Vzhledem k tomu, že výrobci mobilních zařízení přecházejí na zemní práce naváděné pomocí GPS, robotická automatizovaná ramena pro sběr odpadu a přesné zemědělské nářadí, hydraulické pohony již nemohou fungovat jako násobiče slepé síly. Moderní elektrohydraulické řídicí ventily vyžadují zpětnou vazbu zdvihu pístu s milimetrovou přesností v reálném čase, aby mohly provádět automatizované řízení sklonu, předcházet mechanickým kolizím a synchronizovat víceválcové spoje.
V minulosti se stavitelé zařízení pokoušeli měřit zdvih hydraulického válce pomocí externích tažných senzorů, rotačních úhlových kodérů na spojovacích čepech nebo vnějších optických laserů.
V reálných stavebních a těžebních prostředích tyto externí senzory rychle selhávají. Odletující kamenné úlomky přerušují obnažené kabely senzorů, husté hliněné bahno ucpává rotační spoje a vysokotlaké oplachování párou způsobuje pronikání vody do elektronických krytů.
Chytrýhydraulické válces vestavěnými lineárními snímači polohy řeší tuto zranitelnost pohybem celého měřicího převodníku uvnitř ochranného ocelového jádra samotného válce. Vnitřní snímače, které jsou bezpečně umístěny v pístnici vrtané pistolí a tlakově izolované dutině z nerezové oceli, měří polohu kontinuálního zdvihu s nulovým vystavením nepřátelským venkovním prvkům.
Magnetostrikční snímání polohy funguje na principu bezkontaktní magnetostrikce. Stacionární snímací vlnovodná trubice vybíhá ze základny válce do hlubokého podélného vývrtu pistole vyvrtaného středem pístnice. Permanentní magnetický kroužek je zapuštěn přímo do pohyblivé hlavy pístu.
Kdyžhydraulický válecregulátor vysílá dotazovací proudový impuls po vlnovodu, vytváří kruhové magnetické pole. Když toto pole protne magnetické pole pístového magnetu, vytvoří se ve vlnovodu okamžitá torzní deformační vlna. Elektronická snímací hlava snímače detekuje přesnou mikrosekundu, kterou se tato deformační vlna vrací, a vypočítává polohu pístu s přesností na milimetr. Protože se magnetický kroužek nikdy fyzicky nedotýká trubice vlnovodu, nejsou zde žádné kluzné kontakty, které by se opotřebovaly miliony provozních cyklů.
Ano. Vedoucízakázkový hydraulický válecnávrhy využívají architekturu externě odnímatelného senzoru. Tlaková trubka z nerezové oceli tvoří trvalou, hermeticky uzavřenou hydraulickou bariéru dimenzovanou na 350 bar. Elektronický senzorový modul a sonda jádra se našroubují zvenku do víka základny válce. Pokud dojde k elektrickému přepětí nebo poruše kabelu, technici jednoduše odšroubují přídržnou objímku snímače ze zadní vidlice a vysunou sondu, aniž by došlo k vypuštění hydraulické nádrže, porušení potrubí kapaliny nebo narušení vnitřního těsnění pístu.
Když týmy nákupu OEM zvažují přechod zstandardní hydraulické válceu aktuátorů integrovaných do inteligentních senzorů se často objevují tři technické pochybnosti:
Technické řešení: Moderní magnetostrikční snímače zapouzdřují svou mikroelektroniku pro zpracování signálu uvnitř silikonových zalévacích směsí s vysokou hustotou v obrobeném hliníkovém krytu letecké třídy. Kromě toho je vnitřní trubice vlnovodu podporována vysokoteplotními polymerovými radiálními tlumiči umístěnými každých 12 palců po její délce uvnitř tyče vrtané pistolí. Tato tlumicí geometrie absorbuje vysokofrekvenční vibrace a dynamické rázové vlny, když lopata rypadla narazí na pevnou žulu.
Technické řešení: V bateriových elektrických a hybridních zařízeních vytvářejí vysokonapěťové trakční měniče intenzivní elektromagnetické rušení (EMI). Chytré cylindrické vložky navržené pro moderní výrobce OEM využívají plně stíněnou kroucenou dvojlinku a diferenciální digitální přenosové protokoly, jako je CANopen nebo SAE J1939. Integrovaná digitální nízkopásmová filtrace eliminuje napěťové špičky a šum zemní smyčky a zajišťuje stabilní polohovací signály, i když jsou vedeny v blízkosti silnoproudých elektrických napájecích kabelů.
Technické řešení: Odstranění kovu z přesné neutrální středové osy válcové tyče má zanedbatelný vliv na její polární moment setrvačnosti a odolnost proti vzpěru (pevnost Eulerova sloupu). Aby byl zachován bezpečnostní faktor 3:1, inženýři válců mírně zvětšili vnější průměr tyče nebo upgradovali základní slitinu ze standardní uhlíkové oceli na vysoce výnosnou mikrolegovanou ocel (jako je 42CrMo4 nebo AISI 4140), čímž je zajištěna plná jmenovitá nosnost bez průhybu sloupu.
Aby byla zajištěna víceletá spolehlivost inteligentních snímacích válců na komerčních zařízeních:
Vývoj autonomních rypadel nové generace, robotických systémů komunálního odpadu nebo chytrého zemědělského nářadí vyžadujícího zpětnou vazbu s uzavřenou smyčkou zdvihu?
Partner se specializovanou divizí elektrohydraulického inženýrství HCIC v Jinanu. Poskytujeme kompletní integraci vlastních senzorů, certifikované 3D STEP CAD modely, továrně kalibrované snímače polohy a přímou dodávku OEM kontejnerů pro urychlení komercializace vašeho autonomního stroje.
