Применение магнитострик­ционных датчиков линейного положения (магнитострик­ционных датчиков линейного перемещения) в вибропрессе.

Для чего применяется метод вибропрессования и его особенности

Методом вибропрессования изготавливают тротуарную плитку (брусчатку), бордюры, строительные блоки. Они необходимы для обустройства тротуаров, пешеходных дорожек и входных групп частных домов. Технология вибропрессования подразумевает применение меньшего количества воды, чем при производстве товарного бетона. Вибропрессование тротуарной плитки позволяет выпускать надежные стройматериалы с улучшенными коэффициентами прочности, морозостойкости и износостойкости. Способность выдерживать регулярные нагрузки продлевает срок эксплуатации без потери свойств и привлекательного вида изделий.

Изготовление методом вибропрессования предполагает выбор оптимального способа воздействия вибрации на подготовленное сырье.

Общая схема производства с участием вибропресса

Технология производства, основные пункты

Приготовление бетонной смеси

Все компоненты бетонной смеси загружаются в бетоносмеситель принудительного действия и тщательно перемешиваются. После этого смесь посредством скипового подъемника или ленточного конвейера транспортируется в бункер вибропресса.

Вибропрессование

На вибростол устанавливается поддон, на который опускается матрица. Матрица заполняется бетонной смесью, которая уплотняется благодаря включению кратковременной вибрации. Далее опускается пуансон и, под действием кратковременной вибрации и давления пуансона, происходит уплотнение смеси и формование.

При подборе режимов формования оператор ПУ должен измерять высоту отформованных изделий и сверять с заданными величинами. Процесс вибропрессования прекращается при достижении изделием заданной высоты по периметру поддона или по истечении заданного времени.
После завершения процесса формования матрица и пуансон поднимаются, а готовые изделия на поддоне перемещаются на приемный рольганг.

Сушка

Процесс сушки (набор прочности) может происходить как в естественных условиях при температуре не менее десяти градусов (до 24 часов), так и в пропарочных камерах, где при температуре пятьдесят градусов изделия подвергаются влажно-тепловой обработке (до 8 часов).
За это время тротуарная плитка набирает до семидесяти процентов марочной прочности. Набор окончательной прочности происходит в течение еще пары дней в складских помещениях.

Проблема контроля перемещения пуансонов для соблюдения технологии производства и выпуска качественной продукции

Контроль перемещения пуансонов в вибропрессе является критически важным аспектом для обеспечения качества и точности производства вибропрессованных изделий, таких как тротуарная плитка. Ниже перечислены некоторые ключевые проблемы и моменты, связанные с контролем перемещения пуансонов:

1. Механическая фиксация и регулировка.

Перемещение пуансона должно быть точно контролируемым, чтобы обеспечить равномерное уплотнение бетонной смеси. Это может быть достигнуто с помощью механической фиксации, например, упора или движения пуансона, прекращающегося под влиянием сигнала от датчика положения.

2. Воздействие на качество изделий.

Неправильные настройки вибростола или движение пуансона могут привести к дефектам, таким как трещины, раковины и отрывы на поверхности изделий. Это связано с тем, что неправильное уплотнение может вызвать неравномерное распределение бетонной смеси.

3. Технологическая точность.

Точное соблюдение технологического регламента производства, включая подбор состава бетона и гранулометрического состава заполнителя, имеет решающее значение для качества конечного продукта. Также неправильное движение пуансона может нарушить эту точность. Что впоследствии приводит к таким дефектам, как трещины на поверхности изделий, а также несоответствие готовой продукции заданным размерам.

Следовательно, контроль перемещения пуансона в вибропрессе требует тщательной настройки и регулировки оборудования, а также соблюдения строгих технологических стандартов, чтобы обеспечить высокое качество выпускаемой продукции.

Использование датчиков линейного положения в вибропрессе

Рассмотрим реальную ситуацию решения данной проблемы на примере вибропресса SL Machinery (производство Китай), который был произведён по индивидуальному заказу.
Желанием заказчика было внедрение магнитострикционных датчиков линейного положения для точного контроля движения пуансонов. Вдоль каждого гидроцилиндра установлены профильные датчики линейного положения, чтобы иметь полный контроль над передвижением пуансонов и решить вышеперечисленные проблемы.

В процессе производства продукции при неудачном стечении обстоятельств произошло повреждение одного из датчиков линейного положения и как следует – выход из строя.
В данной ситуации найти и оперативно доставить такой датчик невозможно и заказчик обратился к нам за помощью.

Сотрудники ООО «МультиСистемная Интеграция» подобрали датчик по имеющимся маркировке датчика, его характеристикам и исполнению. Был подобран магнитострикционный датчик линейного положения серии MSI-PB, который соответствовал всем необходимым внешним и техническим параметрам и характеристикам. Также большим плюсом для заказчика было то, что датчик сразу отгрузили из наличия с нашего склада. Благодаря этому получилось предотвратить долгий простой вибропресса.

Общий вид вибропресса SL Machinery с установленными датчиками линейного положения серии MSI-PB

Место установки датчика MSI-PB в вибропрессе SL Machinery

Демонстрация работы вибропресса с установленными датчиками линейного положения серии MSI-PB

Далее рассмотрим, что из себя представляет линейка магнитострикционных датчиков линейного положения серии MSI-P и MSI-PB.

Основные функции датчика линейного положения

1. Точный контроль движения пуасона:

• Мониторинг положения. Профильный магнитострикционный датчик линейного положения установлен вдоль гидроцилиндра пуансона, чтобы точно отслеживать его положение. Это позволяет контроллеру машины точно знать, где находится пуансон в любой момент времени.

2. Обратная связь для системы управления:

• Реальное время. Датчик предоставляет данные в режиме реального времени, которые используются системой управления для корректировки движений.
• Автоматизация. Благодаря точной обратной связи машина может автоматически регулировать параметры процесса, минимизируя необходимость вмешательства оператора и снижая вероятность ошибок.

Магнитострикционные датчики линейного положения российского производства серии MSI обеспечивают абсолютное измерение положения, более высокую производительность и большую безопасность для механизмов и устройств автоматизации. На Рис. 3 можем увидеть установленный датчик MSI-PB, который был установлен на место ранее стоявшего там профильного датчика линейного положения китайского производства Forever.

Магнитострикционные датчики линейного положения MSI превосходят конкурентов по характеристикам, обеспечивают точность и надежность в самых трудных условиях, что приводит к превосходным показателям для наших клиентов.

Магнитострикция – как это работает

Датчики серии MSI-P и MSI-PB имеют профиль, вдоль которого перемещается магнит. Поле магнита взаимодействует с полем волновода в той координате, в которой находится магнит, в результате чего образуется ультразвуковая волна, которая детектируется чувствительным элементов в головке датчика. Разница во времени между импульсом тока, который создает магнитное поле во всём волноводе датчика и принятым импульсом ультразвуковой волны, пропорционально координате магнита.
Электроника датчика позволяет проводить точное измерение координаты. Данная технология измерения является очень надежной и обеспечивает высокую точность и повторяемость.

Преимущество технологии:

• Бесконтактная – позиционный магнит не имеет механической связи с волноводом датчика, таким образом решается сразу же 2 проблемы:
  • отсутствует механический износ,
  • нет жесткого требования к параллельности относительно датчика и контролируемого узла, отклонение может достигать до 10 мм.
• Абсолютная – датчик всегда “знает” положение позиционного магнита, независимо в какой момент времени происходит его опрос.
• Высокое разрешение – достигается за счет сенсорного элемента, который расположен внутри датчика. По своей конструкции датчик является высокочувствительным микрофоном, который улавливает ультразвуковую волну.
• Устойчивость к ударам и вибрациям – позволяет применять датчики в механизмах, которые эксплуатируются в тяжёлый условиях. Сенсорный элемент датчика восприимчив, только к ультразвуку с определённой длинной волны. Таким образом другие механические колебания не влияют на измерения.
• Точный принцип измерения – обеспечивается за счёт скорости распространения ультразвуковой волны в волноводе, её значение является постоянной.

Недостатки технологии:

• Высокие температуры – главная проблема магнитострикции, так как при повышении температуры свыше 85°C заявленные характеристики в наших датчиках перестают соответствовать действительности, в первую очередь это связано с линейным расширением материалов.

Внимание:
Длительное воздействие высоких температур приводит к размагничиванию позиционных магнитов.
Внешние магнитные поля – создаваемые мощными индуктивными нагрузками вблизи волновода, могут создать ложный торсионный импульс, тем самым показания датчика не будут соответствовать действительности.

Магнитострикционный эффект

Датчики линейного положения серии MSI-P и MSI-PB

Преимущества датчиков:

• Являются абсолютными – датчик всегда “знает” положение позиционного магнита, независимо в какой момент времени происходит его опрос.
• Обладают высоким разрешением (16 Бит) – достигается за счет сенсорного элемента, который расположен внутри датчика. По своей конструкции датчик является высокочувствительным микрофоном, который улавливает ультразвуковую волну.
• Измеряемая длина от 50 до 5000 мм с шагом 5 мм – позволяет использовать датчики в станках различных габаритах.
• Высочайшая точность: линейность лучше 0,01% ПДИ (Предельно Допустимое Измерение) – позволяет определить точную координату перемещаемого магнита.
• Повторяемость лучше 0,001% ПДИ (Предельно Допустимое Измерение) – позволяет каждый раз показывать одно и то же значение в заданной точке.
• Надежная конструкция – профиль датчика изготовлен из алюминия, его форма сделана таким образом, чтобы обеспечить удобный и простой монтаж. Датчик может быть смонтирован в любом положении, дополнительные аксессуары расширяют области и сферы применения.

Датчик линейного положения MSI-P

Датчик линейного положения MSI-PB

Можно заказать дополнительно аксессуары:

• Магниты – не имеют физической связи с датчиком и могут быть установлены с зазором от профиля до 10 мм. Магнитная каретка, которая имеет магнитное соединение, предотвращает последствия люфта механизмов.

Позиционный магнит “K” MSI-K-P06

Магнитная каретка “S” MSI-S-P08

Позиционный магнит “L” MSI-L-P07

• Разные типы подключения – для каждого интерфейса.

Подключение MSI-P и MSI-PB

• Датчики серии MSI являются прямой (полноценной) заменой датчиков Temposonics и Balluff обеспечивая идентичный уровень точности, надежности и производительности, и становясь предпочтительным выбором для инженеров и специалистов.
• Датчики имеют широкий спектр интерфейсов, таких как Analog, START/STOP, SSI, PROFIBUS, CAN, EtherCAT и другие.

Достигнутый эффект и новые возможности с датчиками линейного положения серии MSI-P и MSI-PB

Можем сделать вывод, что магнитострикционные датчики линейного положения серии MSI играют важную роль в уменьшении брака и количества дефектов в производимой продукции и сокращении экономических потерь в производстве за счёт бесперебойности работы.

В данной статье мы раскрыли тему важности точного позиционирования пуансонов в процессе выпуска продукции вибропрессом. Данная статья основана на реальном примере подбора и замены сенсоров зарубежного бренда (Forever) на датчики серии MSI.
Команда компании ООО “МультиСистемная Интеграция” – всегда готова помочь в трудной ситуации. Подбор замены на любой бренд. Доступен индивидуальный заказ от 1 шт.
Наилучшее решение в текущей ситуации – обратиться в компанию ООО “МультиСистемная Интеграция”. Мы поддерживаем наличие многих позиций на складе, а сроки производства и поставки датчиков приятно вас удивят. Всё это значит, что наш клиент вовремя получит свой заказ, что позволит оперативно заменить вышедший из строя датчик, а также своевременно пополнить ЗИП на складе. Следовательно, качество производства останется на высоком уровне, снизится простой оборудования и связанные с ним издержки.

Не первый год мы помогаем в подборе и замене зарубежных брендов на датчики серии MSI. Также реализовываются проекты по интеграции и установке датчиков в новое оборудование .
Сотрудники компании ООО “МультиСистемная Интеграция” всегда готовы помочь с подбором и предложить замену вышедшему из строя датчику по многочисленным характеристикам.