Consiglio primo impianto pneumatico e scelta valvola

Sax_little

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#1
Ciao a tutti,
sto progettando per la prima volta un impianto con cilindri pneumatici ed avrei bisogno di qualche chiarimento/consiglio da voi che avete molta più esperienza di me nel settore.
La movimentazione consiste in un cilindro di diam. 80 mm con stelo di diam. 25 mm, montato in modo obliquo (per questioni di ingombro) che nel distendersi, fa avanzare un specie di tavola porta pezzo.
In seguito, col suo rietro, trascina tale tavola nella posizione di partenza.

In allegato invio anche uno schema base del funzionamento, potete indicarmi se notate qualche punto critico nel sistema?

Per il controllo del pistone volevo usare una valvola 5/2 (G 3/8) controllata elettricamente in modo da regolare il funzionamento programmando in modo diverso l'impulso elettrico ed ottimizzarlo via via alle nuove esigenze.

Cercando sui siti dei produttori mi sono imbattuto in una moltitudine di valvole di cui non conosco le effettive funzioni. Ad esempio, qual'è la migliore tra una valvola con tenuta metallo su metallo rispetto ad una con tenuta in elastomero?

Vi ringrazio anticipatamente per l'attenzione e resto a disposizione per qualsiasi ulteriore informazione.

Grazie ed a buon rendere

Sax_little
 

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MBT

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#2
se non ricordo male, tenuta metallo su elastomero viene usate nelle applicazioni "normali", mentre metallo su metallo si usa con risposte rapide. Ma vado a memoria, rischio di sbagliare. Consiglio sempre, vista la gamma di prodotti disponibili, di contattare un fornitore "di fiducia" e farsi consigliare.

Piuttosto, darei una guardata all'impianto pneumatico. Da come l'hai disegnato, vedo a mio parere 2 cose che mi danno perplessità.
la prima, perchè monti un regolatore di pressione su un'unico ramo? Se hai bisogno di pressioni diverse all'andata e al ritorno, ne devi montare 2. A meno che non semplifichi lo schema usando come pressione di mandata quella impostata sull FR+L e per il ritorno usi il regolatore di pressione.... ma rischi di scoprire che ti servono pressioni troppo basse per essere gestite.
Seconda cosa, non capisco cosa vuoi fare con quei selettori pilotati collegati a uno scarico? Cos'è, una valvola di scarico rapido? Ricordati che con gli scarichi rapidi tu non puoi controllare la velocità del pistone. Ti troveresti sempre "a tavoletta"... se vuoi regolare la velocità, devi montare dei regolatori di flusso, che devono agire sempre allo scarico. E a quel punto ti conviene montarli sulla valvola, nelle luci 3 e 5 per capirci. Se invece vuoi scarichi rapidi, il simbolo è diverso....
 

Sax_little

Utente Junior
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#3
Ciao e grazie per avermi risposto.
In effetti si sono delle valvole di scarico rapido ma come giustamente mi fai notare ... così facendo perdo la possibilità di regolare la velocità del pistone. Provvederò subito alla correzione.
Correzione necessaria anche per quanto riguarda il secondo regolatore di pressione.
Vista la mia inesperienza potresti spiegarmi meglio il passaggio
A meno che non semplifichi lo schema usando come pressione di mandata quella impostata sull FR+L e per il ritorno usi il regolatore di pressione.
sai sono molto inesperto in materia (come avrai già notato).

Inoltre mi sono dimenticato di scrivere che la corsa del pistone è di 700 mm ed il peso del carico+tavola porta pezzo si aggira intorno ai 166 Kg.
Secondo te/voi il pistone da me scelto è sufficiente a sopportare la componente laterale del carico senza che lo stelo fletta?

Ringraziandoti infinitamente resto in attesa di tue notizie

Sax_little
 

cacciatorino

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#4
Sullo scarico del cilindro, ricordati di mettere delle valvole di ritegno pilotate, in modo tale che se hai una caduta di pressione dell'aria il cilindro non si richiuda repentinamente sotto l'effetto del carico. Per esempio la serie HGL Festo.
Purtroppo adesso non ho sottomano un esempio da caricare.
Relativamente al fatto che il tuo cilindro possa sopportare il carico, devi andare a vedere il catalogo del produttore dove sono sempre presenti i diagrammi che indicano la resistenza a carico di punta.

Ciao.
 

stevie

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#5
Il regolatore di pressione va a monte della valvola 5/2 vie (che senso ha comandare l'attuatore in mandata e in ritorno con pressioni diverse? )
Alle uscite del cilindro metti due regolatori di flusso monodirezionali (mi raccomando al verso, si regola sempre lo scarico)
 

cacciatorino

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#6
Il regolatore di pressione va a monte della valvola 5/2 vie (che senso ha comandare l'attuatore in mandata e in ritorno con pressioni diverse? )
Alle uscite del cilindro metti due regolatori di flusso monodirezionali (mi raccomando al verso, si regola sempre lo scarico)
In realta' su un aggeggio del genere puoi usare una valvola 3/2, tanto poi torna giu' col suo propio peso.

Ciao.
 
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Sax_little

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#7
La mia perplessità non riguardava il carico di punta (carico posto lungo l'asse dello stelo), bensì la componente del carico che si esercita perpendicolarmente all'asse dello stelo, visto che il pistone è inclinato.
Vedendo su dei cataloghi di alcuni fornitori, per pistoni da diam. 80 mm ad una corsa di 500 mm (e non 700 mm come serve a me) corrisponde un carico perpendicolare all'asse di max 100 N !!! ben al di sotto del carico che mi necessita.
Suggerimenti? :36_1_4:
 

cacciatorino

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#8
La mia perplessità non riguardava il carico di punta (carico posto lungo l'asse dello stelo), bensì la componente del carico che si esercita perpendicolarmente all'asse dello stelo, visto che il pistone è inclinato.
Vedendo su dei cataloghi di alcuni fornitori, per pistoni da diam. 80 mm ad una corsa di 500 mm (e non 700 mm come serve a me) corrisponde un carico perpendicolare all'asse di max 100 N !!! ben al di sotto del carico che mi necessita.
Suggerimenti? :36_1_4:
Se il pistone e' montato a cerniera sia alla testa che al piede, non sara' soggetto a nessuna componente di carico normale all'asse. Lo sforzo sara' sempre e comunque assiale (trazione o compressione), fatta salva la componente dovuta al peso stesso del cilindro che comunque sara' trascurabile.

Se invece il montaggio e' diverso (flangia rigida alla base) allora e' come dici tu, ma i cilindri non dovrebbero mai lavorare in quel modo perche' altrimenti si usurerebbero in fretta. In casi del genere di solito si introduce una guida esterna (tipo carrellino a ricircolo di sfere o aste e ball-bushing) in modo da ricondursi al caso precedente.

Ciao.
 

Sax_little

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#9
Non so veramente come ringraziarvi per le indicazioni preziose che mi state dando. Sono a vostra completa disposizione nel caso abbiate bisogno di aiuto. :)

Ho ridisegnato lo schema del circuito e spero di non aver fatto cappellate (cosa aimè probabile). Lo ri-posto nel caso vogliate dargli un'occhiata e nel caso ci siano ulteriori errori o suggerimenti.

L'introduzione del doppio regolatore di pressione è dovuta alla possibilità di usare due velocità differenti per l'estensione ed il rientro dello stelo (configurazione con carico e configurazione senza carico). Cosa ne pensate?

Ancora grazie
 

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stevie

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#10
la regolazione della velocità in estensione e rientro la fai già con i regolatori di portata unidirezionale
 

cacciatorino

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#11
L'introduzione del doppio regolatore di pressione è dovuta alla possibilità di usare due velocità differenti per l'estensione ed il rientro dello stelo (configurazione con carico e configurazione senza carico). Cosa ne pensate?
Vedo che non hai messo le valvole di ritegno, mi raccomando provvedi, mica vorremo lasciare qualche bimbo orfano il prossimo natale vero?????

Allora, per esperienza la regolazione della velocita' dei cilindri si ottiene strozzando lo scarico, con questa logica:
Io sparo tutta la pressione dell'aria nel cilindro dalla parte da cui lo voglio far muovere, per cui il cilindro comincera' a muoversi espellendo l'aria contenuta nell'altra camera. Se l'aria nella camera da svuotare potesse uscire senza problemi, avrei che il cilindro si muoverebbe molto velocemente. Se invece introduco una strozzatura all'uscita, il cilindro per aprirsi dovra' spingere contro la massa d'aria che si trova nella camera da svuotare e che fa fatica ad uscire.
Se applichi questo schema, nel caso che la velocita' di spostamento del cilindro sia bassa, si capisce che l'influenza del carico esterno non e' molto grande sulla velocita' di spostamento del cilindro, sempre che ovviamente sia stato sufficientemente sovradimensinato (diciamo almeno il doppio del carico atteso, anche perche' e' vero che la pressione di rete normalmente e' 6 bar, ma capitano anche i giorni in cui e' 5 o 4 e mezzo).
Io effettivamente non ho mai visto usare i regolatori di pressione per ottenere variazioni di velocita', per cui penso ne puoi fare tranquillamente a meno.

ti allego un esempio che dovrebbe andare per te.

Puoi anche, come dicevo prima, usare una valvoa 3/2 per comandare solo la salita del cilindro, e poi quando lo devi far ridiscendere mandarla a scarico e far cadere il gruppo col suo peso (sempre frenandolo con uno strozzatore ovviamente). In questo caso nella bocca superiore del cilindro metterai solo un silenziatore per evitare rumori fastidiosi di risucchio e lo strozzatore unidirezionale per regolare la velocita' di salita.
 

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Sax_little

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#12
Ti ringrazio tantissimo per le informazioni che mi hai dato.
In parole povere tutti quegli accrocchi che avevo messo io sono inutili visto che con due valvole unidirezionali con controllo di flusso riesco a caricare il cilindro senza problemi ed a scaricarlo regolandone il flusso.
In questa configurazione è risolto anche il problema della possibile perdita di pressione in quanto la valvola unidirezionale bloccherebbe il ritorno "libero" dell'aria con la conseguente chiusura repentina del cilindro. Giusto?
Scusa se dico stupidaggini od ovvietà ma sono veramente a digiuno di pneumatica, stò cercando di imparare il più in fretta possibile :)

Ancora grazie
 

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SOLID

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#13
Ciao Sax_little

se ti interessa puoi scaricarti la versione demo di fluid sim dove puoi simulare i tuoi circuiti pneumatici.
 

cacciatorino

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#14
In questa configurazione è risolto anche il problema della possibile perdita di pressione in quanto la valvola unidirezionale bloccherebbe il ritorno "libero" dell'aria con la conseguente chiusura repentina del cilindro. Giusto?
Non esattamente.
Cosi' con la sola valvola di regolazione di flusso in caso di caduta di pressione il cilindro si chiuderebbe lentamente ma si chiuderebbe comunque. Tu invece devi fare in modo tale che se cade la pressione dell'aria il cilindro deve restare alto, per cui metterai all'attacco inferiore del cilindro due valvole in serie: una per la regolazione della portata ed una valvola di ritegno con pilotaggio pneumatico (che cioe' si apre solo se trova pressione nell'impianto, altrimento resta chiusa) che impedisce il movimento se la pressione nel circuito va a zero.
 

Sax_little

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#15
Salve,
penso che questa sia la sua :). Ho seguito tutti i preziosissimi consigli che mi avete dato (grazieeeee).
Ho provato a simularlo anche con la versione demo di Fluidsim, il programma della Festo che mi è stato segnalato da SOLID.
Messe anche le due valvole in serie per il controllo dello scarico e per la sicurezza in caso di mancanza di pressione, cosi come suggeritomi da cacciatorino (sei il mio mito).
Nella simulazione funziona tutto...almeno così sembra :) Posto la versione definitiva (almeno spero).

Un'ultima richiesta :tongue:, che differenza c'è tra un cilindro con magnete ed uno semplice?

Grazie mille per l'attenzione e per il preziosissimo aiuto
 

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SOLID

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#16
I cilindri con magneti si utilizzano quando vuoi utilizzare fine corsa magnetici.
In particolare se vuoi avere la certezza che il cilindro sia arrivato in posizione prima di iniziare la discesa o la salita devi prevedere anche l'utilizzo di fine corsa.

Secondo me devi rimettere in parallelo agli strozzatori le valvole unidirezionali per bypassare la strozzatura quando stai fornendo aria ed inoltre, dato lo schema del sistema, non è necessario mettere due valvole di ritegno ma solo una nel ramo di alimentazione di sinistra del pistone.
 
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sampom

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#17
In realta' su un aggeggio del genere puoi usare una valvola 3/2, tanto poi torna giu' col suo propio peso.

Ciao.
..uhmm..
non vorrei aver capito male io, ma mi sembra che quel carico venga traslato orizzontalmente sulla quella "tavola" e non alzato in verticale (o "diagonalmente" vista la posizione del cilindro) e quindi anche le preoccupazioni per una caduta repentina in caso di perdita di pressione si annullano (o quasi..). Sempre da quello che ho capito, pare che quel cilindro sia vincolato in basso giustamente con cerniera, ed in alto (sullo stelo) pure con cerniera, ma collegato ad una sorta di carrello che può solo traslare avanti e indietro (su guide laterali immagino) e sposta il carico. L'autore mi corregga se ho interpretato male, ma se è come penso allora la preoccupazione iniziale di una reazione con componente verticale all'asse non è del tutto infondata (anzi, ci sarebbe proprio)... Sarebbe da rivedere il tutto..

Per lo schema usa l'ultimo suggerito da Solid, il più semplice. Con regolatori di flusso monodirezionali montati direttamente sul cilindro per le velocità, e se proprio vuoi il regolatore di pressione e non ti basta, o non puoi usare il gruppo dell'impianto generale, mettine uno a monte di tutto subito prima del distributore (non serve per la velocità. Lo fa anche chiaramente ma non è il suo uso. Quelli piccoli "in linea" si montano in casi particolari).
E se davvero il pistone non deve andare "su e giù" allora anche la valvola di ritegno diventa superflua.. ed al limite una sola sull'alimentazione della salita.

Saluti e buon lavoro
Marco
 

Sax_little

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#18
Tutte le tue ipotesi sono corrette, hai interpretato perfettamente il funzionamento.
Il pistone è incernierato alla base, e tramite uno snodo (quindi una cerniera) è collegato ad una slitta che, tramite delle guide orizzontali, fa traslare avanti ed indietro il carico.
In tutto ciò il pistone cambierebbe la sua inclinazione durante la fase di allungamento per ritornare alla posizione di partenza alla fine del ciclo.
Cosa intendi per componente verticale all'asse?
Grazie mille
 
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cacciatorino

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#19
Scusate avevo interpretato male il disegno. Stando cosi' le cose effettivamente le valvole di ritegno non servono, mentre invece e' necessario comandare anche il rientro (avevo capito che si trattasse di una specie di ribaltatore).

Invece confermo relativamente alle componenti di forza non dirette lungo l'asse: se il cilindro e' montato con cerniere in testa e in coda, non esistono.
 

sampom

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#20
Invece confermo relativamente alle componenti di forza non dirette lungo l'asse: se il cilindro e' montato con cerniere in testa e in coda, non esistono.
Ooops..
ora invece scusami tu. Hai ragione!
Ripensando meglio al cinematismo è vero, tutte le forze (vabbè, il peso del cilindro come dicevi si può trascurare) risultano dirette lungo l'asse per tutta la corsa.. ho postato al volo pensando solo a quell' anomalia nella traslazione ed all'impianto pneumatico.

Saluti
Marco