ACE Stoßdämpfer GmbH ja Burat & Klein Datentechnik GmbH on juba aastaid teinud koostööd mõõtmistehnika valdkonnas, et olla võimeline täpselt katsetama tööstuslikku summutustehnikat dünaamiliste parameetrite valdkonnas kliendispetsiifiliste projektide jaoks.
Siin annavad nad ülevaate oma edukast koostööst.
Erinevat tüüpi amortisaatoreid kasutatakse paljudes automatiseeritud tootmisprotsessides. Väikesed ja tööstuslikud amortisaatorid ning ohutusamortisaatorid sobivad eriti hästi tõhusate, vooluta hüdrauliliste komponentidena aeglustamiseks või massijõudude täpseks pidurdamiseks, et suurendada tootlikkust ja ohutust. ACE pakub nende masinaelementide laia valikut isereguleeruvaid ja reguleeritavaid tüüpe mitmesuguste rakenduste jaoks, mis võimaldab projekteerijatel katta ettevõtte standardkomponentidega kõige levinumad jõuvahemikud. ACE pakub ka pöörduvatest ja pöördumatutest tahkismaterjalidest valmistatud komponente avariipidurite jaoks kui ülekäigukaitset või pidurduslülitusi.
Esmalt simuleerige summutuskäitumist, seejärel valideerige kukkumiskatseseadmetel
Andurid ja simulatsioonid mängivad rolli siis, kui insenerid soovivad tooteid enne turuletoomist testida või kui nad tahavad tundlike rakenduste puhul eelnevalt kindlaks teha vastavate summutitüüpide tegeliku summutuskäitumise konkreetse rakenduse jaoks. See kehtib erijuhtudel automatiseerimise, käitlemise või erakordselt suurte massijõudude aeglustamise puhul tööpinkidel või pöörlevatel laudadel. Kui tootja poolt määratud summutuskõverad ei ole rakenduse ja kliendi projektimeeskonna jaoks piisavad, kasutavad ACE konsultatsiooniinsenerid ettevõttesiseseid katseseadmeid, et kontrollida konstruktsioonidest saadud teoreetilisi simulatsioone standardkomponentidega praktikas ja valideerida need.
Langenfeldis, Stabilus Gruppi kuuluva ACE eksperdibrändi Saksamaa peakontoris, kasutatakse kahte kukkumistesti. Esimene katab massijõudu alates 130 kg kuni 500 kg ja maksimaalset langemiskõrgust 1500 mm. Gravitatsiooniseaduste kohaselt läbiviidud kukkumiskatsete tulemuseks on maksimaalne löögikiirus 4,8 m/s (v = √2*g*h) ja kineetiline energia ligikaudu 6000 Nm (m*g*h). Teine kukkumiskatse sobib massidele alates 3 kg kuni 350 kg maksimaalse kukkumiskõrgusega kuni 1500 mm, kusjuures löögikiirused on kuni umbes 5,5 m/s ja energiad kuni umbes 5150 Nm. Lisaks eespool nimetatud hüdraulilistele amortisaatoritele, mis kuuluvad ettevõtte amortisatsioonitehnoloogia osakonda, kasutab ACE mõlemat kukkumiskatsetajat ka ettevõtte ohutustoodete katsetamiseks, mille hulka kuuluvad lisaks hüdrauliliselt töötavatele ohutuslöögi amortisaatoritele ka pöördvabade fikseeritud kerede, nagu näiteks TUBUSi tooteperekonna amortisaatorid, ning pöördumatute alumiiniumist ja terasest valmistatud tahkete amortisaatorite hulka.
Keskendumine maksimaalsele võimalikule energia neeldumisele
ACE viimase põlvkonna ohutustampeid nimetatakse krahhisummutiteks. Langenfeldi insenerid on kavandatud ühekordseks kasutamiseks mõeldud hädapidurduskomponentidena ja viivad enne nende turuleviimist läbi ulatuslikud katseseeriad vastavate tüüpidega kukkumistestidel. Nad uurivad spetsiaalsetest alumiinium- või terastorudest valmistatud amortisaatoreid eelkõige seoses maksimaalse võimaliku energia neeldumisega õnnetusjuhtumi korral. Nad pööravad erilist tähelepanu iga uue seeria üksikute tüüpide konkreetsete summutusomaduste registreerimisele kukkumistestide abil. See võimaldab neil kontrollida ja kinnitada kataloogi väärtusi ning kinnitada vastavad tootesarjad müügiks. Näiteks uurisid sealsed insenerid nelja uue, väiksema suurusega põrkepuksiiri maksimaalset energianeeldumist. Nende välisläbimõõt on umbes 20 mm ja need tuuakse turule erinevate löökidega. Pärast valideerimiste edukat lõpetamist on ACE laiendanud energia summutite valikut madalamas vahemikus 100 kuni umbes 400 Nm ja saab pakkuda ka väiksemate formaatidega süsteemide jaoks mõeldud põrutustiibikuid kui odavat ja tõhusat hädaseiskamislahendust. Kuna nende tahkete amortisaatorite ülesanne tööstuskeskkonnas on sarnane sõidukitehnikas kasutatavatele muljumisaladele, on neid katsetatud kõige raskemate koormuste suhtes. Kokkupõrke korral neelavad komponendid kokkupõrke energiat kohe ning deformeeruvad ja volditakse eelnevalt arvutisimulatsioonides määratletud viisil, et muuta kokkupõrke kineetiline energia soojuseks ja hajutada see väliskeskkonda. Sel viisil kaitsevad ühekordselt kasutatavad summutid õnnetusjuhtumi korral konstruktsioone 98 protsendi ulatuses suure ja ühtlase energia hajutamise kaudu. Kuna need ohutuselemendid peavad igapäevases kasutuses pakkuma suurt pikaajalist stabiilsust ja maksimaalset kaitset hädaolukorras, viidi katsed ja simulatsioonid läbi võimalikult tegelikkusele lähedastes tingimustes.
Väikesed löögisummutid, mida uuriti horisontaalsetes lineaarsetes katsetes
Lisaks nendele gravitatsioonipõhistele katsevõimalustele, mille käigus uuritakse amortisaatoreid ja nende aeglustustõhusust näiteks vertikaalsete lineaartelgede sõidu lõpus, võimaldab ACE teine katsestend ka horisontaalseid lineaarkatseid. Siin kiirendab ajam horisontaalteljel 20 kg kuni 100 kg massjõudu kiirusele kuni umbes 3,5 m/s.
Praktilises näites, kus suure täpsusega hõõrdumisvabad teljed on paigaldatud käitlussüsteemi, mis on kolme telje (X, Y, keskpol) lõppasendites väikeste amortisaatoritega kinnitatud, valivad ACE insenerid kõigepealt standardvalikust vastava telje jaoks sobivad amortisaatoritüübid. Kuna väga tundlikke telgesid võib kokkupõrke korral koormata ainult kindlaksmääratud maksimaalsete jõududega, teeb ACE teises etapis iga valitud väikese amortisaatori jaoks konkreetse teoreetilise projekteerimise, kasutades selleks simulatsioonitarkvara. Iga üksikut augumustrit, st summuti sees asuvate drosselavade arvu ja suurust, simuleeritakse arvutis, et optimeerida jõu kulgemist, st jõu ja nihkumise kõverat. Seejärel saavad insenerid teoreetilisi simulatsioone kinnitada, tehes mõõtmisi lineaarteljel, kasutades selleks sobivalt ettevalmistatud katsekehasid katsestendil tehtavatel lineaarkatsetel. Sellise katserakenduse puhul saab liikuvat massi reguleerida kuni mõne grammini ja löögikiirust saab iga konkreetse juhtumi puhul peaaegu üks-ühele sobitada 0,02 m/s tolerantsiga. Kui katsekehad läbivad katsed, kasutatakse mõõtmistulemusi nõutava väikeseeria tootmiseks.
Mõõtmistehnoloogia kinnitab simulatsiooni- ja katsetulemused
Olenemata sellest, kas ACE komponente katsetatakse vertikaalsel või horisontaalsel lineaarteljel, määratakse summutuste liikumine lasermõõtesüsteemi abil ja tegelik tugijõud jõuandurite abil kõigil katsestendidel. Ettevõte teeb koostööd Burat & Klein Datentechnik GmbH-ga, mis asub Meckenbeurenis Bodenjärve piirkonnas. Samal ajal kui andurid ja nihkeandurid on ühendatud mõõtesüsteemi MultiMessBOX, mis on täpselt kohandatud vastavale katsepunktile, saab iga katsesõidu käigus määratud andmeid hinnata Burat & Kleini programmeeritud tarkvara MessMax® abil. Nagu väikese amortisaatori puhul kirjeldatud, võimaldab MessMax® kõrvutada tegeliku katse käigus mõõdetud kõverat arvutis määratud teoreetilise kõveraga ja seega kinnitada teooria praktikas. Jörg Küchmann, ACE teadus- ja arendusosakonna insener, kommenteerib: "Viidatud rakenduses suutis Burat & Klein pakkuda meile spetsiaalset hindamistarkvara, mille abil saame võrrelda kolme parameetrit ja eksportida tulemused vastavalt vajadusele automaatselt Excelisse. Sellisel juhul hinnatakse ja kontrollitakse maksimaalset tugijõudu, maksimaalset summutuskaugust ja ka energiat, st ala jõu-muutumiskõvera all."
Viimaste aastate jooksul on ACE tänu klientide poolt soovitud valideerimiste arvu suurenemisele omandanud selles mõõtmistehnoloogiavaldkonnas ja saadud tulemuste hindamisel ulatuslikke kogemusi. On tähelepanuväärne, et simulatsioonid näitavad ainult väga väikeseid protsentuaalseid kõrvalekaldeid võrreldes tegelike mõõtmistulemustega praktikas. Tänu Burat & Kleini mõõtmistehnoloogiale on ka ACE simulatsioonid väga täpsed.
