Zilindro pneumatiko bat azkarregi mugitzen denean edo makil-slip-mugimenduarekin borrokatzen denean, irtenbidea normalean fluxua kontrolatzeko balbula egokia hautatzean eta instalatzean datza. Fluxua kontrolatzeko balbula pneumatiko batek aire konprimituaren fluxua erregulatzen du eragingailuaren abiadura kontrolatzeko, eta ezinbestekoa da mugimenduaren denbora zehatza behar duen edozein sistema automatikorako. Haien pare hidraulikoek ez bezala, balbula hauek fluidoen dinamika konprimigarria kudeatu behar dute, non presio-erlazioak eta soinu-fluxuaren baldintzek kontrol-ezaugarriak funtsean aldatzen dituzten.
Emaria kontrolatzeko balbul pneumatikoen funtzionamendua
Oinarrizko funtzioak aire-bidean murrizketa aldakorra sortzea dakar. Aire konprimitua orifizio estutik igarotzen den heinean, presio-energia energia zinetiko bihurtzen da, eta beheranzko emaria murrizten duen presio-jaitsiera sortzen da. Baina aire konprimituak likido konprimiezinak baino desberdin jokatzen du, kontrol-egonkortasuna eragiten duten konplexutasunak sartuz.
Airea murrizketa batetik igarotzen denean, gorako presioaren ($P_1$) eta beherako presioaren ($P_2$) arteko erlazioak emari-erregimena zehazten du. Presio-jaitsiera moderatuan, emaria proportzionalki handitzen da presio diferentzialarekin. Hala ere, $P_2/P_1$ presio-erlazioa balio kritiko baten azpitik jaisten denean (normalean 0,528 inguru airerako), eztarriko fluxu-abiadura tokiko soinu-abiadura lortzen da. Baldintza honek, fluxu itotua edo fluxu sonikoa deritzona, oinarrizko muga adierazten du.
Emari itogarrian, beherako presioa gehiago murrizteak ez du gehiago fluxu masiboa handitzen. Fluxua modu eraginkorrean "maxatu" egin da soinuaren abiaduran orifizio-tamaina horren bidez. Fenomeno fisiko honek berezko egonkortasuna ematen du sistema pneumatikoetan.
ISO 6358 Fluxuaren Balorazio ArauaOhiko Cv hidraulikoen balioak laburrak dira aplikazio pneumatikoetarako, ur-fluxu konprimigaitzean oinarritzen direlako. ISO 6358 arauak bi parametrorekin jorratzen du:
- Soinu eroankortasuna (C):Gehienezko emaria-ahalmena itota-baldintzetan, dm³/(s·bar) adierazita.
- Presio-erlazio kritikoa (b):Fluxu subsonikoaren eta sonikoaren arteko trantsizio-puntua (normalean 0,2tik 0.5era).
Parametro hauetan oinarritutako fluxu-ekuazioak hauek dira:
Emari itota $P_2/P_1 \le b$ denean:
$$ Q = C \cdot P_1 \cdot K_t $$Fluxu subsonikorako $P_2/P_1 > b$ denean:
$$ Q = C \cdot P_1 \cdot K_t \cdot \sqrt{1 - \left(\frac{\frac{P_2}{P_1} - b}{1 - b}\right)^2} $$Non $K_t$ tenperatura zuzentzeko faktorea den.
Barne Eraikuntza eta Osagaiak
Abiadura-kontrolagailu tipiko batek bi funtzio konbinatzen ditu gorputz trinko batean: throttling eta norabide-balbula.
Balbula gorputzaren materialak:Hautaketa ingurunearen araberakoa da. Nikelezko letoiak fabrikako behar orokorrak betetzen ditu, eta aluminio anodizatuak pisua murrizten du. Altzairu herdoilgaitza (304/316) ezinbestekoa da garbiketa-eremuetarako, eta ingeniaritza-plastikoek (PBT) irtenbide arinak eskaintzen dituzte.
Orratz-balbularen diseinua:Kalitate handiko diseinuek hari finak erabiltzen dituzte (10-15 bira) 10-50 mm/s tartean kontrol zehatza lortzeko. Taper-angeluak kurba bereizgarriari eragiten dio: taper linealek aldaketa proportzionalak ematen dituzte, eta ehuneko berdinek kontrol finagoa eskaintzen dute baxuetan.
Kontrol-balbularen konfigurazioa:Kontrol-balbul integratuak alderantzizko fluxu librea ahalbidetzen du. Ezpainen zigiluak trinkoak dira baina presio baxuan isur daitezke; bola edo poppet motak itxiera estuagoa eskaintzen dute, baina leku gehiago behar dute.
Meter-In vs Meter-out Kontrol-estrategiak
Instalazio-posizioak sistemaren portaeran eragiten du funtsean. Bereizketa honek eremu-arazo gehiago eragiten ditu fluxu pneumatikoen kontrolaren beste edozein alderdik baino.
Meter-out kontrola (Ihes-murrizketa)Konfigurazio honetan, kontrol-balbulak zilindrora isurketa librea ahalbidetzen du, orratzak ihes-airea mugatzen du kontrako ganberatik irteten den bitartean. Lan-printzipioak presio kuxin bat sortzen du. Pistoia mugitzen den heinean, ihes-aireak atzeko presioa sortzen du, zurruntasuna hobetuz eta makil-irristaketa saihestuz.
Sarrerako neurgailuaren kontrola (hornikuntza-murrizketa)Hemen orratzak sarrerako airea mugatzen du ihes-airek libreki ateratzen diren bitartean. Horrek sarritan mugimendu ezegonkorra ("jerking") eragiten du, hornikuntza-ganberaren presioa jaisten delako bolumena handitzean, eta pistoia geldiarazi egiten da presioa berreraiki arte.
"Zalantzarik baduzu, neurtu". Meter-out aukera lehenetsia da efektu bikoitzeko zilindroetarako. Meter-in efektu bakarreko zilindroetarako (malgukiaren itzulera) edo abiarazte leuneko aplikazio espezifikoetarako soilik gorde behar da.
| Ezaugarria | Meter-out (ihesketa) | Sarrera neurgailua (hornikuntza) |
|---|---|---|
| Mugimendu-leuntasuna | Bikaina (makilak irristatzea eragozten du) | Eskasa (tirak egiteko joera duena) |
| Karga maneiatzea | Moteltze ona gainkargako zametarako | Grabitate-kargarekin ihes egiteko arriskua |
| Abiadura Egonkortasuna | Altua (kuxin efektua) | Aldakorra (eskaintzaren araberakoa) |
| Aplikazio onenak | Efektu bikoitzeko zilindroak | Efektu bakarreko zilindroak |
Balbulak aukeratzeko eta dimentsionatzeko prozesua
Tamaina egokiak eragingailuaren indarra mugatzen duten tamaina txikiko balbulak eta abiadura kontrolatzeko ebazpena sakrifikatzen duten balbula handiegiak eragozten ditu.
Hasi behar den fluxua kalkulatzen zilindroaren zehaztapenetan oinarrituta:
$$ Q = \frac{A \cdot L \cdot 60}{t} $$Non $A$ pistoiaren azalera (cm²) den, $L$ trazuaren luzera (cm) eta $t$ trazuaren denbora (segundoak).
Presio jaitsiera:Mugatu balbulan zehar presioaren jaitsiera 0,5-1,0 bar-ra emari nominalean. Tanta altuagoek energia xahutzen dute; tantak oso baxuek bereizmen eskaseko balbula handiegia adierazten dute.
Instalazioa eta Arazoak Konpontzea
Instalatu emaria kontrolatzeko balbula zilindroaren atakatik ahalik eta gertuen. Hodi luzeek bolumen konprimigarria sortzen dute aire-malguki gisa jarduten duena, erantzuna degradatuz.
Hasierako doikuntza:Hasi orratza 3-4 bira irekita. Makil-irristaketa gertatzen bada, egiaztatu neurgailuaren kontrola. Mugimendua azkarregia bada, itxi pixkanaka bira-laurdenetan.
| Sintoma | Litekeena da kausa | Irtenbidea |
|---|---|---|
| Mugimendu sakabanatua (makil-slip) | Sarrerako neurgailuaren kontrola efektu bikoitzeko zilindroan | Berriro konfiguratu neurtzeko |
| Abiadura trazu erdian aldatzen da | Hornidura-presioaren gorabehera | Instalatu erregulatzaile dedikatua |
| Abiadura kontrolarik gabe | Kutsadura edo hautsitako orratza | Ikuskatu iragazkia; ordeztu balbula |
| Gelditu ondoren zilindroa noraezean dabil | Egiaztatu balbularen barne-ihesak | Ordeztu balbula; kutsadura egiaztatu |
Mantentze-lanak eta Zerbitzu-bizitza
Fluxua kontrolatzeko balbula pneumatikoak mantentze-lan baxuko osagai gisa sailkatzen dira, baina aldizkako ikuskapenak ustekabeko hutsegiteak saihesten ditu.
Baldintza industrial normaletan behar bezala iragazitako airearekin (40 mikrako gutxienez), kalitatezko balbulek ematen dute5-10 urtezerbitzu-bizitzarena.
Bizitza murrizteko faktoreak:
- Aire kutsatua (zigiluaren bizitza erdira murrizten du)
- Muturreko tenperaturak zigiluen balorazioetatik haratago
- Doikuntza oldarkorra haria higatzea eragiten duena
- Esposizio kimikoa (altzairu herdoilgaitza/FKM behar du)
Sistema industrialek eboluzionatzen duten heinean, fluxu pneumatikoa kontrolatzen da sentsoreak eta sareko konektibitatea sartuz. Sortzen ari diren eragingailu elektrikoek zehaztasuna eskaintzen duten arren, pneumatika goi mailakoa izaten jarraitzen du abiadura handiko, traza laburreko aplikazioetarako, atmosfera lehergarrietarako eta gainkarga tolerantzia sendoa behar den garbiketa-inguruneetarako.
