Odciążenie osi Z siłownikiem pneumatycznym

Witam,
trochę odkopię temat W swojej maszynie również będę chciał wykonać pneumatyczne odciążenie osi Z. Kilka pytań:
- jaki dobrać siłownik pod względem siły?
- jakie założyć mniej więcej ciśnienie w butli dla zrównoważenia osi Z, 3? 4 bary?
- układ ma wyglądać tak w kolejności: zasilanie sprężonym powietrzem --> reduktor --> butla --> siłownik, tak?

Z góry dzięki za pomoc
Pozdrawiam

Waga osi Z (kg) podzielona przez powierzchnię tłoka siłownika (cm kw.) da Ci w przybliżeniu potrzebne ciśnienie równoważące w Barach. Układ może być taki jak opisałeś lub po prostu butla o dobranym j.w. ciśnieniu jeżeli układ uda Ci się zmontować całość naprawdę szczelnie. Na wszelki wypadek dołóż manometr dla bieżącej kontroli ciśnienia. Pojemność butli powinna być wielokrotnie większa niż objętość skokowa siłownika.

Ok, dzięki za informację. Czyli rozumiem, że siłownik ma pracować ze zbiornikiem który będzie takim buforem powietrza. Jednak nie do końca siłownik będzie miał liniową charakterystykę, gdyż jak Z będzie jechał do góry to w maksymalnym położeniu będzie jakaś wartość ciśnienia, a gdy oś będzie w skrajni dolnym ciśnienie w butli wzrośnie i będzie już inna siła oddziaływująca na odciążenie osi. Teoretycznie im większy zbiornik tym charakterystyka bardziej liniowa. Pytanie: jaka jest sensowna pojemność zbiornika w stosunku do pojemności siłownika?

Dokładnie tak jak mówisz. Przy samym zbiorniku z ustalonym wstępnie ciśnieniem wewnątrz inna będzie reakcja w dwóch krańcowych położeniach osi Z. Podobnie zresztą jest przy odciążaniu z użyciem sprężyny. Żeby odciążenie było takie samo, niezależnie od pozycji tej osi, należałoby zbudować nieco bardziej złożony układ czyli zbiornik zaopatrzyć w presostat upuszczający powietrze kiedy ciśnienie jest wyższe niż... a z kolei przez reduktor dopompowywanie gdy ciśnienie maleje. Nie wiem czy aż tak bardzo trzeba równoważyć wagę osi Z żeby musiał ciągle pracować kompresor. Chyba że dążysz do użycia dużo słabszego napędu dla osi Z. Myślę że butla której pojemność jest 10 x większa niż pojemność skokowa siłownika da wystarczająco duży komfort pracy żeby sobie głowy nie zawracać nieliniowością. Trzeba tylko połączenie między butlą a siłownikiem wykonać niezbyt cienką rurą żeby nie wnosić niepotrzebnego tłumienia w przepływie powietrza. Gdybyś chciał odciążać tę oś lub cokolwiek innego z dokładnością zegarmistrzowską to alternatywą jest przeciwwaga wisząca na lince. Ma to jednak poważną wadę- dwukrotnie rośnie bezwładność mechanizmu co odezwie się czkawką przy szybkich zmianach prędkości lub kierunku ruchu

Witam wszystkich.

Zasadniczo jest to balanser pneumatyczny i tak jak kolega Diodas napisał , ważne jest zapewnienie odpowiednio dużych przekrojów przewodów pneumatycznych. Przy zbyt cienkich przewodach , taki siłownik po prostu nie zdąży się odpowiednio szybko napełniać/odpowietrzać przy szybkich ruchach osi Z. Jeden z wiodących producentów pneumatyki (F....o) ma w ofercie tzw. zawory szybkiego odpowietrzania , co kapitalnie rozwiązuje problem dynamiki. Wadą może być "marnowanie" powietrza które wypuszczamy w atmosferę. Przy mniejszej dynamice osi Z ,wystarczy siłownik i reduktor który upuści nadciśnienie przy ruchu powrotnym. Co do jakości powietrza , osuszamy ZAWSZE , smarujemy niekoniecznie . Ale już jak raz zasili się siłownik przez naolejacz ,trzeba to robić do końca. Z mojej praktyki wiem, że dobrej jakości siłownik może pracować bezawaryjnie naprawdę długie lata bez oleju.

Witam,
u mnie skok osi Z będzie wynosił 700mm. O ile u mnie dałoby się zastosować standardowe siłowniki, tak u Ciebie znalezienie siłownika który ma 2500mm skoku nie wiem czy będzie takie proste...

Można też stworzyć system mieszany- siłownik pneumatyczny o krótszym skoku oraz wielobloczek linowy. W ten sposób uniknie się wady zwiększenia inercji w przypadku czystego odciążenia linkowego z przeciwwagą. Trzeba jednak w tym wypadku użyć siłownika o większym przekroju tłoka (albo kilku cieńszych połączonych równolegle) lub wyższego ciśnienia. Da się to zrobić z tego co mamy pod ręką.

Nie tylko Tobie wydało się przez moment że wynalazłeś koło W mechanice trudno coś odkrywczego wymyślić bo wszystko już było, chociaż niektóre techniki zostały zastąpione czymś nowszym i zapomniane (czekają na nowego odkrywcę).
Przemyśl jeszcze ten wielokrążek . Wieszanie pod nim takiego ciężaru nie ma sensu bo nijak nie zmniejszy to inercji. Natomiast zastosowanie siłownika i układu jak na rysunku 4 daje czterokrotne zwiększenie drogi luźnego końca liny w stosunku do ruchu dolnego zblocza. To już wystarczy bo umożliwia zastosowanie siłownika którego cena nie zabija.
Im grubszy siłownik tym mniejsze potrzebne ciśnienie. W każdym razie taki siłownik o skoku 700 mm podwieszony w miejscu obciążenia na rysunku z wiki da możliwość odciążania na trasie 2800 mm osi Z (4 x 700mm ) czyli więcej niż potrzebujesz w swojej maszynie a już siłownik o średnicy tłoka 50 mm wyciska potrzebne 160 kg ( 4 x 40kg ) przy ciśnieniu 8 Bar. A pomijalną inercję doda tylko masa dolnego zblocza i tłoka siłownika. Aptekarze będą też łamać zęby nad obliczeniem inercji wnoszonej przez linę oporami tarcia...

Ten mięsień pneumatyczny to ciekawy pomysł ale faktycznie żeby pokonać jego nieliniowość, trzeba by dobudować kawałek elektroniki i dołożyć sensor nacisku w miejscu dołączenia kiszki do osi Z. Ponadto pewnie byłaby to rura o sporej długości żeby zapewnić oczekiwany skok roboczy. O jego trwałości nic nie wiem ale domyślam się że siłownik pneumatyczny i układ linowy pożyją dłużej.