62 Ventil 18 /2012/ 1 IZ PRAKSE ZA PRAKSO PARKER HMIX – Elektrohidravlični valji z integriranimi senzorji poti Miha ŠTEGER Miha  Š te g e r ,  dip l .  in ž .,  P ar k e r   Hannif in  C or poration ,  P o dr užni- ca v Novem mestu, Slovenija Č e p r a v   j e   h i d r a v l i k a   ž e   d o k a j   z r e l a  t e h n o l o g i j a ,   p a   s e   v   z a d n j e m   č a s u  k a že  n a p r e d e k v r a z voju ,  k o n k r e tn o   na  p o dr o č ju  inte gr a cije  e l e k tr o n sk e- ga  in  di gi t a ln e ga  n a d zo r a  hi dr av lič- nih pogonov. Razlog za nadgradnjo t r a di c i o n a ln i h   h i dr a v li č n i h   n a p r a v   v  s o do b n e   e l e k tr o hid r a v l i č n e  je   p r e d- v s e m   v   p r i d o b i t v i   m o č i ,   h i t r o s t i   i n  n a t a n č n o s t i  l in e a r n ih  t e r  r ot a c i j s k ih  h i dr av li č n ih  p o g o n ov .   E l e k t r o h i dr a- v lične  napra v e  pr inaš ajo  pr e d nos ti   t a k o  z  e k o n o m sk e ga  k ot  s  te h ničn e- ga  v idik a .  K ljučni  f a k to r  n a  p o dr o č ju   r a z voja  e l e k tr o hidr av ličnih  napr av   pa je vsekakor uporaba naprav za merjenje pozicije, kot so senzorji poti, ki so del samega elektrohidra- v ličn e ga  valja .  Z  n ov im  e l e k tr o hidr a- v ličnim valje m HM I X dos e že m o p o- v e č a n j e   p r o d uk t i v n o s t i ,   z a h v a lj uj o č  boljšemu nadzoru, prilagodljivosti, hitri in enostavni nastavitvi naprave. Rezultat kombinacije lastnosti kon- v e n c i o n a l n e   h i d r a v l i k e   z   z m o ž n o st m i  nat ančn os ti  in  na dzora  s o dobn e  e le- ktronike je nova tehnologija, ki omo- g o č a  š ir o k  s p e k t e r  m o ž n o s t i  i z b o lj- ša n j a   f u n k c i o n a l n o st i   i n   u č i n k o vi t o st i  p r o i z v o d n i h   l i n i j ,   m o n t a ž n e   o p r e m e ,  mobilnih naprav in zagotovitev zah- tev v prihodnosti. podlaga 1 Uvod V   z a d n j e m   č a s u   j e   z a r a d i   v e l i k e g a  povpraševanja po sodobnih rešitvah hidr av ličnih  sis te m ov  e n a  i z m e d  p o- sledic tudi napredek v razvoju ele- k tr ohidr av ličnih  k r milnih  napr av  v   zaprtem tokokrogu. Hidravlika je od nekdaj imela sloves n e pr im e r lji ve  gos tote  m o či ,  m e dte m   k o  v  da n a š n j i h  č a si h  l a h k o  r e č e m o ,   da  o m o g o č a  t u di  n a t a n č e n  in  p r e- finjen nadzor gibanja. Rezultat tega je  ve č ja  s of is tic ir a n os t  p r vovgr a dnih   sistemov. Na  p o dr o čju  novos ti  hidrav ličnih   komponent je predstavljena nova s e r i j a   e l e k t r o hid r a v l i č ni h   val je v   P ar- ker HMIX. Prispevek vsebuje podrobnejšo predstavitev sestavnih delov hi- dr av ličn e ga  valja  s  p o u dar k om  na   integriranem magnetostriktivnem s e n z o r j u   p o t i ,   k a r   j e   t u d i   n a j v e č j a  posebnost valjev Parker HMIX. 2 Specifikacije in sestavni deli Parker HMIX E l e k t r o h i d r a v li č n i   v a lj i   P a r k e r  HM I X  temeljijo na uveljavljeni predhodni seriji HMI in so primerni za delovne tlake do 210 barov. Na voljo so z 8 ra zličnimi  notranjimi  pr e m e r i,  in  sice r   od 40 mm do 200 mm. Za velikosti, v e č j e  o d  6 3  m m ,  s o  n a  v o l j o  t r i j e  r a z- l ič n i  p r e m e r i  b a t n i c .  N a j v e č ji  m o ž n i  gib je lahko tudi do 3 m, odvisno od n ač i n a   v g rad n j e .   Del o v n a   t em pera- t ur a   s e   gi b lj e   o d   – 2 0   ° C   d o   + 8 5   ° C .  T ip ični  m o d e l  HM I X   o b s e ga  h i d r a- v lični  valj  z  e n os tr a n sk o  b atn ico ,  in- t e g r ir a n  s e n z o r  p ot i ,  p r ik l j u č n i  b l o k  in  je  t a k o  že  p r ip r av lje n  z a  vgr a d  nj o   primernega ventila. Slika 1. Parker HMIX in magnetostriktivni senzor poti P r i k l j u č n i   b l o k   z a   p r o p o r c i o n a l n e  ali servoventile Zaščitni  pokr ov Magnetostriktivni senzor poti 63 Ventil 18 /2012/ 1 IZ PRAKSE ZA PRAKSO Slika 3 prikazuje HMIX v prerezu, sestavni deli pa so naslednji: tesnila nizkega trenja (poz. 1), ki zagotavlja- jo gladko in zmogljivo delovanje pri nižji h   hitr os ti h  i n   tlak i h ,  batnic a  v i- soke natezne trdnosti iz ogljikovega jekla (poz. 2), z visoko odpornostjo proti udarcem, zamenljiva puša na b a t n i c i  ( p o z .   3 ) ,  t l a čn o  te sn il o  o h iš- ja (poz. 4), jekleni bat iz enega kosa (poz. 5), notranji ali zunanji navoj na koncu batnice (poz. 6), fino obdelan je k l e n  p r ik ljučni  b l o k  ( p o z .  7 ) ,  ce v  in   ce v ni  p r ik ljučk i  ( p o z .  8 ) ,  ma gn e to- striktivni senzor poti (poz. 9), trajni m a g n e t i   ( p o z .   1 0 )   i n   z aš č i t n i   p o k r o v  iz jekla (poz. 11). 3 Načini vgradnje Parker HMIX HMIX se po ISO 6020/2 lahko vgradi n a  8  r a z ličnih  n a č in ov . 4 Senzor poti z visoko natančnostjo Na j v e č ja  p o s e b n o s t  HM I X  j e  z a g o- tovo vgrajen magnetostriktivni sen- z o r   p o t i ,   k i   o m o g o č a   n e p r e k i n j e n o  analogno in digitalno povratno in- formacijo ukazne lege valja, prido- bljene iz interakcije dveh magnetnih polj, ki sta pojav trajnega magneta, k i  j e  p r i t r j e n  n a  b a t  e l e k t r o h i d r a v l i č- n e ga  valja .  L in ear na  nat an čn os t  s e n- z o r ja  v  a n al o gn e m  n a č in u  je  ± 50 µm ,   m e d te m  k o  j e  v  di gi t a ln e m  n a č in u   ± 3 0 µm .  K  n a s t a n k u  m a gn e t n ih  p o lj   pa pripomorejo tudi magnetni im- pulzi, generirani s strani pretoka, ki te če jo  sk o zi  b ak r e n o  je dr o  zn otr a j   cev i,  k i  p ote k a  p o  ce lotni  dolžini   bat nice. Slika 2. HMIX v kombinaciji s Parkerjevim ventilom in krmilnikom Slika 3. Sestavni deli HMIX v prerezu Slika 4. Načini vgradnje Parker HMIX 64 Ventil 18 /2012/ 1 IZ PRAKSE ZA PRAKSO Interakcija obeh magnetnih polj proizvede impulz z vzvojno impul- zno preobremenitvijo, ki potuje po valovodni cevi, kjer ga na koncu na- prave zazna tuljava. Trajni magnet, ki je na batu, ima vlogo merjenja p ret e č en e g a   č a s a   od   z a č et ka   i m p u l- znega pretoka do pojava impulzne preobremenitve. Ta robustna in zanesljiva tehnologi- ja se lahko uporablja tako v zaprtem kot odprtem tokokrogu. Magneto- striktivni senzor poti primarno zago- t av lja  nat ančn e  infor macije  o  p o ziciji ,   hitrosti oziroma gibalnem nadzoru s k o z i   c e l o t e n   g i b   h i d r a v l i č ne g a   v a l j a ,  medtem ko je njegova sekundarna funkcija diagnostika naprave. Kompaktna oblika senzorja pravza- prav zanemarljivo vpliva na celotno dolžino  elek trohidrav lične ga  valja   Parker HMIX. 5 Vgrajen priključni blok F i n o   o b d e l a n   j e k l e n   p r i k l j u č n i   b l o k   i n  c e v  s  c e v n i m i  p r i k l j u čk i  o m o g o č a t a   izjemno stopnjo zanesljivosti, in si- ce r  v  n a j te ž jih  o b r atovalnih  p o gojih .   Zasnovanost je taka, da zagotavlja optimalno dinamiko pretoka in s te m  i z b o ljš a nje  uč in k a  sis te m a  in  hi- trosti odziva. Na  p r ik ljučni  b l o k  la h k o  n a m e s tim o   širok spekter standardnih industrij- skih krmilnih ventilov velikosti NG6, NG10 in NG16, odvisno od zahtev gl e de  m o či  in  hitr os ti  p os am e zn e   aplikacije. 6 Možnosti tesnjenja Ele k tr ohidrav lični  valj  HM I X  je  na   v o l j o   z   d v e m a   n a či n o m a   t e s n j e n j a ,  in sicer s standardnim tesnilom z nizkim trenjem z oznako PF, na iz- biro pa je tudi tesnilo z ultranizkim trenjem z oznako LF. Bat je v obeh primerih opremljen s PTFE-tesnilom. Izbira tesnila poteka v kombinaciji z izbiro ventila in krmilnika ter zahtev nat an č n os ti   p o zi c ije. 7 Zaključek El e k tr ohidrav lični  valji  s e  up orabljajo   v širokem spektru aplikacij. Še po- sebej so primerni v okolju, kjer se zahteva kompleksna kombinacija pritiska, sile in nadzora. Taka kombi- nacija je tudi pri obdelovalnih strojih, hidrav ličnih  s tisk alnic ah ,  inje k c ijsk e m   brizganju, v papirni industriji itd. G lav na  pr e dn os t  e l e k tr ohidr av lič- nega valja Parker HMIX je v tem, da predstavlja skupek posameznih e n ot ,  k i  s o  zdr u že n e  v  e n o  e n oto,  k ar   pripomore k zmanjšanju nabavnih stroškov, poleg tega pa se zmanjšajo t u di  č a s  in  s tr oš k i  m o nt a že. Literatura [1] P a r k e r   H a n n i f i n   C o r p o r a t i o n ,  Press release New Parker Elec- t r o - H y d r a u l i c   C y l i n d e r s   d e l i v e r  speed, power and precision, April 2011. [2] P a r k e r   H a n n i f i n   C o r p o r a t i o n ,  White paper New Parker Electro- Hydraulic  C y lin de r s  de li ve r  sp e e d,   power and precision, April 2011. [3] P ar k e r  Hannif in  Cor p oration ,  Pr o- duct Presentation New HMIX Tie R o d  C y lin d e r  S e r ie s , April 2011. Slika 5. Magnetostriktivni senzor poti Slika 6. Priključni blok in cev s cevnimi priključki Slika 7. Tesnilo z ultranizkim trenjem LF