یکی از مهم‌ترین پارامترهایی که ماشین سازان باید با آن دست و پنجه نرم کنند، تغییر سرعت حرکت اعضا و قطعات است. تسریع و کاهش سرعت بارها در زمان مقرر برای ایمنی اپراتور و همچنین صرفه‌جویی و کارایی حرکت برای بهینه‌سازی خروجی ماشین‌آلات ضروری است. اغلب، قطعات ماشین با سرعت بسیار بالا حرکت می‌کنند و باید بدون آسیب رساندن به ماشین یا محموله آن، سرعت خود را کاهش داد یا متوقف کرد.
سازندگان ماشین همیشه به دنبال راه‌هایی برای راه اندازی سریع‌تر تجهیزات و افزایش توان و بهره‌وری هستند. با این حال، قطعاتی که با سرعت بالا حرکت می‌کنند اغلب باید بدون آسیب رساندن به تجهیزات یا محموله، سرعت خود را کاهش داده و متوقف شوند. در غیر این صورت، عواقب آن بارهای بیش از حد، لرزش و سر و صدا است که می‌تواند ایمنی و قابلیت اطمینان ماشین را به خطر بیندازد. مهندسان گاهی اوقات می‌توانند با محصولاتی مانند سپرهای الاستومری ارزان قیمت یا بالشتک‌های هوای ساده، حرکت را کاهش دهند. اما این‌ها معمولاً توانایی محدودی برای جذب انرژی و کاهش سرعت اجسام دارند.
در مقابل، کمک فنرها با تبدیل انرژی جنبشی به انرژی حرارتی، کاهش سرعت کنترل شده را فراهم می‌کنند. در عمل، حرکت اعمال شده بر روی پیستون کمک فنر هیدرولیک، سیال تحت فشار را از طریق روزنه‌های طراحی شده خاص وادار می‌کند. که جریان را محدود می‌کند و گرما تولید می‌کند که به نوبه خود به بدنه فلزی منتقل می‌شود و به محیط پخش می‌شود. آن‌ها در طیف گسترده‌ای از کاربردها، از ساخت خودرو و پردازش چوب گرفته تا روبات‌ها، جرثقیل‌ها و تجهیزات بسته‌بندی استفاده می‌شوند.
شکل ۱: کمک فنرهای هیدرولیک سنگین ITT Enidine برای مقابله با ضربه‌های بزرگ طراحی شده‌اند.
اندازه‌گیری کمک فنرهای صنعتی نسبتاً ساده است که در دوره‌های آموزش تعمیر کمک فنر آموزش داده می‌شود. چندین تولید کننده معتبر ماشین حساب آنلاین ارائه می‌دهند، اما در اینجا چند دستورالعمل وجود دارد که به شما کمک می‌کند تا به سرعت محصولات مناسب برای یک کار خاص را پیدا کنید.
وب‌سایت‌های سازنده و برگه‌های داده معمولاً محصولات را بر اساس پارامترهایی مانند: ضربه، محدوده سرعت قابل استفاده، حداکثر مقدار انرژی قابل جذب در هر چرخه، حداکثر ظرفیت نیرو و حداکثر نیروی پیشرانی که می‌تواند تحمل کند، فهرست می‌کنند، همچنین ابعاد و سایر موارد مرتبط. جزئیات.
با این حال، قبل از اندازه گیری کمک فنرهای صنعتی کاربران ابتدا باید شرایط عملیاتی مربوطه، از جمله وزن و سرعت جرم متحرک و دفعات بارگذاری ضربه را تعیین کنند. برای سادگی، اجازه دهید به یک برنامه حرکت خطی نگاه کنیم و از واحدهای امپریال برای محاسبات استفاده کنیم.
تعیین انرژی جنبشی در سیستم از:
Ek = W/ (۷۲۲) (V۲) که در آن Ek = انرژی جنبشی، lb-in. W = وزن جرم متحرک، پوند؛ و V = سرعت جرم متحرک، in. /sec. این معادله نشان دهنده مقدار انرژی جنبشی است که کمک فنر در هر ضربه به انرژی حرارتی تبدیل می‌کند.
سپس انرژی کار را در برنامه محاسبه کنید، که به عنوان مقدار انرژی که یک دستگاه خارجی برای جابجایی بار تولید می‌کند تعریف می‌شود:Ew = Fd (S)
در جایی که Ew = کار یا انرژی رانده، lb- in. ; Fd = نیروی محرکه، پوند؛ و S = ضربه کمک فنر، توجه داشته باشید که Fd نباید از حداکثر نیروی پیشران نامی واحد تجاوز کند. اگر این کار را کرد، یک اندازه بزرگتر انتخاب کنید و انرژی کار را دوباره محاسبه کنید.مرحله بعدی محاسبه انرژی کل، Et (lb-in.) در هر چرخه است که به صورت زیر نشان داده شده است:
Et = Ek + Ew. مجدداً، اگر این مقدار از ظرفیت جذب انرژی مدل بیشتر شد، یک واحد بزرگتر انتخاب کنید و انرژی کار را مجدداً محاسبه کنید. در غیر این صورت، دمای شوک ممکن است فراتر از حد مجاز افزایش یابد و اجزای داخلی حیاتی مانند آب‌بندهای هیدرولیک از کار بیفتند.
اگر برنامه از بیش از یک ضربه گیر استفاده می‌کند، انرژی کل Et را بر تعداد شوک‌ها تقسیم کنید تا کل انرژی به ازای هر ضربه مشخص شود.
سپس کل انرژی را که یک واحد باید در یک ساعت تبدیل کند مشخص کنید. این به این دلیل است که حتی اگر یک شوک ممکن است مقدار قابل قبولی انرژی را در یک ضربه جذب کند، اگر سرعت چرخه خیلی سریع باشد، ممکن است نتواند گرمای تولید شده را دفع کند. در اینجا، Et را در C ضرب کنید، تعداد کل چرخه‌ها در ساعت:
غیره = Et (C) ظرفیت ساعتی دستگاه باید از این مقدار محاسبه شده بیشتر باشد. اگر نه، یک جاذب بزرگتر انتخاب کنید (و در صورت تغییر ضربه، Ew را دوباره محاسبه کنید) یا احتمالاً یک مخزن روغن خارجی یا یک دستگاه خنک کننده اضافه کنید تا به دفع گرما کمک کند.
در نهایت، نیروی شوک، Fp (lb) را در برنامه در نظر بگیرید. نیروی شوک، در اصل، نیروی مقاومتی است که توسط کمک فنر برای متوقف کردن بار متحرک مورد نیاز است:
Fp = Et/ (Sη) که در آن S = ضربه کمک فنر و η راندمان میرایی واحد است. در حالی که راندمان می‌تواند بسته به نوع و مدل متفاوت باشد، راندمان ۸۵ درصد مبنای خوبی برای شوک‌های صنعتی معمولی است.
این امر هنگام انتخاب ضربه‌گیر مناسب مهم است زیرا ساختار دستگاه و نصب آن باید از استحکام و استحکام لازم برای مقاومت در برابر نیروی منتقل شده برخوردار باشد. بازده واحدهای مختلف با ارزیابی میزان ضربه برای میرایی واقعی حرکت اندازه‌گیری می‌شود. راندمان ضربه‌گیر با اتلاف انرژی بیشتر در طول ضربه افزایش می‌یابد و محصولات کارآمدتر معمولاً کمترین نیروی ضربه را برای یک ضربه مشخص ایجاد می‌کنند.
ملاحظاتی مانند یکپارچگی ساختاری ماشین و توانایی محموله برای مقاومت در برابر نیروها بدون آسیب نیز کلید پیکربندی موفقیت‌آمیز میرایی است. و برخی از برنامه‌ها یا محموله‌ها ممکن است محدودیت‌های رتبه‌بندی بار g را مشخص کرده باشند. به عنوان مثال، اپراتور مستقر در یک جرثقیل سقفی بزرگ باید از نیروهای بیش از حد g محافظت شود.
این بار g را از زیر محاسبه کنید:
g = (Fp – Fd) /W محاسبات فوق کمک می‌کند تا اطمینان حاصل شود که یک کمک فنر معین تمام پارامترهای عملیاتی برنامه را برآورده می‌کند. مجدداً مطمئن شوید که مدل انتخابی با نیاز انرژی جذب شده در هر سیکل و در ساعت و همچنین نیروی ضربه مطابقت داشته باشد یا از آن فراتر رود. در غیر این صورت، به احتمال زیاد باعث آسیب یا خرابی پیش از موعد می‌شود.