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Casa > Prove vs. attuatori industriali

Costi e valori di bilanciamento: Attuatori di prova e attuatori industriali a confronto

Airbus Military:
In questa Q&A, Jim Hennen, responsabile MTS per i prodotti meccanici, esplora le differenze critiche tra attuatori industriali convenzionali e attuatori progettati specificamente per garantire la sicurezza degli articoli di prova e ottimizzare l'efficienza energetica nelle prove strutturali aerospaziali.
D: Perché alcuni laboratori di prova specificano attuatori industriali per le prove aerospaziali?

Hennen:Molti laboratori di prova vogliono risparmiare, altri presumono che tutti gli attuatori siano uguali. In entrambi i casi, è il prezzo di acquisto basso a motivare la decisione di acquisto. Gli attuatori di produttori che servono altri settori, come le apparecchiature mobili, sono disponibili a un prezzo di acquisto inferiore rispetto a quelli progettati per le prove, e i laboratori scelgono semplicemente l'opzione meno costosa. È facile presumere che gli attuatori industriali e di prova siano ugualmente adatti per le prove statiche e dinamiche: Si assomigliano e sembrano funzionare allo stesso modo. Ma non è così.

D: Cosa differenzia gli attuatori di prova dagli attuatori industriali?

Hennen: Gli attuatori industriali sono meno affidabili ed efficienti dal punto di vista energetico rispetto agli attuatori di prova e non sono altrettanto precisi. Ciò è dovuto a una serie di innovazioni che distinguono chiaramente gli attuatori di prova dalle loro controparti industriali, incluso il fatto che gli attuatori di prova sono regolabili "in fatica". Gli attuatori industriali sono in realtà l'opzione più costosa a lungo termine. Il prezzo di acquisto può essere inferiore, ma i costi di proprietà spesso superano di gran lunga quelli degli attuatori di prova.

D: Qual è la connessione tra gli attuatori regolabili "in fatica" e la sicurezza dell'articolo di prova?

Hennen: "Regolabili in fatica" significa che gli attuatori di prova sono in grado di proteggere meglio gli articoli di prova aerospaziali di valore. Questi prototipi unici e molto costosi non possono essere danneggiati in modo imprevisto, semplicemente. Gli attuatori regolabili fatica impediscono che ciò accada.

Il termine "regolabile in fatica" si riferisce ad attuatori progettati per durare più a lungo della prova. Eliminiamo il rischio di guasti durante il servizio grazie a un'ingegneria innovativa, componenti ad alte prestazioni e produzione di qualità. Gli attuatori regolabili in fatica possono sopportare un numero estremo di cicli con i carichi previsti nel corso dei cicli di vita previsti. Ad esempio, gli attuatori MTS Serie 201 sono progettati per superare di gran lunga il loro carico nominale per milioni di cicli, quindi non si verificheranno cedimenti strutturali quando l'attuatore funziona al 100% del carico nominale durante una prova di fatica.

D: In che modo è diverso dagli attuatori non regolabili a fatica?

Hennen: Gli attuatori non regolabili a fatica sono costruiti per il carico statico e possono funzionare al 100% del loro carico nominale, e questonella migliore delle ipotesi. In genere, operano alla soglia assoluta della capacità di carico in normali condizioni di prova. I produttori di questi attuatori utilizzano parti di qualità inferiore e impiegano meno ore di progettazione per contenere i costi, il che si traduce in prodotti soggetti a guasti durante il servizio in misura molto maggiore. Possono funzionare in modo sufficientemente adeguato all'inizio, ma sotto il ciclo pesante richiesto per le prove di fatica aerospaziale diminuiranno progressivamente nelle prestazioni e potrebbero subire cedimenti strutturali ben al di sotto della loro capacità di carico nominale. Questi guasti si verificano improvvisamente e possono causare danni irreparabili ad articoli di prova multimilionari.

D: Perché gli attuatori MTS Serie 201 offrono prestazioni superiori?

Hennen: Le prestazioni sono il risultato diretto della grande attenzione che dedichiamo al design. Gli attuatori MTS serie 201 includono diverse innovazioni ingegneristiche sottili, ma critiche, che insieme migliorano l'affidabilità, l'efficienza energetica e la precisione dell'attuatore.

D: Quali sono alcuni di questi dettagli ingegneristici?

Hennen: I nostri attuatori sono dotati di connessioni bullonate tra aste e pistoni, che sono di gran lunga superiori alle connessioni filettate utilizzate da molti fornitori di attuatori industriali. Le connessioni filettate riducono i costi, ma sono una causa frequente di cedimenti strutturali. Gli attuatori MTS integrano anche quattro tiranti resistenti alla fatica, uno ad ogni angolo del cappuccio terminale, che sono precaricati con una coppia che supera il carico nominale dell'attuatore. Questa configurazione crea la rigidità necessaria per contrastare le sollecitazioni assiali e ridurre al minimo gli effetti di usura dei cicli pesanti.

Gli attuatori MTS utilizzano cuscinetti in polimero ad alte prestazioni con superfici relativamente ampie. Resistono a momenti elevati causati da forze a sbalzo molto meglio dei cuscinetti in ottone utilizzati negli attuatori industriali. Inoltre, è molto meno probabile che i cuscinetti in polimero causino il degrado del sistema idraulico. I cuscinetti in ottone rimuovono le particelle abrasive mentre si usurano, contaminando il fluido idraulico e accelerando il degrado della pompa e del collettore. Alla fine, questo influisce sul controllo del sistema.

Gli attuatori MTS serie 201 includono anche le stesse valvole e trasduttori ad alta precisione utilizzati con i nostri attuatori top di gamma. Tali componenti ad alte prestazioni consentiranno ai laboratori di prova di ottenere la migliore fedeltà di controllo possibile dalle loro prove.

D: In che modo gli attuatori MTS migliorano l'efficienza energetica?

Hennen: L'attrito è la causa principale dell'inefficienza nei sistemi di distribuzione idraulica, quindi utilizziamo guarnizioni a basso attrito per fornire livelli di tolleranza ideali introducendo la minima quantità di attrito. Le caratteristiche di attrito della tenuta per gli attuatori MTS serie 201 sono l'1% del carico nominale, rispetto al 10% tipico degli attuatori industriali. Ciò significa che un attuatore industriale da 3000 psi richiede 300 psi di energia solo per spostare il pistone, mentre un attuatore di prova MTS di valore simile richiede solo 30 psi.

Moltiplicate per centinaia di attuatori in una tipica configurazione di prova aerospaziale, si sente davvero il peso di queste inefficienze, specialmente durante le prove cicliche. A causa delle loro elevate caratteristiche di attrito, gli attuatori industriali spesso richiedono una potenza di pompaggio aggiuntiva per spostare il fluido. Se l'unità di potenza idraulica si trova di fronte al laboratorio di prova, potrebbe essere necessario anche un sistema di distribuzione più grande e più costoso per mantenere le pressioni necessarie, a causa delle perdite per attrito del fluido. In altre parole, i laboratori stanno costruendo sistemi di distribuzione idraulica più grandi per svolgere la stessa quantità di lavoro.

D: In che modo i laboratori di prova trarranno vantaggio dall'utilizzo di attuatori di prova invece di attuatori industriali?

Hennen: Darà loro assoluta fiducia nell'affidabilità della loro configurazione di prova statica e dinamica. Utilizzando attuatori progettati per le prove, i laboratori di prova aerospaziali avranno un'immagine chiara della durata dell'attuatore e dei carichi che resisterà, attraverso generazioni di prove.

L'uso di attuatori di prova aiuterà anche un laboratorio di prova aerospaziale a ottimizzare l'efficienza dei costi. Questi attuatori potrebbero avere un prezzo di acquisto leggermente più elevato rispetto agli attuatori industriali, ma questo differenziale sarà facilmente recuperabile grazie a tempi di attività e risparmi energetici maggiori. Inoltre, scegliendo MTS come partner per le soluzioni di prova, i laboratori di prova possono attingere a una riserva senza pari di competenze nell'integrazione dei sistemi. Non solo offriamo competenze a livello di prove, ma possiamo anche aiutare i programmi di prova aerospaziali a creare la progettazione complessiva del sistema più efficiente possibile.
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