Обработка CNC коллекторных блоков: Точность каналов, Конструкция уплотнений и Выбор материалов

Введение: скрытая сложность коллекторных блоков

Коллекторный блок может выглядеть снаружи просто — как прямоугольный блок с портами и отверстиями, — но внутри он служит системой управления потоками под давлением для гидравлических, пневматических или воздушных систем. При правильной обработке создается отличная возможность для обеспечения чистой, стабильной и герметичной работы системы. При неправильной обработке последствия могут быть серьезными: невидимые падения давления, непредсказуемая работа клапанов, загрязнения и утечки, которые проявляются только после термического циклирования.

Вместо использования множества фитингов и шлангов для соединения компонентов, коллекторный блок объединяет все каналы и порты в одну компактную сборку. Преимущества интеграции всех каналов и портов в одну компактную сборку очевидны: меньше мест для возникновения утечек, более компактные сборки, более быстрая сборка; однако существует больший риск, так как все компоненты содержатся в одной сборке — если есть дефект в любом из каналов или портов, это повлияет на всю сборку и работу системы. Это руководство подробно описывает наиболее важные факторы, касающиеся обработки коллекторных блоков на станках с ЧПУ, с инженерной точки зрения: точность каналов; конструкция уплотнений; выбор материала; и как выбрать партнера, который понимает, как это делать правильно (и имеет стабильно высокое качество).

Что такое коллекторные блоки и почему они важны?

Коллекторный блок — это обработанный компонент, который направляет поток между насосами, клапанами, приводами и резервуарами. Вместо использования десятков отдельных фитингов и шлангов, коллектор объединяет все в один прецизионно обработанный блок.

Распространенные типы коллекторных блоков

Большинство вакуумных коллекторных блоков имеют самые высокие стандарты чистоты и качества поверхности. Следующей ближайшей категорией по чистоте и качеству поверхности к вакуумным коллекторным блокам являются гидравлические системы, используемые для уплотнительных применений.

Если говорить более конкретно, коллекторные блоки, обработанные на станках с ЧПУ, используются во многих различных единицах промышленного оборудования, включая производственное оборудование, заводскую автоматизацию, робототехнику, больницы, аэрокосмическое оборудование и энергетические приложения. Выбор производителя является важным решением, если вы планируете использовать специально спроектированный коллекторный блок, обработанный на станке с ЧПУ, в ваших гидравлических, пневматических или других системах, работающих с жидкостями.

Точность каналов и конструкция уплотнений: основа производительности коллектора

Важность конструкции уплотнений

Когда коллекторный блок обработан неправильно, он может иметь дефекты, которые вы не увидите, пока он не сломается! Наиболее распространенные причины отказов:

• Несоосные сквозные отверстия, создающие турбулентность в системе управления, а также шум и потерю давления;

• Оставшиеся заусенцы от производственных процессов, которые являются основной причиной заклинивания золотников пропорциональных клапанов;

• Отсутствие плоских и/или гладких уплотнительных поверхностей может привести к выдавливанию уплотнительных колец в системах высокого давления.

Отраслевая статистика показывает, что подавляющее большинство отказов электромагнитных клапанов происходит из-за загрязнения, и значительная часть этого загрязнения поступает от плохо обработанных и не очищенных от заусенцев коллекторных блоков, произведенных производителем клапанов.

Ключевые факторы достижения герметичного уплотнения

Чистота поверхности уплотнения

Поверхности для монтажа клапанов обычно требуют Ra ≤ 0,4 мкм и плоскостности ≤ 0,01 мм для создания герметичного уплотнения. Если воздушная система может допустить царапину на поверхности монтажа клапана, то в гидравлической системе это может создать путь для утечки.

Допуски канавок под уплотнительные кольца

Правильно подогнанная канавка под уплотнительное кольцо (ширина, глубина и радиус) предотвращает выдавливание уплотнительного кольца. Гидравлический коллекторный блок может «выглядеть идеально», но может выйти из строя в эксплуатации, если радиусные углы канавок под уплотнительные кольца не будут выдержаны.

Состояние контроля портов

Непостоянные фаски на портах клапана могут создать изменчивость при сборке и повредить уплотнительную систему клапана, поэтому всегда следует использовать стандартизированные фаски для поддержания целостности как сборки, так и уплотнительной системы.

Качество резьбы

Дефекты сборки и несоответствия в герметизации часто возникают в результате увода резьбы при процедурах жесткой сборки. Для обеспечения надлежащей герметизации прецизионно обработанных коллекторных блоков в процессе сборки необходимо всегда обеспечивать стабильное формирование резьбы и правильные условия входа резьбы.

Постоянство потока через каналы

Пересечения сверленых каналов должны быть спланированы и контролироваться, и никогда не допускается образование заусенцев и стружки внутри пересечений. Неспособность должным образом управлять пересечениями сверленых каналов может привести к захвату стружки (создавая сужение в линии) и фрагментам заусенцев ниже по потоку от системы управления. Каждый прецизионный коллекторный блок, обработанный на станке с ЧПУ, должен быть:

• Глубина сверления и пересечения спланированы и управляемы

• Тщательно очищен от заусенцев во всех внутренних областях

• Чистота проверена и полностью подтверждена после сборки

Руководство по выбору материала для коллекторных блоков

Правильный материал для ваших коллекторных блоков с ЧПУ зависит от требований к давлению, рабочей среды, потребностей в коррозионной стойкости и стоимостных соображений.

Таблица сравнения материалов

Коллекторные блоки - станки с ЧПУ и алюминий

В гидравлических применениях (как низкого, так и среднего давления) алюминиевые коллекторные блоки, обработанные на станках с ЧПУ из алюминиевого сплава 6061-T6, являются наиболее распространенным материалом. Преимущества алюминия 6061-T6 включают отличное соотношение прочности к весу, отличную обрабатываемость и выдающуюся коррозионную стойкость — все это по относительно недорогой цене.

• Наилучшее применение алюминиевых коллекторных блоков, обработанных на станках с ЧПУ: пневматические системы; автоматизация; заводская автоматизация; робототехника; системы управления.

• Номинальное давление: Пневматика: до 250 psi (17 бар), что ниже для гидравлических применений, чем для обычных латунных или нержавеющих коллекторов.

• Тип отделки: анодирование или покрытие более толстым слоем для обеспечения дополнительной твердости и коррозионной стойкости.

Нержавеющая сталь - коллекторные блоки, обработанные на станках с ЧПУ

Для таких процессов, как чистое