Η ACE Stoßdämpfer GmbH και η Burat & Klein Datentechnik GmbH συνεργάζονται εδώ και πολλά χρόνια στον τομέα της τεχνολογίας μετρήσεων, ώστε να μπορούν να δοκιμάζουν με ακρίβεια τη βιομηχανική τεχνολογία απόσβεσης στον τομέα των δυναμικών παραμέτρων για έργα που αφορούν συγκεκριμένους πελάτες.
Εδώ δίνουν μια εικόνα της επιτυχημένης συνεργασίας τους.
Διαφορετικοί τύποι αποσβεστήρων χρησιμοποιούνται σε πολλές αυτοματοποιημένες διαδικασίες παραγωγής. Οι μικροί και βιομηχανικοί αποσβεστήρες καθώς και οι αποσβεστήρες ασφαλείας είναι ιδιαίτερα κατάλληλοι ως αποδοτικά, χωρίς ρεύμα υδραυλικά εξαρτήματα για επιβράδυνση ή για την ακριβή πέδηση δυνάμεων μάζας, προκειμένου να αυξηθεί η παραγωγικότητα και η ασφάλεια. Η ACE παρέχει ένα ευρύ φάσμα αυτών των στοιχείων μηχανής με τη μορφή αυτορυθμιζόμενων και ρυθμιζόμενων τύπων για μια μεγάλη ποικιλία εφαρμογών, επιτρέποντας στους σχεδιαστές να καλύψουν τα πιο συνηθισμένα εύρη δυνάμεων με τα τυποποιημένα εξαρτήματα της εταιρείας. Η ACE προσφέρει επίσης στοιχεία από αναστρέψιμα και μη αναστρέψιμα στερεά υλικά για στάσεις έκτακτης ανάγκης ως προστασία από υπερπήδηση ή ως αποσβεστήρες στάσης.
Πρώτα προσομοιώστε τη συμπεριφορά απόσβεσης, στη συνέχεια επικυρώστε την σε δοκιμαστές πτώσης
Οι αισθητήρες και οι προσομοιώσεις παίζουν ρόλο όταν οι μηχανικοί θέλουν να δοκιμάσουν τα προϊόντα πριν από την κυκλοφορία τους στην αγορά ή, στην περίπτωση ευαίσθητων εφαρμογών, θέλουν να προσδιορίσουν εκ των προτέρων την πραγματική συμπεριφορά απόσβεσης των αντίστοιχων τύπων αποσβεστήρων για τη συγκεκριμένη εφαρμογή τους. Αυτό ισχύει σε ειδικές περιπτώσεις στον αυτοματισμό, το χειρισμό ή την επιβράδυνση εξαιρετικά υψηλών δυνάμεων μάζας σε εργαλειομηχανές ή περιστροφικά τραπέζια. Εάν οι καμπύλες απόσβεσης που καθορίζονται από τον κατασκευαστή δεν επαρκούν για την εφαρμογή και για την ομάδα έργου του πελάτη, οι μηχανικοί σύμβουλοι της ACE χρησιμοποιούν τις εσωτερικές εγκαταστάσεις δοκιμών για να ελέγξουν τις θεωρητικές προσομοιώσεις από τις μελέτες με τυποποιημένα εξαρτήματα στην πράξη και να τις επικυρώσουν.
Δύο δοκιμαστές πτώσης χρησιμοποιούνται στο Langenfeld, τη γερμανική έδρα της μάρκας εμπειρογνωμόνων ACE, η οποία ανήκει στον όμιλο Stabilus. Ο πρώτος καλύπτει δυνάμεις μάζας από 130 kg έως 500 kg με μέγιστο ύψος πτώσης 1500 mm. Οι δοκιμές πτώσης που πραγματοποιούνται σύμφωνα με τους νόμους της βαρύτητας οδηγούν σε μέγιστες ταχύτητες πρόσκρουσης 4,8 m/s (v = √2*g*h) και κινητικές ενέργειες περίπου 6000 Nm (m*g*h). Ο δεύτερος δοκιμαστής πτώσης είναι κατάλληλος για μάζες από 3 kg έως 350 kg με μέγιστο ύψος πτώσης έως 1500 mm, οπότε μετρούνται ταχύτητες πρόσκρουσης έως 5,5 m/s περίπου και ενέργειες έως 5150 Nm περίπου. Εκτός από τους προαναφερθέντες υδραυλικούς αποσβεστήρες από το τμήμα τεχνολογίας απόσβεσης της εταιρείας, η ACE χρησιμοποιεί επίσης και τους δύο δοκιμαστές πτώσης για τη δοκιμή των προϊόντων ασφαλείας της εταιρείας, τα οποία περιλαμβάνουν αναστρέψιμα σταθερά σώματα εκτός από τα αμορτισέρ ασφαλείας, τα οποία λειτουργούν επίσης υδραυλικά. εκτός από τα υδραυλικά αμορτισέρ ασφαλείας, αυτά περιλαμβάνουν επίσης αναστρέψιμα αμορτισέρ στερεάς κατάστασης, όπως αυτά των οικογενειών προϊόντων TUBUS και μη αναστρέψιμα αμορτισέρ στερεάς κατάστασης από αλουμίνιο και χάλυβα.
Εστίαση στη μέγιστη δυνατή απορρόφηση ενέργειας
Η τελευταία γενιά αμορτισέρ ασφαλείας της ACE αναφέρεται ως αμορτισέρ πρόσκρουσης. Σχεδιασμένοι ως εξαρτήματα διακοπής έκτακτης ανάγκης για εφάπαξ χρήση, οι μηχανικοί στο Langenfeld πραγματοποιούν εκτεταμένες σειρές δοκιμών των αντίστοιχων τύπων σε δοκιμαστές πτώσης πριν από την κυκλοφορία τους στην αγορά. Εξετάζουν τους αποσβεστήρες, οι οποίοι είναι κατασκευασμένοι από ειδικούς σωλήνες αλουμινίου ή χάλυβα, κυρίως όσον αφορά τη μέγιστη δυνατή απορρόφηση ενέργειας σε περίπτωση ατυχήματος. Δίνουν ιδιαίτερη προσοχή στην καταγραφή των συγκεκριμένων χαρακτηριστικών απόσβεσης των επιμέρους τύπων κάθε νέας σειράς με τη χρήση δοκιμαστών πτώσης. Αυτό τους επιτρέπει να ελέγχουν και να επικυρώνουν τις τιμές του καταλόγου και να εγκρίνουν την αντίστοιχη σειρά προϊόντων προς πώληση. Για παράδειγμα, οι μηχανικοί εκεί εξέτασαν τη μέγιστη απορρόφηση ενέργειας τεσσάρων νέων, μικρότερων αποσβεστήρων πρόσκρουσης. Αυτοί έχουν εξωτερική διάμετρο περίπου 20 mm και κυκλοφορούν στην αγορά με διαφορετικές διαδρομές. Μετά την επιτυχή ολοκλήρωση των επικυρώσεων, η ACE έχει επεκτείνει τη γκάμα των αποσβεστήρων ενέργειας στην κατώτερη περιοχή από 100 έως περίπου 400 Nm και μπορεί επίσης να προσφέρει τους αποσβεστήρες πρόσκρουσης για συστήματα μικρότερων διαστάσεων ως μια φθηνή και αποτελεσματική λύση διακοπής έκτακτης ανάγκης. Επειδή το έργο αυτών των αποσβεστήρων στερεάς κατάστασης σε βιομηχανικό περιβάλλον είναι παρόμοιο με αυτό των ζωνών θλίψης στην τεχνολογία οχημάτων, έχουν δοκιμαστεί για τα πιο σκληρά φορτία. Εξάλλου, σε περίπτωση σύγκρουσης, τα εξαρτήματα απορροφούν αμέσως την ενέργεια πρόσκρουσης και παραμορφώνονται και διπλώνονται με τρόπο που έχει καθοριστεί εκ των προτέρων σε προσομοιώσεις σε υπολογιστή, προκειμένου να μετατρέψουν την κινητική ενέργεια της πρόσκρουσης σε θερμότητα και να τη διαχύσουν στο εξωτερικό περιβάλλον. Με αυτόν τον τρόπο, οι αποσβεστήρες μιας χρήσης προστατεύουν τις κατασκευές σε περίπτωση ατυχήματος μέσω υψηλής, ομοιόμορφης διάχυσης ενέργειας σε ποσοστό 98%. Λόγω της απαίτησης για τα εν λόγω στοιχεία ασφαλείας να προσφέρουν υψηλή μακροπρόθεσμη σταθερότητα στην καθημερινή λειτουργία και μέγιστη προστασία σε περίπτωση διακοπής λειτουργίας έκτακτης ανάγκης, οι δοκιμές και οι προσομοιώσεις πραγματοποιήθηκαν υπό συνθήκες που ήταν όσο το δυνατόν πιο κοντά στην πραγματικότητα.
Μικρά αμορτισέρ που εξετάστηκαν σε οριζόντιες γραμμικές δοκιμές
Εκτός από αυτές τις επιλογές δοκιμών με βάση τη βαρύτητα, οι οποίες εξετάζουν τους αποσβεστήρες και τις επιδόσεις επιβράδυνσής τους στο τέλος της διαδρομής των κατακόρυφων γραμμικών αξόνων, για παράδειγμα, ένας άλλος πάγκος δοκιμών της ACE επιτρέπει επίσης οριζόντιες γραμμικές δοκιμές. Εδώ, ο κινητήρας επιταχύνει δυνάμεις μάζας 20 kg έως 100 kg σε έναν οριζόντιο άξονα σε ταχύτητες έως και περίπου 3,5 m/s.
Σε ένα πρακτικό παράδειγμα στο οποίο άξονες υψηλής ακρίβειας χωρίς τριβές τοποθετούνται σε ένα σύστημα χειρισμού που ασφαλίζεται στις τελικές θέσεις σε τρεις άξονες (X, Y, κεντρικός πόλος) με μικρά αμορτισέρ, οι μηχανικοί της ACE επιλέγουν πρώτα τους κατάλληλους τύπους αμορτισέρ για τον εκάστοτε άξονα από την τυποποιημένη γκάμα. Επειδή οι εξαιρετικά ευαίσθητοι άξονες μπορούν να φορτιστούν μόνο με καθορισμένες μέγιστες δυνάμεις σε περίπτωση σύγκρουσης, η ACE πραγματοποιεί στο δεύτερο βήμα ειδικές θεωρητικές μελέτες για καθένα από τα επιλεγμένα μικρά αμορτισέρ με τη χρήση λογισμικού προσομοίωσης. Κάθε επιμέρους σχέδιο οπών, δηλαδή ο αριθμός και το μέγεθος των οπών στραγγαλισμού στο εσωτερικό του αμορτισέρ, προσομοιώνεται στον υπολογιστή προκειμένου να βελτιστοποιηθεί η εξέλιξη της δύναμης, δηλαδή η καμπύλη δύναμης-μετατόπισης. Στη συνέχεια, οι μηχανικοί μπορούν να επικυρώσουν τις θεωρητικές προσομοιώσεις με τη λήψη μετρήσεων στον γραμμικό άξονα χρησιμοποιώντας κατάλληλα προετοιμασμένα δοκίμια στις γραμμικές δοκιμές στον πάγκο δοκιμών. Σε μια τέτοια εφαρμογή δοκιμών, η κινούμενη μάζα μπορεί να ρυθμιστεί έως και μερικά γραμμάρια και η ταχύτητα κρούσης μπορεί να προσαρμοστεί σχεδόν ένα προς ένα με ανοχή 0,02 m/s για κάθε συγκεκριμένη περίπτωση. Εάν τα δοκίμια περάσουν τις δοκιμές, τα αποτελέσματα των μετρήσεων χρησιμοποιούνται για την παραγωγή των απαιτούμενων μικρών σειρών.
Η τεχνολογία μέτρησης επικυρώνει τα αποτελέσματα προσομοίωσης και δοκιμής
Είτε τα εξαρτήματα ACE δοκιμάζονται σε κατακόρυφους είτε σε οριζόντιους γραμμικούς άξονες, η διαδρομή απόσβεσης προσδιορίζεται με τη χρήση συστήματος μέτρησης μετατόπισης λέιζερ και η πραγματική δύναμη στήριξης με τη χρήση αισθητήρων δύναμης σε όλους τους πάγκους δοκιμών. Η εταιρεία συνεργάζεται με την Burat & Klein Datentechnik GmbH, που εδρεύει στο Meckenbeuren στην περιοχή της λίμνης Constance. Ενώ οι αισθητήρες και οι μετατροπείς μετατόπισης συνδέονται σε ένα σύστημα μέτρησης που ονομάζεται MultiMessBOX, το οποίο προσαρμόζεται με ακρίβεια στο εκάστοτε σημείο δοκιμής, τα δεδομένα που προσδιορίζονται σε κάθε δοκιμή μπορούν να αξιολογηθούν με το λογισμικό MessMax® που προγραμματίζεται από την Burat & Klein. Όπως περιγράφηκε στην περίπτωση του μικρού αμορτισέρ, το MessMax® επιτρέπει την υπέρθεση της καμπύλης που μετρήθηκε στην πραγματική δοκιμή με τη θεωρητική καμπύλη που προσδιορίστηκε στον υπολογιστή και έτσι την επικύρωση της θεωρίας στην πράξη. Ο Jörg Küchmann, μηχανικός από το τμήμα έρευνας και ανάπτυξης της ACE, σχολιάζει: "Ο μηχανικός της ACE, ο Jörg Küchmann, σχολιάζει: "Στην αναφερόμενη εφαρμογή, η Burat & Klein μπόρεσε να μας προσφέρει ειδικό λογισμικό αξιολόγησης με το οποίο μπορούμε να συγκρίνουμε τρεις παραμέτρους και να εξάγουμε αυτόματα τα αποτελέσματα στο Excel, όπως απαιτείται. Στην προκειμένη περίπτωση, αξιολογούνται και ελέγχονται η μέγιστη δύναμη στήριξης, η μέγιστη απόσταση απόσβεσης και επίσης η ενέργεια, δηλαδή το εμβαδόν κάτω από την καμπύλη δύναμης-μετατόπισης"
Τα τελευταία χρόνια, η ACE έχει αποκτήσει εκτεταμένη εμπειρία σε αυτόν τον τομέα της τεχνολογίας μετρήσεων και της αξιολόγησης των αποτελεσμάτων που λαμβάνονται χάρη στον αυξανόμενο αριθμό επικυρώσεων που ζητούν οι πελάτες. Είναι αξιοσημείωτο ότι οι προσομοιώσεις παρουσιάζουν μόνο πολύ μικρές ποσοστιαίες αποκλίσεις σε σύγκριση με τα πραγματικά αποτελέσματα των μετρήσεων στην πράξη. Συνεπώς, οι προσομοιώσεις της ACE είναι επίσης πολύ ακριβείς χάρη στην τεχνολογία μέτρησης της Burat & Klein.
