Dve nemecké spoločnosti už dlhé roky úspešne spolupracujú v oblasti meracej techniky, aby mohli presne testovať priemyselnú tlmiacu techniku v oblasti dynamických parametrov pre špecifické projekty zákazníkov. V tomto dokumente poskytujú informácie o svojej spolupráci.

V mnohých automatizovaných výrobných procesoch sa používajú malé a priemyselné tlmiče ako účinné bezprúdové hydraulické komponenty na spomaľovanie alebo presné brzdenie hmotnostných síl s cieľom zvýšiť produktivitu a bezpečnosť. Spoločnosť ACE Stoßdämpfer GmbH ponúka širokú škálu týchto strojových prvkov vo forme samonastaviteľných a nastaviteľných typov pre najrôznejšie aplikácie, čo konštruktérom umožňuje pokryť najbežnejšie rozsahy síl pomocou štandardných komponentov spoločnosti.

Snímače a simulácie zohrávajú úlohu vtedy, keď chcú konštruktéri pri obzvlášť citlivých aplikáciách vopred presne určiť skutočné tlmiace charakteristiky príslušných typov tlmičov ACE pre svoju konkrétnu aplikáciu. To platí v špeciálnych prípadoch v oblasti automatizácie a manipulácie, ako aj pri spomaľovaní mimoriadne veľkých hmotnostných síl na obrábacích strojoch alebo otočných stoloch. Ak krivky tlmenia špecifikované výrobcom nie sú dostatočné pre danú aplikáciu a pre projektový tím zákazníka, konzultační inžinieri spoločnosti ACE využívajú vlastné testovacie zariadenia na overenie teoretických simulácií z návrhov so štandardnými komponentmi v praxi a ich validáciu.

Technológia tlmenia testovaná na pádových testeroch a skúšobnej stolici

V Langenfelde, nemeckom sídle spoločnosti ACE Stoßdämpfer GmbH, ktorá je členom skupiny Stabilus, sa používajú dva pádové testery. Prvý z nich pokrýva hmotnostné sily od 130 kg do 500 kg s maximálnou výškou pádu 1500 mm. Výsledkom pádových skúšok vykonávaných podľa gravitačných zákonov sú maximálne nárazové rýchlosti 4,8 m/s (v = √2*g*h) a kinetické energie približne 6 000 Nm (m*g*h). Druhý pádový tester je vhodný pre hmotnosti od 3 kg do 350 kg s maximálnou výškou pádu do 1500 mm, pričom sa merajú nárazové rýchlosti do približne 5,5 m/s a energie do približne 5150 Nm. Okrem týchto možností gravitačných skúšok tlmičov nárazov na konci dráhy vertikálnych lineárnych osí umožňuje špeciálny skúšobný stojan aj horizontálne lineárne skúšky. Pohon urýchľuje hmotnosti od 20 kg do 100 kg na rýchlosť až do približne 3,5 m/s.

V praktickom príklade, v ktorom sú vysoko presné osi bez trenia inštalované v manipulačnom systéme, ktorý je v koncových polohách v troch osiach (X, Y, stredový pól) zabezpečený malými tlmičmi, inžinieri v ACE najprv vyberú zo štandardného sortimentu vhodné typy tlmičov pre príslušnú os. Keďže vysoko citlivé osi môžu byť v prípade havárie zaťažené len definovanými maximálnymi silami, spoločnosť ACE v druhom kroku vykoná špecifické teoretické návrhy pre každý z vybraných malých tlmičov pomocou simulačného softvéru. Každý jednotlivý vzor otvorov, t. j. počet a veľkosť škrtiacich otvorov vo vnútri tlmiča, sa simuluje na počítači s cieľom optimalizovať priebeh sily, t. j. krivku sily a posunutia. Inžinieri potom môžu overiť teoretické simulácie meraniami na lineárnej osi pomocou vhodne pripravených skúšobných vzoriek pri lineárnych skúškach na skúšobnej stolici. V takejto skúšobnej aplikácii možno pohyblivú hmotnosť nastaviť až na niekoľko gramov a nárazovú rýchlosť možno prispôsobiť takmer jedna k jednej s toleranciou 0,02 m/s pre každý konkrétny prípad. Ak skúšobné vzorky pri skúškach vyhovujú, výsledky meraní sa použijú na výrobu požadovaných malých sérií.

Meracia technológia overuje výsledky simulácie a skúšok

Bez ohľadu na to, či sa komponenty ACE testujú vo vertikálnych alebo horizontálnych lineárnych osiach, spoločnosť používa laserový systém na meranie posunu na určenie dráhy tlmenia a snímače sily na určenie skutočnej podpornej sily pre všetky skúšobné stolice. Spoločnosť spolupracuje so spoločnosťou Burat & Klein Datentechnik GmbH so sídlom v Meckenbeurene v okrese Bodamské jazero od roku 2004. Zatiaľ čo rôzne snímače a snímače posunutia sú pripojené k meraciemu systému s názvom MultiMessBOX, ktorý je presne prispôsobený príslušnému skúšobnému miestu, údaje zistené v každej skúšobnej jazde možno vyhodnotiť pomocou softvéru MessMax® naprogramovaného spoločnosťou Burat & Klein. Ako je opísané vo vzorovom prípade, MessMax® umožňuje superponovať krivku nameranú počas reálnej skúšky s teoretickou krivkou určenou na počítači, a tak overiť teóriu v praxi. Jörg Küchmann, inžinier z oddelenia výskumu a vývoja spoločnosti ACE, k tomu povedal: "V citovanej aplikácii nám spoločnosť Burat & Klein dokázala ponúknuť špeciálny vyhodnocovací softvér, pomocou ktorého môžeme porovnávať tri parametre a podľa potreby automaticky exportovať výsledky do programu Excel. V tomto prípade sa vyhodnocuje a kontroluje maximálna podporná sila, maximálna tlmiaca vzdialenosť a tiež energia, t. j. plocha pod krivkou sila - posun."

Za posledných niekoľko rokov získala spoločnosť ACE rozsiahle skúsenosti v tejto oblasti meracej techniky a vyhodnocovania získaných výsledkov vďaka rastúcemu počtu validácií požadovaných zákazníkmi. Je pozoruhodné, že simulácie vykazujú len veľmi malé percentuálne odchýlky v porovnaní so skutočnými výsledkami meraní v praxi. Simulácie spoločnosti ACE sú preto veľmi presné aj vďaka meracej technológii spoločnosti Burat & Klein.