Олон цилиндр хамгийн бага алдаатай ажиллахын тулд гидротехник түгээгчид хамтдаа ажилладаг

Индустрийн системд гидравлик цилиндр синхрончлолтын ач холбогдол

Гидравлик цилиндрийн синхрончлол нь ганц тоног төхөөрөмжөөс эхлээд түүнийг хүчилтийн төрөл бүрийн тоног төхөөрөмжүүдэд хүртэл нэгэн зэрэг хөдөлгөх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь төрөл бүрийн инженерийн тоног төхөөрөмжид маш чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Синхрончлолын төгс байдал нь гидравлик системийн 23% -ийг эзлэх гэмтлийг үүсгэдэг бүтцийн хүчдэлийг арилгаж, орчин үеийн гидравлик системд ±0.25 мм нарийвчлалд хүрэх боломжийг олгодог (Шингэн хүчний судалгааны баг, 2023).

Хүнд даацын системд гидравлик цилиндрийн хөдөлгөөнийг синхрончлох зориулалт

Зохицуулалт зөв хийгдсэн тохиолдолд цаашид хэрэглээний үе дэхь өөрчлөлтийг арилгах боломжтой болдог. Зүүн хөдөлгүүртэй цилиндрүүд нь тээвэрлэх чадварын 15% -аас дээш ачааллын тэнцвэргүй байдлыг үүсгэж, томоохон хэмжээний хүчдэлийг үүсгэдэг. Синхрончлолтой урсгалын хяналт нь бүх ажиллагааны төхөөрөмжүүдийн дагуу ижил даралтын градиентийг хадгалж, 500+ тонн даацыг нарийвчлалтайгаар зэрэгцүүлэн өргөх боломжийг олгодог.

Олон цилиндэртэй тогтоосон байгууламжид хөдөлгөөний нарийвчлалыг хадгалахад тулгардаг сорилтууд

Гурван үндсэн хүчин зүйл нь синхрончлолыг алдагдуулдаг:

• Хэсгийн хөнөөл (0.05 мм-ийн сэл хөнөөлд хурдны зөрүү 12%-иар нэмэгддэг)
• Дулааны өргөтгөлтийн ялгаа (буулт бүхий хэсэгт ±0.1 мм/10°C)
• Шингэний динамик ачаалал дорх нягтруулалтын ялгаа

Эдгээр хувьсагчид 8-аас дээш цилиндртэй тохиргоонд нэмэгдэж, <1% хөтөлбөрийн хазайлтыг барихын тулд бодит цагт нөхөн олговер байх шаардлагатай.

Синхрончлолгүй байдал нь системийн үр ашгийг болон тоног төхөөрөмжийн нас хугацаагаа дээр үзүүлэх нөлөө

Прессын тормозны системд 0.75 мм-ийн синхрончлолын алдаа:

Параметр	Анх амын үзүүлэлт
Энерги унтрах	18-22% нэмэгдэнэ
Лафетны үйлчилгээний нас	40-60% буурна
Шингэн гидравлик хэт халах	3 дахин хурдасна

Ийм тодорхойгүй байдал нь үйлдвэрлэгчдэд жилд дунджаар 142,000 ам.долларын төлбөртэй тулгардаг (Индустрийн гидравлик тайлан, 2024).

Гидравлик шатлагчид: Наpин байдалтай урсгалын хяналтыг хангах

Гидравлик шатлагчид 0-тэй ойpхон алдаагүй наpин байдалд урсгалын нэгдмэл байдалд хэрхэн хяналт тавьдаг вэ

Шингэн системд урсгалын хуваарилагч нь цилиндруудын хоорондох даралтын зөрүүг хамгийн бага байлгах зориулалтын хуваагуур механизм ашиглан тэнцвэртэй урсгал үүсгэдэг. Пумпууд гаралтыг нь тэнцүү хэсгүүдэд хувааж эхэлбэл систем нь ачааллын нөхцөл өөрчлөгдөх үед ч олон цилиндр дээр дунджаар 1.5% нарийвчлалтайгаар цилиндруудын синхрончлолыг хадгалж чаддаг. 2024 оны сүүлийн үеийн мэдээллээс үзвэл, орчин үеийн урсгал хуваагуур вентильд одоо давхар замын компенсацын онцлог нэмэгдсэн байна. Эдгээр дэвшилтэт вентиль нь шингэний зузаан болон температурын өөрчлөлтийг автоматаар тооцох боломжтой тул ажиллуулагчид үйл ажиллагааны явцад тогтмол хяналт тавьж тохируулга хийх шаардлагагүй болдог.

• Даралт тэнцвэрлэх : Параллель хэлхээнд ±2 бар дифференциал хадгалж байх
• Динамик урсгалын засвар : Бодит цагт LVDT холбоо буцаалтыг ашиглан урсгалын хурдыг 50мс интервалын дотор тохируулна
• Алдааны цувралын сэргийлэлт : Цуваа холболтын алдааны нилээд орохгүй байлгах тусгай хяналтын вентиль

Олон цилиндрт системд зориулсан урсгалыг хуваарилагч цагирагт хоолойн дизайн технологийн шинэчлэл

Сүүлийн үеийн цагирагт хоолойн загварын хувьд турбулент байдлыг бууруулах зорилгоор хэлбэр дүрсийг тооцоолох шингэний динамикийг (CFD) ашигладаг. Хуучин загваруудтай харьцулахад турбулент байдал нь дунджаар 40%-иар буурч байна. Даралттай урсгалыг хянах вентильд үйлдвэрлэгчид сувгийг сөрөнгөөсөн замыг стандарт онцлог болгон нэмж эхэлсэн. Эдгээр сувгууд нь системийн үндсэн даралтын түвшинг өөрчлөхгүйгээр нэмэлт урсгалыг зохицуулж чаддаг. Энэ нь практик ач холбогдолтой юу вэ? Одоо систем нь маш тогтвортой урсгалын хурдыг барьж чаддаг. Янз бүрийн цэгүүдийн хоорондох хэлбэлзэл нь ерөнхийдөө 1.2%-аас хэтрэхгүй байдаг. Тэр ч байтугай 350 бар даралтанд зэрэг найман цилиндр ажиллаж байх үед ч систем нь бүхэлдээ сайн нэгдмэл байдлыг хадгалж чаддаг.

Туршлагын жишээ: Хаалттай түгээлийн хяналтыг ашиглан хүчлэгч машинд синхрончилох

Сүүлийн үед нэвтрүүлсэн зарим 2,500 тонн хүчтэй пүрштэй төхөөрөмжид тэдгээрийг ажиллуулахдаа дөрвөн том 400 мм цилиндрүүдийг минутанд ойролцоогоор 60 удаа ажиллуулахад зөвхөн 0.8 мм-ийн байрлалын алдаа гаргаснаар маш сайн үр дүнг харуулжээ. Энэ ажил маш сайн ажилласан шалтгаан нь цахилгаан гидравлик пропорциональ вентильүүдийг цэвэрлэхгүй байрлалын датчикуудтай хослуулсан явдал юм. Бүхэл өдрийн үйлдвэрлэлийн явцад системийн тааруулалт бараг хөдөлгөөнгүй байсан бөгөөд индүстрийн хувьд бараг 0.05%-иас бага хэлбэлзэл нь маш бага юм. Түүнчлэн төхөөрөмжийн гидравлик шокийн асуудлыг 75%-иар бууруулжээ. Энэ нь маш том амжилт юм. Мөн сайн тал нь: бүх сайжруулалтуудыг хийсэн ч машинууд өөрийн энерги хэмнэлтийн үзүүлэлтийг 92% хэвээр хадгалж чадсан юм. Ийм ажиллагаа нь үйлдвэрийн талбайд бодит ялгааг бий болгодог.

Гидравлик цилиндрүүдийн сенсорын интеграци болон бодит цагийн хяналт

Нарийн тодорхойлолттой синхронжуулалтын магнитохимийн хүчдэлтэй орчуулгын цилиндрүүд

Орчин үеийн үйлдвэрт олон атомжруулсан процессууд нь магнитохимийн технологитой тусгай гидравлик цилиндрүүдэд хамааралтай байдаг тэдгээрийн синхронжуулалтын алдаа бараг байхгүй болгодог. Эдгээр ухаалаг цилиндрүүдийг онцлог болгож буй зүйл бол поршений байрлалыг 0,5 милиметр нарийвчлалтай хүртэл хянах чадвар юм. Тэдгээрийн мэдээллийг тогтмол төв удирдлагын системд нь бодит цагт мэдэгддэг. Ингэснээр олон цилиндрүүдийг ашиглах үед машинууд илүү сайн ажилладаг болдог. Жишээ нь: хүнд даавуу орлуулах үйл ажиллагаа эсвэл нарийн роботын цуглуулгын шугам. Урт хугацааны үйлдвэрлэлд энэ төрлийн нарийвчлал нь чанарын удирдлагад сөргөөр нөлөөлдөг жижиг алдаануудыг цуглуулахгүйгээр урьдчилан сэргийлдэг.

Гидравлик хэрэглээнд Холлын эффект болон магнитохимийн мэдрэгчийн технологийг харьцуулах

Сенсорын технологийг сонгохдоо нарийвчлалын түвшин болон эдэгдэх байдлын хооронд тэнцвэртэй байх хэрэгтэй. Холлын эффекттэй сенсорууд нь анхны үнээрээ хямд бөгөөд дундаж нарийвчлал нь дунджаар ±0.1 мм байдаг. Эдгээр нь ихээхэн хэлбэлзэхгүй нөхцөлд хялбар ажилд сайн ажилладаг. Мөн магнито-крустрийн сенсорууд байдаг бөгөөд эдгээр нь 20-30% илүү үнэтэй боловч микрон түвшинд нарийвчлалтай байдаг. Эдгээрийн онцлог нь гидравлик системд 300 бар-аас дээш даралтанд ч ажиллах чадвартай байдаг. Гол давуу тал нь гидравлик шингэн дотор бохирдол орж ирсэн ч ажиллагаагаа үргэлжлүүлдэг тул оптик сенсорууд болон Холлын эффекттэй сенсоруудад ихээхэн сөргөөр нөлөөлдөг. Иймд ган хайлмал үйлдвэр, чулууны жигнүүр зэрэг хүнд инженерийн төхөөрөмж ашигладаг үйлдвэрүүд магнито-крустрийн сенсорыг сонгодог бөгөөд эхний үеийн зардал илүү байдаг.

Бодит цагийн параметрийн хазайлтаар автоматаар дахин синхрончлох

Системүүд нь байрлал эсвэл ачаалал нь хэвийн хязгаараас гарч, бүх түлхүүрийн урт нь дунджаар таван хувийг эзэлж байх үед идэвхижинэ. Эдгээр хяналтын системүүд нь хэн нэгэн зүй зогсохгүй байгааг мэдэхгүйгээр ажиллаж эхэлдэг. Жишээ нь, ган цохилтын үйл ажиллагаанд ашигладаг том машинуудыг авч үзье. Сенсорууд цилиндрүүд гулзаж эхэлсэн гэдгийг мэдрэхэд 20 миллисекунд хугацаанд дахин тохируулах процессыг эхлүүлэх бөгөөд энэ нь материалын гэмтэл арилгахад тусална. Энэ бүхэн боломжгүй болсон нь даралт, температур, байрлалын тухай мэдээллийн тогтмол урсгалын дүнд боломжийн хяналтын системд хяналтын вентильүүдийг гидравлик сүлжээнд шуурхай тохируулж болдог.

Өндөр хэв маягтай аж үйлдвэрийн орчинд сенсорт системийн найдвартай байдал

5-2000 Гц давтамжийн муж дээрх МИЛ-СТД хэлбэлзэлд тэсвэлтэй бөгөөд IP69K ангилалтай сенсорын хайрцаг нь түүхий эд боловсруулах машины болон туннелийн сүвэрлэгч төхөөрөмжинд суурилуулсан байрлалд ч системийн ажиллагааг 99.5%-иас дээш хангах чадвартай. Эдгээр загварын хувьд хүчтэй цахилгаан соронзон орны нөлөөнөөс хамгаалсан нөөцөн мэдээллийн зам болон утаснуудыг ашигладаг. Сенсорууд нь 50g хүч хүртэлх мөргөлдөөн хүлээн зөвшөөрдөг суурь дээр байрладаг. Хийцийн зааварчилгааны дагуу суурилуулвал талбайн шинжилгээний үр дүнгээс үзэхэд жилд хэлбэлзэлтэй холбоотой асуудал 0.1%-иас бага гарч байна. Энэ нь хатуу нөхцөл байдалд ажиллахад сенсорын технологи хэр зэрэг найдвартай болсон байдалыг харуулж байна.

Цахилгааны хяналтын систем: PID тохируулгын болон уян хатан холбогдож буй давталт

Динамик ачаалал дор синхрончлолт хангах цахилгааны холбогдож буй систем

Хувьсах ачаалал дорхи олон гидравлик цилиндртэй ажиллах үед электрон мэдээллийн систем нь бүх зүйлийг зэрэгцээ байлгахад маш сайн ажилладаг. Систем нь байрлал тодорхойлогчдоос бодит цагийн мэдээлэл авч, контроллер цилиндр тус бүрийн сунгалтын хурдыг шалгаж, түгээгч рүү бага зэрэг зохицуулалт хийдэг. Энд бид яриж буй зүйл бол харин хаалттай хүрээний удирдлагын систем юм. Энэ нь жишээ нь хөнгөн цутгалын машин эсвэл гүүрэн тээвэрлэгчийн бамбай ажиллах үед үүсэх тэнцвэргүй хүчнүүдтэй ажиллах боломжтой. Эдгээр системүүд ачаалал эвэн зүгээр өөрчлөгдсөн ч бүх цилиндрүүдийг хамгийн ойролцоогоор нь тулгаж байлгах чадвартай байдаг. Үр дүн нь хэсгүүд хоорондоо наалдах магадлал багасах ба үеэр хөдөлгүүрт үйлчлэх хүнд хүрэлтийг ач холбогдолтойгоор бууруулдаг.

Серво-гидравлик хүрээний хариу үйлдлийн тогтвортой байдлыг сайжруулахын тулд PID-ийн удирдлагыг оновчтой болгох

PID хяналтын тохируулга нь гидравлик цилиндрийн синхрончлолтын гогцоонд фазын хоцрогдол болон давалгаа гарахыг хамгийн бага байлгана. Пропорционал (Kp), интеграл (Ki), дифференциал (Kd) өсгөлтийг оновчтой болгох замаар дараахийг хэрэгжүүлнэ:

• Хурдны шилжилтийн үед хэлбэлзэл багасах
• Бүтэн хөдөлгөөний 0.1%-аас бага нарийвчлалын алдаа
• 100мс-аас бага сууж тогтох хугацаа

Зохимжтой тохируулга нь гидравлик цилиндрийн сэлбэг хэсгүүд болон штангийн удирдамжинд байх шугаман бус үрэлтийг тооцоолон баталгаатай хяналтыг хангана.

Гадны хүчин зүйлсийн нөлөөнд хяналтыг барихын тулд параметрүүдийг бодит цагт тохируулах

Бодит цагт тохируулах алгоритмууд нь гадны хүчин зүйлсийн нөлөөлөл (жишээлбэл, гэнэтийн ачааллын шилжилт эсвэл температураар шингэний зуурамтгай чанарын өөрчлөлт) гарсан үед PID параметрүүдийг тасралтгүй тохируулна. Шингэний урсгалыг хянах вентильд хүчингүй болсон үйл явдлыг илрүүлснээс хойш 25мс-ын дотор шинэ тушаалыг хүргэж синхрончлолтын нарийвчлалыг хадгална. Энэ үйл явц нь дараах өөрчлөлтийг нөхөн олгож чадна:

• Нийлүүлэлтийн даралтын хэлбэлзэл 15%-иар
• Гидравлик шингэний зуурамтгай чанарын өөрчлөлт
• Температурын өөрчлөлт үеийн сэлбэг хэсгийн үрэлтийн өөрчлөлт

Хувьсах коэффициенттой удирдлагын хэрэглээгээр динамик хариу үйлдлийг сайжруулах

Хувьсах коэффициенттой удирдлага нь систем дотор өөрчлөлт гарч байгаа тухай мэдээлэлд үндэслэн удирдлагын тохиргоог өөрчилдөг бөгөөд энэ нь гидравлик цилиндруудыг зэрэгцээ ажиллуулахад тусалдаг. 2023 оны судалгаагаар хувьсах PID удирдлагууд нь ачаалал өөрчлөгдөх үед хурдны өөрчлөлттэй ажиллахдаа ердийн тогтмол удирдлагуудаас ойролцоогоор 2/3-аар хурдан тогтворжин байжээ. Энэ технологийн гол зорилго бол хурдан үйлдвэрлэл явуулж байхад байрлалын алдаагүй байх, мөн асуудал бүрт нь хүн автоматжуулалтыг гараар тохируулах шаардлагагүй болгох явдал юм.

Олон цилиндртэй системийн зэрэгцээ ажиллагааны өндөр түвшний удирдлага, захиалгат шийдлүүд

Нийлмэл олон цилиндрт гидравлик сүлжээнд шугаман бус удирдлагын тулгарч буй дарамтат асуудлууд

Онцгой шүүлийн системүүд энэ өдөр нь арван гаруй ажиллагаатай сүлжээнд ажиллахдаа цилиндрүүдийг синхрончлохын тулд 0.5 мм-ийн нарийцалтай байлгах шаардлагатай байдаг. Энэ нь маш төвөгтэй байдаг нь шингэнийг дарах үед эзлэхүүн нь 100 бар даралт нэмэгдэх бүрт 1.5%-иар буурдаг, мөн ажиллагааны явцад үл мэдэгдэх ачааллын өөрчлөлтүүд зэрэг олон хүчин зүйлсээс шалтгаална. 2023 оны мэргэжлийн судалгааны мэдээллээр даралт төгөлдөртэй хэрэгсэл дэх синхрончлолтын байдал нь 42% нь төвөнхийн нарийн төхөөрөмж доторх тархсан даралтын долгионуудаас, биш механик элэгдлээс биш байдаг.

Фузийн логик болон загварчилсан урьдчилан таамаглах хяналтыг традицион PID системүүдтэй интеграцлах

PID системүүдийг фаззилогиктэй хослуулсан гибрид удирдлагын архитектууд нь тодорхойгүй ачааллын загвар бүхий нөхцөл байдалд синхрончлолтын алдааг 63%-иар бууруулдаг. Жишээ нь, загвар урьдчилан таамаглах удирдлага (MPC) нь 50 мс-ийн дотор шүүлийн хөдөлгөөний шаардлагатай урсгалыг урьдчилан бодох бөгөөд асимметрийн ачааллыг 250 тонн хүртэл хүлээн авах системд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

Туршлагын судалгаа: Автоматжуулсан штамп навчлуурын шугамын AI-д суурилсан синхрончлолт

AI-д суурилсан синхрончлолтыг ашиглан автомашин штамп навчлуурын шугам нь 16 цилиндртэй тохиргоонд 99.4% байрлалын нийцэлтэй байж чаддаг. Машин сургах алгоритм нь цахилгаан гидроцилиндрүүдээс хүч, температурын мэдээллийг байрлалын хазайлтын загваруудтай холбож, 17 мс тутамд хүний оролцоогүйгээр автоматжуулан вентильний хугацааг тохируулдаг.

Өндөр ашигтай ажиллагааны тулд үйлдвэрт интегралчилсан датчикаар тоноглосон захиалгат гидроцилиндрүүд

Захиалгат цилиндрүүдэд интегралчилсан магнито-хатуулагч сенсорууд нь арчилгаа хийсэн системүүдэд ажиглагдаж буй калибрын алдааны 78%-ийг арилгана. Эдгээр нэгжүүд нь ISO 4400 гэрчилгээ авсан трансдьюсерүүдийг шууд поршень шургуудад оруулан тавьдаг бөгөөд 15g хүртэлх бөмбөлгийн ачаалал бүхий орчинд ч ±0.05 мм давтагдах чадварыг хангах бөгөөд чипийн боловсруулалтын роботуудын гаргалтын хүчин чадлын шаардлагыг хангана.

Түгээмэл асуулт

Гидроцилиндрийн синхрончлол гэж юу вэ?

Гидроцилиндрийн синхрончлол гэдэг нь гидросистем дэх олон үйлчлэгчидийн хөдөлгөөнийг хамтран зохицуулах үйл явц юм. Энэ нь бүтцийн хүчийг эвдэхээс сэргийлж, системийн үр ашгийг сайжруулдаг.

Индустрийн системүүдэд синхрончлол яагаад чухал вэ?

Индустрийн системүүдэд синхрончлол нь тоног төхөөрөмжийн эртхэн элэгдэл болон энерги ашиглалтын үр ашгийг бууруулах боломжтой ялгаатай хүчийг эвдэхэд чухал ач холбогдолтой. Энэ нь жижиг тэнцвэр алдагдалгүй нарийн болон координаттай ачааны хөдөлгөөнийг хөнгөвчилдөг.

Гидравлик цилиндрүүдийн хамгийн зөв ажиллагааг хангахад ямар сорилттой тулгардаг вэ?

Эд ангийн хэт их элэгдэл, дулааны хөргөлт, шингэний нягтралын зөрүү гэсэн хүчин зүйлс нь хамгийн зөв ажиллагааг алдагдуулж, нарийвчлалыг хадгалахын тулд бодит цагт нөхөн орлуулах шаардлагатай байдаг.

Гидравлик түгээгчид хамгийн зөв ажиллагааг хангахад яаж тусалдаг вэ?

Гидравлик түгээгчид нь тархалтын механизм ашиглан актюаторуудын хоорондох урсгал ба даралтын зөрүүг тэнцвэртэй болгох замаар урсгалын нэгдмэл байдлыг хадгалж, хамгийн бага алдаатай хамгийн зөв ажиллагааг хангана.

Гидравлик системд датчикууд ямар үүрэг гүйцэтгэдэг вэ?

Хүндрэлтэй үйлдвэрийн орчинд ч хамгийн зөв ажиллагааны нарийвчлалыг сайжруулах, алдааг урьдчилан сэргийлэхийн тулд датчикууд нь урвал өгөх системтэйгээр бодит цагт мониторинг хийж тохируулга хийх боломжийг олгодог.