Пневматика для конвейерных и сортировочных систем

Коротко

На конвейере пневматика выполняет четыре типовые операции: сталкивает груз с ленты на отвод, останавливает его в заданной точке, отсекает поштучно из очереди и переключает поток заслонкой. Подбор идёт от массы груза, скорости ленты и времени такта. Для стопоров и отсекателей подходят компактные цилиндры SDA, для толкателей - цилиндры SU, управление строится на распределителях 3V и сериях категории пневмораспределителей. Складские позиции отгружаются из Москвы день в день.

Пневматика WAALPC на автоматизированной конвейерной линии

Толкатели: расчёт усилия и диаметра цилиндра

Толкатель сдвигает посылку или короб поперёк движущейся ленты - на боковой скат, рольганг или в накопитель. Сопротивление складывается из трения груза о ленту и инерции при разгоне. Оценочная формула требуемого усилия:

F ≥ m · (μ · g + a), где m - масса груза в кг, μ - коэффициент трения груза о ленту (для гофрокартона по резиновой ленте принимают 0,3-0,5), g = 9,81 м/с², a - ускорение разгона груза, для быстрых сортировщиков 1-3 м/с².

Теоретическое усилие цилиндра считается как F = p · S (давление на площадь поршня), но для динамичных движений закладывают коэффициент нагрузки не выше 50%: остальное уходит на разгон штока и трение уплотнений. Ниже - ориентир по диаметрам при 0,6 МПа; масса груза дана для μ = 0,4 и разгона 2 м/с², то есть около 6 Н на килограмм.

Диаметр поршня, мм	Теоретическое усилие при 0,6 МПа, Н	Рабочее усилие (50%), Н	Ориентировочная масса груза, кг
16	120	60	до 10
20	188	94	до 15
25	295	147	до 24
32	483	241	до 40
40	754	377	до 60
50	1178	589	до 95

Ход толкателя равен ширине ленты плюс запас на полное сталкивание - обычно 100-320 мм. Здесь работают цилиндры SU (аналог AirTAC SU): ряд диаметров перекрывает всю таблицу, а пневматическое демпфирование в крышках гасит удар штока в конце быстрого хода. Чтобы шток не разворачивал груз, толкатель комплектуют пластиной-лопаткой и направляющими, а точку контакта выводят на центр тяжести груза.

Стопоры: остановка груза без удара

Стопор поднимает упор над роликами и задерживает груз перед сканером, весами или зоной слияния потоков. Ключевой параметр - не усилие, а кинетическая энергия груза: E = m · v² / 2. Короб массой 30 кг на ленте 0,5 м/с несёт 3,75 Дж - такую энергию штатное демпфирование компактного цилиндра переносит без последствий. Энергия растёт квадратично от скорости, поэтому на быстрых конвейерах и тяжёлых грузах упор дополняют внешним гидравлическим амортизатором.

Для стопоров удобны компактные цилиндры SDA (аналог AirTAC SDA и SMC CDQ2): ход 10-50 мм, плоский корпус встаёт между роликами рольганга, крепление через корпус не требует кронштейнов. Магнитное кольцо на поршне и датчики положения дают контроллеру сигнал «упор поднят» до подхода груза.

Отсекатели: поштучная выдача из очереди

Отсекатель выпускает грузы из накопителя по одному: первый упор освобождает очередной короб, второй одновременно придерживает следующий. Схема строится на паре коротких цилиндров SDA в противофазе от одного распределителя 5/2 - блокировка получается на уровне пневмосхемы, без логики в контроллере. Расстояние между упорами задаётся по самому длинному грузу.

Полный ряд приводов и арматуры для конвейерных узлов - в каталоге WAALPC: 425 серий в 15 категориях, 28 480 артикулов в реестре. Пришлите спецификацию или схему участка - подберём состав по массам, скоростям и тактам.

Распределение потока: заслонки и стрелки

Развод потока на два направления выполняет поворотная заслонка или откидная шторка на пневмоприводе. Требование к приводу - фиксированные крайние положения и подтверждение датчиками: пока заслонка не встала в упор, груз пускать нельзя. Для лёгких шторок достаточно цилиндра SDA с рычагом, для длинных заслонок с большим плечом - цилиндра SU с шарнирным креплением на цапфах, которое отрабатывает поворот рычага без изгиба штока.

Время такта считается от производительности: при потоке N грузов в минуту на цикл узла остаётся T = 60 / N секунд. В это окно должны уложиться срабатывание распределителя, движение привода в оба конца и успокоение заслонки. Ускоряют узел три приёма: распределитель ближе к цилиндру, полное сечение трубки и фитингов, дроссели на выхлопе, а не на входе.

Управление: какие распределители ставить

Стопорам с пружинным возвратом и приводам одностороннего действия достаточно распределителя 3/2 - это серия 3V с электромагнитным управлением. Толкатели и заслонки двустороннего действия управляются схемой 5/2: моностабильной, если при снятии сигнала узел должен вернуться в исходное положение, или бистабильной, если положение нужно сохранять при пропадании питания. Весь ряд - от одиночных клапанов до блочного монтажа на общей плите - собран в категории пневмораспределители, включая исполнения по ISO 5599.

На протяжённой линии распределители группируют по зонам: чем короче трубка от клапана до цилиндра, тем быстрее наполнение и стабильнее такт.

Обвязка вдоль линии и подготовка воздуха

Сортировочный узел - это десятки точек подключения вдоль магистрали. Обвязку собирают на цанговых фитингах PC (аналог Festo QS и SMC KQ2H, присоединение по ISO 16030): трубка фиксируется вставкой без инструмента, замена при обслуживании занимает секунды. Воздух на входе каждой зоны проходит фильтр с влагоотделителем и регулятор - ориентир по чистоте задают классы ISO 8573. Просадка давления с 0,6 до 0,5 МПа отнимает 17% усилия толкателя, и тяжёлые грузы перестают долетать до отвода.

Типовая комплектация узлов

Узел	Задача	Компонент	Серия WAALPC
Толкатель	Сталкивание груза с ленты, ход 100-320 мм	Цилиндр двустороннего действия с демпфированием	SU
Стопор	Остановка груза в заданной точке, ход 10-50 мм	Компактный цилиндр, датчики положения	SDA
Отсекатель	Поштучная выдача из накопителя	Пара компактных цилиндров в противофазе	SDA
Управление 3/2	Приводы одностороннего действия, стопоры	Электромагнитный распределитель 3/2	3V
Управление 5/2, 5/3	Толкатели, заслонки, блочный монтаж	Пневмораспределители, в т.ч. ISO 5599	Категория
Обвязка	Подключение приводов вдоль линии	Цанговые фитинги ISO 16030	PC

Получить КП на corneta.tech Запросить подбор

Частые вопросы

Какой цилиндр выбрать для толкателя посылок до 30 кг?

Считайте усилие по формуле F ≥ m · (μ · g + a). Для 30 кг при трении 0,4 и разгоне 2 м/с² нужно около 180 Н; с коэффициентом нагрузки 50% при 0,6 МПа подходит диаметр 32 мм. Ход берётся по ширине ленты с запасом на полное сталкивание - обычно это цилиндр SU 32 с ходом 200-320 мм.

Чем стопор отличается от отсекателя?

Стопор - одиночный упор, который останавливает груз в рабочей точке. Отсекатель - пара упоров, работающих в противофазе: один выпускает груз из очереди, второй придерживает следующий. Оба узла строятся на компактных цилиндрах SDA, отсекатель управляется одним распределителем 5/2.

Как гасить удар груза о стопор?

Сравните кинетическую энергию E = m · v² / 2 с энергоёмкостью демпфирования цилиндра по каталогу. Лёгкие грузы на медленных лентах гасятся штатным пневматическим демпфированием; для тяжёлых коробов и скоростей выше 0,5 м/с упор дополняют внешним гидравлическим амортизатором.

Какой распределитель нужен толкателю?

Схема 5/2: моностабильная возвращает шток при снятии сигнала - безопасное поведение по умолчанию, бистабильная сохраняет положение при пропадании питания. Скорость хода настраивается дросселями на выхлопных каналах.

Совместимы ли приводы WAALPC с установленными Festo, SMC, AirTAC?

Серии выпускаются как аналоги с совместимостью по стандартам: цилиндры - ISO 15552, ISO 6432, ISO 21287, распределители - ISO 5599, фитинги - ISO 16030. Присоединительные и установочные размеры совпадают. Пришлите перечень артикулов - подберём аналог по каждой позиции.

Где купить пневматику WAALPC для конвейерной линии?

В России поставки ведёт официальный дистрибьютор corneta.tech: склад в Москве, отгрузка складских позиций день в день, не складские позиции - отгрузка от 2 недель. Гарантия на продукцию - 12 месяцев. Телефон 8-800-350-01-08, почта info@waalpc.ru, Telegram @waalpc_ru.

Автор: Вадим Ибрагимов, главный инженер представительства WAALPC в России. Вопросы по подбору: info@waalpc.ru