De uitdaging De oplossing

Transcriptie

1 uitdaging oplossing Keuze van de vermogenselementen op de machine -cilinder moet een slaglengte van 500 mm hebben en een massa van 75 kg opheffen. cilinder moet overgedimensioneerd worden omdat hij deze massa in beweging moet kunnen brengen. juni 00 GIP-proef Uit de Missing Link over aandrijvingen weten we dat bij normale bedrijfsomstandigheden de externe belasting niet meer dan 70 % van de door de cilinder geleverde kracht mag bedragen. cilinderkracht moet bijgevolg gelijk of groter zijn dan 750 N/O,7 = 07 N. Omdat de gekozen cilinders moeten voldoen aan de ISO- en VDM-normen, kiezen we voor een cilinder type DNC. Een cilinder met zuiger- 0 mm geeft een duwkracht van 75 N bij druk 0,6 MPa. Een cilinder met zuiger- 50 mm geeft een duwkracht van 78 N bij druk 0,6 MPa. Een cilinder met zuiger- 6 mm geeft een duwkracht van 870 N bij druk 0,6 MPa. keuze valt dus op een cilinder met zuigerdiameter 50 mm. overeenkomstige cilinder is de cilinder type DNC PPV- ref Om de cilinder te monteren is een flensbevestiging nodig. juiste bevestiging volgens de catalogus is de flens type FNC-50 ref Om de zuigerstang vast te maken aan de heftafel werd een aangepaste koppeling gevraagd. juiste bevestiging volgens de catalogus is een flexokoppeling type FK- M6x,5 ref. 6. Vaak voorkomende fouten bij de inzendingen Keuze van een cilinder type DNC PPV-. ze cilinder zal met zijn kracht van 75N de massa van 75 kg echter niet kunnen optillen, omdat we een evenwicht hebben tussen de opwaartse kracht geleverd door de cilinder en de neerwaartse kracht geleverd door de last. Keuze van een cilinder type DNC PPV-. kostprijs van deze cilinder met zijn toebehoren ligt hoger dan deze van een cilinder met zuigerdiameter 50 mm. ze cilinder wordt slechts belast op 0 % van zijn capaciteit met een slecht rendement tot gevolg. Het energieverbruik van deze cilinder ligt ongeveer 59 % hoger dan het energieverbruik van de cilinder met diameter 50. Indien men zeer hoge snelheden had gevraagd zou een cilinderdiameter 6 mm aangewezen geweest zijn (zie Missing Link over cilinders). B-cilinder moet een slaglengte van 00 mm hebben en een kracht van 50 N overwinnen. cilinder moet overgedimensioneerd worden omdat hij deze kracht moet kunnen overwinnen. Kolonel Bourgstraat 0 BE-00 Brussel Rue Colonel Bourg 0 BE-00 Bruxelles Tel.: + 70 Fax:

2 Uit Missing Link aandrijvingen weten we dat bij normale bedrijfsomstandigheden de externe belasting niet meer dan 70 % van de door de cilinder geleverde kracht mag bedragen. cilinderkracht moet dus gelijk of groter zijn dan 50 N/O,7 = 57 N. Vermits de gekozen cilinders moeten voldoen aan de ISO- en VDM-normen, kiezen we voor een cilinder type DNC. Een cilinder met zuiger- 5 mm geeft een duwkracht van 9 N bij druk 0,6 MPa. Een cilinder met zuiger- mm geeft een duwkracht van 8 N bij druk 0,6 MPa. Een cilinder met zuiger- 0 mm geeft een duwkracht van 75 N bij druk 0,6 MPa. keuze valt dus op een cilinder met zuigerdiameter mm. overeenkomstige cilinder is de cilinder type DNC--00-PPV- ref. 65. juni 00 GIP-proef montage van cilinder B gebeurt aan de hand van voetjes. juiste bevestiging volgens de catalogus is de voetbevestiging type HNC-, ref Oplossing aan de gestelde specifieke eisen Bij drukuitval moet cilinder op zijn positie blijven. Hiertoe gebruiken we een gestuurde terugslagklep. Omdat de cilinder een aansluiting van ¼ heeft, kiezen we voor een terugslagklep type HGL ¼- ref. 99. Vaak voorkomende fouten bij de inzendingen Montage van de gestuurde terugslagklep aan de verkeerde zijde. Keuze van de verkeerde gestuurde terugslagklep. Omdat cilinder een aansluitingsdiameter heeft van ¼, kiest u best een gestuurde terugslagklep met dezelfde aansluitingsschroefdraad. Foute opstelling HGL foutopstelling Juiste opstelling Kolonel Bourgstraat 0 BE-00 Brussel beide snelheden van cilinder moeten regelbaar zijn. Hiervoor gebruiken we aangepaste snelheidsregelventielen. Omdat de cilinder een aansluiting van ¼ heeft kiezen we voor snelheidsregelventielen type GRL-/-B ref. 57. uitgangssnelheid van cilinder B moeten regelbaar zijn. Hiervoor gebruiken we een aangepast snelheidsregelventiel. Omdat de cilinder een aansluiting van /8 heeft, kiezen we voor een snelheidsregelventiel type GRL-/8-B ref Rue Colonel Bourg 0 BE-00 Bruxelles Tel.: + 70 Fax:

3 Vaak voorkomende fout bij de inzendingen Keuze van dezelfde soort snelheidsregelaars voor beide cilinders. Omdat cilinder B echter een andere aansluitingsdiameter heeft dan cilinder, moeten we opteren voor verschillende types snelheidsregelaars. terugloopsnelheid van cilinder B moet zo hoog mogelijk zijn. Hiervoor gebruiken we aangepast snelontluchtingsventiel. Omdat de cilinder een aansluiting van /8 heeft, kiezen we voor een snelontluchtingsventiel type SEU-/8 ref. 66. juni 00 GIP-proef Sensoren voor het sturen van de machine correcte positionering van de colli's op de heftafel wordt door twee rolbediende ventielen, die in deze tafel zijn ingebouwd, vastgesteld. Hiervoor gebruiken we rolbediende ventielen type RS--/8 ref. 7. Pneumatische naderingsschakelaars staan in voor de detectie van de cilinderposities. ze sensoren moeten op de cilinders worden gemonteerd (a0 en a op cilinder, b0 en b op cilinder B). Omdat de gevraagde sturing een zuiver pneumatische sturing moet zijn, gebruiken we hier magneetgestuurde /-ventielen type SMPO-8-E ref met hun overeenkomstige bevestigingstoebehoren type ref Vaak voorkomende fout bij de inzendingen. Keuze van magneetgestuurde ventiel type SMPO--H-B. Dit ventiel kan echter niet gemonteerd worden op de gevraagde normcilinders. Het aan- en uitschakelen van de machine Door een druk op de startknop wordt de cyclus in gang gezet. Hiervoor werd gekozen voor een paneelinbouwventiel type SV--M5 ref. 687 met aangepaste startknop type T-0-SW ref. 99. an de hand van twee stopknoppen, die zich op een verschillende plaats in de fabriek bevinden, kan de cyclus worden stopgezet. Elke stopknop heeft voorrang op de startknop. Omdat de stop voorrang moet hebben op de start, werd hier geopteerd voor een overnamecontact waarbij de stopknoppen het startsignaal onderbreken. Voor de stopknoppen is het om veiligheidsredenen niet aangewezen om voorgestuurde ventielen te gebruiken. Bij te lage voedingsdruk zouden deze stopventielen immers niet schakelen. Er werd geopteerd om als stopknoppen rechtstreeks gestuurde 5/- ventielen te gebruiken waarvan de niet-gebruikte uitgangspoort wordt afgesloten. Hiervoor werd gekozen voor een paneelinbouwventiel type SV-5-M5-B ref. 9 met aangepaste noodstopknop type T-0-RT ref. 00. Kolonel Bourgstraat 0 BE-00 Brussel Rue Colonel Bourg 0 BE-00 Bruxelles Tel.: + 70 Fax:

4 Het voordeel inzake veiligheid van deze start/stopschakeling ten opzichte van de andere schakelingen die worden voorgesteld, is dat bij het wegvallen van de voedingsdruk de machine terug moet worden opgestart. juni 00 GIP-proef STOP- STOP- STRT Kolonel Bourgstraat 0 BE-00 Brussel Rue Colonel Bourg 0 BE-00 Bruxelles Tel.: + 70 Fax:

5 Enkele andere ingezonden schakelingen die voldoen aan de opdracht e : Gebruik van een differentieelventiel met de grootste stuurzijde aan de stopsturing. juni 00 GIP-proef STRT STOP- STOP- e : Het onderbreken van de voedingsdruk van de startknop bij het inschakelen van één van de stopknoppen, variante. STRT STOP- STOP- Kolonel Bourgstraat 0 BE-00 Brussel Rue Colonel Bourg 0 BE-00 Bruxelles Tel.: + 70 Fax:

6 e : Het onderbreken van de voedingsdruk van de startknop bij het inschakelen van één van de stopknoppen, variante. juni 00 GIP-proef STRT STOP- STOP- Bepalen van vermogenventielen voor de cilinders keuze viel op het ventiel type J-5/-D-0 ref. 608 ( stuks) met bijbehorende basisplaat type NW-/8-0-VDM-VL ref 6 ( stuks) en bijbehorende eindplatenset type NEV-0-VDM. Het voorgestelde ventiel geeft bij 0,6 Mpa een debiet van 500 l/min. Uit de Missing Link over aandrijvingen, hoofdstuk Dimensioneren en luchtverbruik kunnen we het maximale luchtdebiet berekenen dat naar de cilinder zal vloeien. Om na te gaan of het debiet van 500 l/min. voldoet voor het aansturen van de cilinders nemen we even de debieten van de vier cilinderbewegingen onder de loep. Maximaal debiet bij de uitgaande slag van cilinder maximale zuigersnelheid van een cilinder met diameter 50 mm, bestukt met snelheidsregelventielen bedraagt ongeveer 50 mm/s. Omdat cilinder belast wordt op 6 % van zijn capaciteit (78 N duwkracht t.o.v. 750 N belasting), kunnen we stellen dat de maximale zuigersnelheid ongeveer 65% van de maximale onbelaste cilindersnelheid zal bereiken, m.a.w. de cilinder zal met een maximale snelheid van Kolonel Bourgstraat 0 BE-00 Brussel Rue Colonel Bourg 0 BE-00 Bruxelles Tel.: + 70 Fax:

7 ongeveer 6 mm/s kunnen uitgaan. Het maximale debiet dat naar cilinder zal vloeien tijdens de uitgaande slag is dus Q = x l x (p + ) = 9,6 cm x 6,0 cm/s x (6 + ) =.,88 cm /s =.9,8 cm /min =,9 l/min. Maximaal debiet bij de ingaande slag van cilinder Omdat cilinder onbelast weerkeert naar zijn rustpositie, behoudt hij 95 % van zijn maximale snelheid 50 mm/s = 7,50 mm/s. Het maximale debiet dat naar cilinder zal vloeien tijdens de ingaande slag is dus Q = x l x (p + ) = 9,6 cm x,75 cm/s x (6 + ) =.6,8 cm /s = ,0 cm /min = 95,7 l/min. juni 00 GIP-proef Maximaal debiet bij de uitgaande slag van cilinder B maximale zuigersnelheid van een cilinder met diameter mm, bestukt met snelheidsregelventielen bedraagt ongeveer 50 mm/s. Omdat cilinder B belast wordt op 5 % van zijn capaciteit (8 N duwkracht t.o.v. 50 N belasting), kunnen we stellen dat de maximale zuigersnelheid ongeveer 65% van de maximale onbelaste cilindersnelheid zal bereiken, m.a.w. de cilinder B zal met een maximale snelheid van ongeveer 7,50 mm/s kunnen uitgaan. Het maximale debiet dat naar cilinder B zal vloeien tijdens de uitgaande slag is dus Q = x l x (p + ) = 8,0 cm x,75 cm/s x (6 + ) =.80,7 cm /s = 76.8,0 cm /min = 76,8 l/min. Maximaal debiet bij de ingaande slag van cilinder B maximale zuigersnelheid van een cilinder met diameter mm, bestukt met een snelontluchtingsventiel bedraagt ongeveer 900 mm/s. Omdat cilinder B onbelast weerkeert naar zijn rustpositie, behoudt hij 95 % van zijn maximale snelheid: 95 % van 900mm/s = 855,00mm/s. Het maximale debiet dat naar cilinder B zal vloeien tijdens de ingaande slag is dus Q = x l x (p + ) = 8,0 cm x 85,50 cm/s x (6 + ) =.8,9 cm /s = 88.76,0 cm /min = 88,7 l/min. Het geleverde debiet van 500 l/min. volstaat dus ruimschoots om de cilinders te voeden. Persluchtconditionering Om de machine van perslucht te voorzien, bevindt er zich dicht bij de machine een persluchtleiding met koppeling type KD-/-S. Om de machine te kunnen aansluiten aan deze koppeling, heeft men een snelkoppeling type KSS6-/-6-B ref met aangepaste aansluiting type QSF-/-6-B ref. 50 nodig. druk in de leiding bedraagt 0,8 Mpa, de werkdruk nodig voor het goed functioneren van de machine bedraagt 0,6 MPa. Om de goede werking van de componenten te verzekeren, moet de persluchtkwaliteit verbeterd worden. Een filter-waterafscheider met drukreduceerventiel is dus nodig. Een 5 µu of 0µu filtering aangewezen (klasse of 5, Missing Link over persluchtverzorging). Het maximale debiet dat door de filtergroep moet vloeien is het debiet nodig om beide cilinders gelijktijdig te doen inschuiven. Dit debiet bedraagt maximaal 95,7 l/min + 88,7 l/min = 8, l/min. Kolonel Bourgstraat 0 BE-00 Brussel Rue Colonel Bourg 0 BE-00 Bruxelles Tel.: + 70 Fax:

8 ls filtergroep werd geopteerd voor een filter-waterafscheider met drukreduceerventiel type LFR-/8-D-MINI ref met bevestigingsbeugel type HFOE-D-MINI ref Een elektrisch afsluitventiel moet de ontluchting van de machine mogelijk maken (sturing van dit ventiel behoort niet tot het project). ls afsluitventiel kiezen we een hoofdafsluiter die kan worden gecombineerd met de gekozen conditioneereenheid. Het bijbehorende ventiel is type HEE-D-MINI- ref met bijbehorende connector en aansluitkabel type KMEB---,5-LED ref juni 00 GIP-proef Schema gevraagde cyclus is + / B+ / - / B- Onderstaand schema beantwoordt aan de gestelde eisen, maar cilinder B zal met een lichte vertraging ten opzichte van cilinder zijn ingaande slagbeweging aanvatten. Sensor b kan het 5/-ventiel van cilinder B slechts negatief sturen nadat a niet meer geschakeld is. a0 a b0 b DNC PPV- DNC--00-PPV- FNC-50 HNC- FK-M6x,5 HGL-/ GRL-/-B SEU-/8 P R GRL-/8-B QSTF-/-6-B J-5/-D-0 NW-/8-0-VDM-VL NEV-0-VDM J-5/-D-0 NW-/8-0-VDM-VL ZK-/8-B VL/O--/8-B U-/8 SV-5-M5-B T-0-RT OS-/8-B SV--M5 T-0-SW GRL-/-B QST- QST- STOP- RS--/8 U-/8 RS--/8 U-/8 U-/8 U-/8 a b STOP- SV-5-M5-B T-0-RT a0 b0 STRT KSS6-/- LFR-/-D-MINI HFOE-D-MINI HEE-D-MINI- KMEB---,5-LED U-/8 FR-8-/8 Kolonel Bourgstraat 0 BE-00 Brussel Rue Colonel Bourg 0 BE-00 Bruxelles Tel.: + 70 Fax:

9 Text Het schema hieronder beantwoordt aan de gestelde eisen en B zal zijn ingaande slagbeweging gelijktijdig met cilinder aanvatten. oplossing werd geboden door aan de hand van een tijdvertragingsventiel het stuursignaal B+ te laten wegvallen voor het stuursignaal B- opkomt. DNC PPV- FNC-50 FK-M6x,5 B a0 a b0 b DNC--00-PPV- HNC- juni 00 GIP-proef HGL-/ GRL-/-B GRL-/-B SEU-/8 P R GRL-/8-B QSTF-/-6-B J-5/-D-0 NW-/8-0-VDM-VL NEV-0-VDM J-5/-D-0 NW-/8-0-VDM-VL QST- ZK-/8-B QST- STOP- VL/O--/8-B U-/8 SV-5-M5-B T-0-RT RS--/8 U-/8 RS--/8 U-/8 U-/8 U-/8 0 (Z) () 6 (P) (R) VZO--PK- b STOP- SV-5-M5-B T-0-RT a0 OS-/8-B SV--M5 T-0-SW a b0 STRT KSS6-/- FR-8-/8 LFR-/-D-MINI HEE-D-MINI- Kolonel Bourgstraat 0 BE-00 Brussel Rue Colonel Bourg 0 BE-00 Bruxelles Tel.: + 70 Fax:

10 Text Het schema hieronder beantwoordt eveneens aan de gestelde eisen en B zal zijn ingaande slagbeweging gelijktijdig met cilinder aanvatten. oplossing werd geboden door aan de hand van een geheugenventiel het stuursignaal B+ te laten wegvallen voor het stuursignaal B- opkomt juni 00 GIP-proef P R 5 5 a STOP- STOP- 5 OS-/8-B b a0 STRT b0 Overige stuurventielen Om het schema te kunnen uitvoeren werd er nog een OF -ventiel type OS-8-B ref. 668, een EN -ventiel type ZK-/8-B ref en een luchtgestuurd /-ventiel type VL/O--/8-B ref. 780 gekozen. ansluitingen en toebehoren Voor de pneumatische aansluitingen werd geopteerd voor leidingen met buitendiameter mm voor de stuurleidingen en leidingen met buitendiameter 6 mm voor de vermogenleidingen. Een verdeelblok met aangepaste koppelingen laat de verdeling van de persluchttoevoer naar alle ventielen toe. Stuklijst Klik hier voor de stuklijst van de oplossing van de uitdaging. Kolonel Bourgstraat 0 BE-00 Brussel Rue Colonel Bourg 0 BE-00 Bruxelles Tel.: + 70 Fax:

11 winnaars van Hier zijn de drie teams die een antwoord hebben gegeven dat de oplossing van Festo het meest benadert en zij winnen bijgevolg de uitdaging van dit jaar. Wij wensen hen nogmaals proficiat! Wij wensen iedereen een prettige vakantie en zien elkaar graag terug in de volgende Missing Link en de nieuwe GIP-proef. grote winnaars: Zij slepen de gouden medaille in de wacht! Benoît Danze en Jonathan Houbrechts 5e TQE van Institut Don Bosco te Huy Rue des Cotillages, 500 Huy

12 Zij eindigen op de e plaats en winnen de zilveren medaille! Frédéric Prevost en nis Bosch e Elektromechanica van Haute Ecole Blaise Pascal te Seraing Rue de la Glacière, 9 00 Seraing Zij behalen de e plaats en de bronzen medaille! Lucas Di Dio en Grégory Piron 7e Industriële elektriciteit van thénée Royal Jourdan te Fleurus Rue de Fleurjoux, 60 Fleurus 007 Festo Belgium Dossier