Comment l'amortissement améliore la performance et la longévité des vérins pneumatiques

Par Josh Adkins Spécialiste Marketing Produit, Actionneurs, d'Emerson

L'amortissement n'est pas un concept nouveau dans la puissance fluide, mais c'est un concept significatif car il peut influencer la durée de vie et la performance des machines. L'amortissement est généralement requis dans les vérins pour décélérer la charge que le piston déplace. Sans lui, le piston peut frapper le couvercle d'extrémité du vérin. La force de cet impact peut causer des chocs, des vibrations et des oscillations qui s'étendent au reste de la machine. Ces effets négatifs peuvent perturber la précision du vérin, créer un bruit excessif et user prématurément le vérin et ses composants. L'amortissement de fin de course diminue le taux de déplacement du vérin avant que le piston ne frappe le couvercle d'extrémité, réduisant le choc d'impact et le stress sur les composants.

Qu'est-ce que l'amortissement ?

L'amortissement peut prendre plusieurs formes. Vous pouvez utiliser des amortisseurs externes, un simple amortissement d'impact avec un bumper élastique, un amortissement pneumatique intégré, ou une combinaison de technologies d'amortissement.

Pour que l'amortissement fonctionne efficacement, le niveau d'amortissement doit être optimalement ajusté pour l'application donnée. S'il n'y a pas assez d'amortissement, le choc d'impact est plus élevé lorsque le piston frappe le couvercle d'extrémité avec des conséquences négatives directes sur la durée de vie du vérin et des pièces mécaniques attachées. S'il y a trop d'amortissement, le piston met plus de temps à parcourir la longueur du vérin, ce qui affecte alors négativement le temps de cycle et réduit la production de la machine.

Lorsque l'amortissement pneumatique est correctement ajusté, la direction du déplacement du piston est uniforme tout au long de toute la séquence d'amortissement et la vitesse du piston est exactement zéro lorsqu'il atteint la fin de sa course. C'est ce qu'on appelle l'amortissement idéal.

Pour le visualiser plus facilement, l'amortissement idéal est atteint lorsque le piston ne rebondit pas du tout. Lorsque le piston ne rebondit pas, il fournit le temps de course le plus court possible et ne stresse pas le vérin. Le contact du couvercle d'extrémité produit un son négligeable, et le temps de cycle total est optimisé.

Avantages de l'amortissement idéal

L'amortissement idéal dans les vérins pneumatiques fournit plusieurs avantages notables.

Les vérins optimalement ajustés peuvent augmenter la productivité ainsi que faire économiser des coûts et de l'énergie. En minimisant le choc, les vibrations et les oscillations dans le système, l'amortissement idéal prolonge la durée de vie opérationnelle du vérin et de ses composants. Cela réduit la maintenance, les temps d'arrêt machine et les coûts de remplacement. Cela crée aussi un environnement de travail plus silencieux pour les opérateurs et améliore le temps de cycle de travail total. Des temps de cycle réduits augmentent la productivité de l'utilisateur final, ce qui donne aux OEM un avantage concurrentiel.

Un autre avantage clé est une plus grande précision, particulièrement dans les applications de pick-and-place qui exigent une précision absolue lorsque le vérin atteint sa position finale.

L'amortissement pneumatique idéal est critique pour les applications qui exigent une précision absolue et un fonctionnement en douceur.

Comment atteindre l'amortissement idéal

Pour optimiser le niveau d'amortissement pour une application spécifique, vous devrez confirmer quelques paramètres du vérin. Ce sont la pression de fonctionnement, la masse de charge et la vitesse du piston. Si correctement dimensionné pour l'application, chaque vérin a un réglage d'amortissement idéal pour une masse et une pression de fonctionnement données. En plus des mesures pour ces paramètres, vous aurez également besoin du tableau d'amortissement du fabricant de vérins pneumatiques ou du système de calcul en ligne du fabricant de vérins pneumatiques.

Une fois que vous avez les mesures, la première étape est de s'assurer que la vitesse du piston correspond à celle spécifiée dans le tableau d'amortissement ou le système de calcul en ligne.

La vitesse du piston doit être correctement ajustée dans tous les cas. Vous obtiendrez les meilleurs résultats en installant des vannes de contrôle de débit directement dans les ports de connexion aux extrémités du vérin. Cela fournit un flux d'admission libre tout en vous permettant d'ajuster la pression de sortie en modifiant la zone du port d'échappement avec une vis de réglage. Ou vous pouvez utiliser des vannes de contrôle directionnel avec restrictifs intégraux à la place.

Puisqu'il peut être difficile de détecter la vitesse du piston à l'œil, vous pouvez attacher une aide électronique, comme le Mètre Temps Vitesse (VTM) AVENTICS^TM d'Emerson, à l'extérieur du tube du vérin. Ce mètre peut déterminer la vraie vitesse du piston rapidement et facilement, ainsi que mesurer le temps pour toutes les séquences dans un cycle de vérin pneumatique.

Il est important de se rappeler que tout changement de pression de fonctionnement, masse et vitesse nécessite un réajustement de l'amortissement. Une fois l'amortissement idéal, ces conditions d'état stable devraient rester les mêmes. Il est également important de se rappeler que l'ajustement précis de l'amortissement de fin de course prend de l'expérience, de l'intuition et, parfois, de la patience.

Gardez aussi à l'esprit que dans certaines applications, l'amortissement idéal n'est tout simplement pas réalisable en raison de la conception inhérente de la machine ou de l'application. Cependant, dans la plupart des cas, la performance d'amortissement peut encore être améliorée en suivant les étapes ci-dessus.

Comment atteindre l'amortissement idéal plus rapidement et plus facilement

Il existe aussi des outils d'ajustement d'amortissement utiles qui retirent une partie du travail de devinette de l'amortissement de fin de course idéal. Les outils électroniques à capteur, comme l'Outil d'Ajustement d'Amortissement (CAT) AVENTICS, rendent l'ajustement d'amortissement de fin de course plus rapide, plus simple et plus précis. En quelques étapes faciles, vous pouvez vous assurer que l'amortissement de fin de course de votre vérin pneumatique est ajusté aux bons réglages. Un avantage supplémentaire est que les ajustements sont reproductibles, indépendamment des influences externes.

Pour utiliser le CAT, vous fixez simplement le capteur sur le vérin et l'allumez. Ensuite, vous pouvez voir toutes les fonctions sur un grand affichage LED et ajuster en conséquence. L'application optionnelle AVENTICS (Android/iOS) peut graphiquement fournir des informations supplémentaires sur la vitesse du piston et les caractéristiques d'amortissement aussi. Lorsque l'amortissement est idéal, vous obtenez un feu vert. L'affichage montre un feu tricolore qui passe du rouge au jaune au vert à mesure que vous ajustez et indique également dans quelle direction ajuster la vis d'amortissement pour améliorer la performance d'amortissement.

Si vous avez des questions sur l'amortissement pneumatique ou voulez en savoir plus, visitez emerson.com/aventics.

L'Outil d'Ajustement d'Amortissement (CAT) Série AVENTICS^TM d'Emerson et l'application optionnelle AVENTICS rendent l'ajustement d'amortissement de fin de course des vérins pneumatiques facile, rapide et précis.