Podjetji ACE Stoßdämpfer GmbH in Burat & Klein Datentechnik GmbH že vrsto let sodelujeta na področju merilne tehnologije, da bi lahko za projekte po meri strank natančno testirali industrijsko tehnologijo blaženja na področju dinamičnih parametrov.

V nadaljevanju predstavljata vpogled v svoje uspešno sodelovanje.

V številnih avtomatiziranih proizvodnih procesih se uporabljajo različne vrste blažilnikov. Majhni in industrijski blažilniki ter varnostni blažilniki so še posebej primerni kot učinkoviti breztokovni hidravlični sestavni deli za upočasnjevanje ali natančno zaviranje masnih sil, da bi povečali produktivnost in varnost. ACE ponuja široko paleto teh strojnih elementov v obliki samonastavljivih in nastavljivih tipov za najrazličnejše aplikacije, kar omogoča, da oblikovalci s standardnimi komponentami podjetja pokrijejo najpogostejša območja sil. ACE ponuja tudi komponente iz reverzibilnih in ireverzibilnih polprevodniških materialov za zaustavitev v sili kot zaščito pred prehitevanjem ali kot dušilce zaustavitve.

Najprej simulirajte obnašanje blažilnika, nato ga potrdite na padalnih testerjih

Senzorji in simulacije igrajo pomembno vlogo, kadar inženirji želijo izdelke preizkusiti pred dajanjem na trg ali pa želijo pri občutljivih aplikacijah vnaprej določiti dejansko obnašanje blažilnikov posameznih vrst za določeno aplikacijo. To velja v posebnih primerih pri avtomatizaciji, rokovanju ali upočasnjevanju izredno velikih masnih sil na obdelovalnih strojih ali vrtljivih mizah. Če krivulje dušenja, ki jih določi proizvajalec, ne zadostujejo za uporabo in za projektno skupino stranke, svetovalni inženirji družbe ACE s pomočjo lastnih testnih naprav preverijo teoretične simulacije iz projektov s standardnimi komponentami v praksi in jih potrdijo.

V Langenfeldu, nemškem sedežu strokovne blagovne znamke ACE, ki je del skupine Stabilus, se uporabljata dve napravi za testiranje padcev. Prvi zajema sile mase od 130 kg do 500 kg z največjo višino padca 1500 mm. Rezultat preskusov padca, ki se izvajajo v skladu z zakoni gravitacije, je največja hitrost udarca 4,8 m/s (v = √2*g*h) in kinetična energija približno 6000 Nm (m*g*h). Drugi padalni tester je primeren za mase od 3 kg do 350 kg z največjo višino padca do 1500 mm, pri čemer se izmerijo hitrosti udarca do približno 5,5 m/s in energije do približno 5150 Nm. Poleg omenjenih hidravličnih blažilnikov iz oddelka za tehnologijo blaženja podjetja ACE uporablja oba padala tudi za preskušanje varnostnih izdelkov podjetja, ki poleg varnostnih blažilnikov, ki prav tako delujejo hidravlično, vključujejo tudi reverzibilne fiksne telesa. in addition to the hydraulic safety shock absorbers, these also include reversible solid-state shock absorbers such as those from the TUBUS product families and irreversible solid-state shock absorbers made of aluminium and steel.

Osredotočenost na največjo možno absorpcijo energije

Zadnja generacija varnostnih blažilnikov podjetja ACE se imenuje blažilniki trka. Inženirji v Langenfeldu, ki so zasnovani kot sestavni deli za zaustavitev v sili za enkratno uporabo, pred njihovim dajanjem na trg izvedejo obsežne serije preskusov posameznih tipov na padalnih testerjih. Blažilce, ki so izdelani iz posebnih aluminijastih ali jeklenih cevi, preverijo predvsem glede največje možne absorpcije energije v primeru nesreče. Posebno pozornost posvečajo beleženju posebnih lastnosti blaženja posameznih tipov vsake nove serije z uporabo padajočih testerjev. Tako lahko preverijo in potrdijo kataloške vrednosti ter odobrijo posamezne serije izdelkov za prodajo. Tamkajšnji inženirji so na primer preverili največjo absorpcijo energije štirih novih, manjših blažilnikov trka. Ti imajo zunanji premer približno 20 mm in so na trgu predstavljeni z različnimi hodi. Po uspešno opravljenih validacijah je podjetje ACE razširilo ponudbo blažilnikov energije v spodnjem razponu od 100 do približno 400 Nm in lahko ponudi tudi blažilnike trka za sisteme v manjših formatih kot poceni in učinkovito rešitev za zaustavitev v sili. Ker je naloga teh polprevodniških blažilnikov v industrijskem okolju podobna nalogi deformacijskih območij v avtomobilski tehnologiji, so bili preizkušeni za najtežje obremenitve. Konec koncev sestavni deli v primeru trka takoj absorbirajo energijo udarca ter se deformirajo in prepognejo na način, ki je vnaprej določen v računalniških simulacijah, da se kinetična energija udarca pretvori v toploto in odvede v zunanje okolje. Na ta način blažilniki za enkratno uporabo ščitijo strukture v primeru nesreče z visoko, enakomerno 98-odstotno disipacijo energije. Zaradi zahteve, da ti varnostni elementi zagotavljajo visoko dolgoročno stabilnost pri vsakdanjem delovanju in največjo zaščito v primeru zaustavitve v sili, so bili preskusi in simulacije izvedeni v pogojih, ki so bili čim bolj podobni resničnosti.

Majhni amortizerji, pregledani v vodoravnih linearnih preskusih

Poleg teh možnosti gravitacijskih preskusov, pri katerih se na primer preučujejo blažilniki in njihova učinkovitost upočasnjevanja na koncu gibanja navpičnih linearnih osi, omogoča druga preskusna postaja podjetja ACE tudi vodoravne linearne preskuse. Pri tem pogon pospeši sile mase od 20 kg do 100 kg na vodoravni osi do hitrosti do približno 3,5 m/s.

V praktičnem primeru, v katerem so v manipulacijski sistem vgrajene zelo natančne osi brez trenja, ki so v končnih položajih na treh oseh (X, Y, sredinski pol) zavarovane z majhnimi blažilniki, inženirji podjetja ACE najprej iz standardne ponudbe izberejo ustrezne vrste blažilnikov za posamezno os. Ker so lahko zelo občutljive osi obremenjene z določenimi največjimi silami le v primeru trka, družba ACE v drugem koraku s pomočjo simulacijske programske opreme izvede posebne teoretične zasnove za vsakega od izbranih majhnih blažilnikov. Vsak posamezen vzorec lukenj, tj. število in velikost lukenj za dušenje znotraj blažilnika, se simulira na računalniku, da se optimizira potek sile, tj. krivulja sile in premikanja. Inženirji lahko nato potrdijo teoretične simulacije z meritvami na linearni osi z ustrezno pripravljenimi preskusnimi primerki pri linearnih preskusih na preskusni napravi. V takšni preskusni aplikaciji je mogoče gibljivo maso prilagoditi do nekaj gramov, hitrost udarca pa je mogoče uskladiti skoraj ena proti ena z dovoljenim odstopanjem 0,02 m/s za vsak posamezen primer. Če preskusni primerki uspešno opravijo preskuse, se rezultati meritev uporabijo za izdelavo zahtevanih majhnih serij.

Merilna tehnologija potrjuje rezultate simulacij in preskusov

Ne glede na to, ali se sestavni deli ACE preskušajo v navpičnih ali vodoravnih linearnih oseh, se blažilni hod določi z laserskim sistemom za merjenje premikov, dejanska podporna sila pa s senzorji sile na vseh preskusnih mizah. Podjetje sodeluje s podjetjem Burat & Klein Datentechnik GmbH s sedežem v Meckenbeurnu v okrožju Bodenskega jezera. Medtem ko so senzorji in pretvorniki pomika povezani z merilnim sistemom MultiMessBOX, ki je natančno prilagojen posamezni preskusni točki, je mogoče podatke, določene v vsaki preskusni seriji, ovrednotiti s programsko opremo MessMax®, ki jo je programirala družba Burat & Klein. Kot je opisano v primeru majhnega amortizerja, program MessMax® omogoča, da se krivulja, izmerjena pri resničnem preskusu, prekrije s teoretično krivuljo, določeno na računalniku, in tako potrdi teorijo v praksi. Jörg Küchmann, inženir iz oddelka za raziskave in razvoj podjetja ACE, je povedal: "V tem primeru je treba upoštevati naslednje: "V navedeni aplikaciji nam je podjetje Burat & Klein lahko ponudilo posebno programsko opremo za vrednotenje, s katero lahko primerjamo tri parametre in rezultate po potrebi samodejno izvozimo v program Excel. V tem primeru se ocenijo in preverijo največja podporna sila, največja razdalja dušenja in tudi energija, tj. površina pod krivuljo sile in pomika."

V zadnjih nekaj letih je podjetje ACE pridobilo veliko izkušenj na tem področju merilne tehnologije in vrednotenja dobljenih rezultatov zaradi vse večjega števila validacij, ki so jih zahtevale stranke. Presenetljivo je, da simulacije kažejo le zelo majhne odstotke odstopanj v primerjavi z dejanskimi rezultati meritev v praksi. Simulacije družbe ACE so torej zelo natančne tudi zaradi merilne tehnologije družbe Burat & Klein.