točke in smer gibanja. Vijačne, očesne, vilice, navoji in druge povezave morajo ustrezati obstoječim pritrdilnim točkam.
Prenos sile mora biti, kadar je to mogoče, aksialen. Če so kotna odstopanja neizogibna, so lahko potrebna ustrezna sferična ležaja ali udarne glave.

Okoljske razmere

Temperatura, vlažnost, prah, umazanija, brizganje vode, čistila, kemikalije in korozija vplivajo na izbiro materialov in tesnil. Za uporabo na prostem ali v agresivnih okoljih so lahko potrebni nerjaveče jeklo, premazi, zaščitni mehi ali posebna brisalna krila.

Krmiljenje in nadzor

Pri spreminjajočih se obremenitvah ali hitrostih je priporočljivo uporabiti nastavljiv, prilagodljiv ali elektronsko krmiljen blažilnik. Pri nadzorovanih sistemih so lahko potrebni senzorji za merjenje položaja, temperature, hitrosti gibanja ali stanja obrabe.

Varnost in omejevalni zatiči

Pri varnostno kritičnih uporabah je bistveno, da se ugotovijo posledice morebitne okvare. Potrebni so lahko varnostni faktorji, redundantni blažilniki, mehanski končni zatiči in redni pregledi.
Amortizerja v nobenem primeru ne smete obremeniti preko njegovega dovoljenega hodu. V mnogih industrijskih aplikacijah je treba uporabiti ustrezen fiksni zatič za omejitev končnega položaja.

Preskusi, standardi in zahteve glede kakovosti

Zaradi velike raznolikosti uporab ni enotnega standarda, ki bi zajemal vse blažilnike. Odločilne so zahteve posameznega vozila, stroja, industrije in države uporabe.
Proizvajalci morajo zagotoviti zanesljive podatke o krivulji dušilnih lastnosti, absorpciji energije, temperaturnem območju, življenjski dobi in dovoljenih silah. Glede na uporabo so lahko potrebni preskusi vzdržljivosti, preskusi tesnosti, preskusi korozije, temperaturni preskusi, meritve sile in hitrosti ter dokumentirana sledljivost.

Vzdrževanje, nadomestni deli in stroški življenjskega cikla

Pri izvajanju ekonomske ocene je treba poleg nakupne cene upoštevati tudi dejavnike, kot so vgradnja, nastavitev, pregled, morebitna prenova, nadomestni deli in stroški izpada.
Zamenljiva tesnila, razpoložljivi popravljalni kompleti in dolgoročna razpoložljivost izdelka so lahko prednosti pri vzdržljivih industrijskih blažilnikih. Pri vozilih je treba blažilnike pregledati po posameznih oseh in jih zamenjati v skladu s specifikacijami proizvajalca vozila ali sestavnega dela.

Povzetek

Amortizerji na nadzorovan način razpršijo kinetično energijo ter zmanjšujejo udarce, vibracije in konične obremenitve. V vozilih prispevajo k udobju vožnje in stabilnosti vožnje, v strojih, sistemih in tehničnih konstrukcijah pa ščitijo komponente, obdelovance in ljudi.
Hidravlični, pnevmatski, hidropnevmatski, mehanski, elastomerni in viskoelastični načini delovanja omogočajo prilagajanje široki paleti uporab. Poleg tega obstajajo pasivne, nastavljive in prilagodljive izvedbe ter specializirani blažilniki za vozila, industrijske obrate, varnostne namene in ekstremne okoljske pogoje.
Za zagotovitev zanesljivega delovanja morajo biti blažilniki skrbno prilagojeni masi, hitrosti, energiji, hodu, frekvenci cikla, dušilnim lastnostim, konfiguraciji vgradnje in okoljskim pogojem. Pri cikličnih industrijskih uporabah je treba poleg energije na hod upoštevati tudi skupno toplotno obremenitev na uro.

Amortizerje je mogoče kupiti pri različnih proizvajalcih in dobaviteljih. Izčrpne informacije o proizvajalcih in dobaviteljih amortizerjev iz celega sveta najdete na spletni strani Exportpages.