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Cilindros hidráulicos para máquinas fresadoras

Las ventajas de las soluciones con juntas G9 para los sistemas hidráulicos, que evitan el efecto de sacudidas


La optimización de las prestaciones en máquinas herramientas puede verse penalizada por el efecto de stick-slip, el sistema de juntas G9 representa la solución ideal, que elimina dicho fenómeno en los sistemas hidráulicos con circuito activo y en los circuitos cerrados con acumulador.

Soluciones hidráulicas de equilibrado: circuito activo y circuito cerrado

Las máquinas herramientas grandes y las máquinas mandrinadoras universales están equipadas con sistemas electrohidráulicos específicos para compensar el peso del carro y el eje rotativo durante los desplazamientos verticales permitiendo, por consiguiente, que la unidad de accionamiento electromecánica realice controles de movimiento uniformes y precisos.
Dos soluciones hidráulicas diferentes suelen usarse para desempeñar la función de equilibrado: circuito activo con unidad de potencia o circuito cerrado con acumuladores. En la solución activa, las válvulas reductoras de presión de altas prestaciones de 3 vías, con electrónica digital a bordo, realizan un control de presión de lazo cerrado preciso en los cilindros hidráulicos de equilibrado, utilizando el transductor de presión incorporado e instalado en las líneas de presión de la válvula.
Machine tool equipped with Atos hydraulic cylinder Máquina herramienta equipada con un
cilindro hidráulico de Atos
Esta solución de altas prestaciones requiere de una unidad de potencia, equipada con una bomba de pistón de cilindrada variable para generar la presión para la línea.
La función de ajuste Smart de Atos optimiza el comportamiento dinámico de la válvula para obtener una regulación estable y precisa de la presión, incluso en caso de variaciones de carga del cabezal continuas, con tiempos de respuesta inferiores a 15 ms.
La solución del circuito cerrado con acumuladores suele usarse en sistemas hidráulicos de equilibrado de alta velocidad, donde se aprovecha la capacidad de los acumuladores de almacenar y liberar grandes volúmenes de fluidos con variaciones bajas de presión. Esta solución funciona con una alimentación baja y requiere un bloque de control de seguridad certificado PED, que integra funciones auxiliares, tales como válvulas de cierre, manómetros, válvulas de descarga e intervención manual.
Machine tool equipped with Atos hydraulic cylinder Válvulas direccionales proporcionales Atos

¿Cómo afecta el efecto de stick-slip a los cilindros hidráulicos?

En los sistemas de equilibrado de una máquina herramienta, el problema más común suele ser el efecto de stick-slip, o sea la adhesión entre la junta del cilindro y las superficies deslizantes. Dicho fenómeno suele provocar una vibración en el sistema hidráulico durante la fase inicial del movimiento de la barra, debido a la transición desde la fricción estática, que opone el movimiento relativo de superficies, a la fricción dinámica, generada por el deslizamiento de superficies.
Las causas de stick-slip se atribuyen a las microestructuras de las superficies de alojamiento del cilindro y a las fuerzas intermoleculares existentes entre los elementos deslizantes. Además, el efecto de stickslip provoca, generalmente, un aumento del desgaste de los componentes de la junta.
PED hydraulic accumulator Acumulador hidráulico PED

Las ventajas de las juntas de pistón especiales G9

El departamento de I+D de Atos desarrolló el sistema de juntas G9, realizando simulaciones de software y pruebas de banco, así como entablando colaboraciones con proveedores y con los principales fabricantes europeos de primer equipo, para probar la eficiencia de dicho sistema en campo.
La colaboración con proveedores especializados permitió identificar un compuesto polimérico innovador, que reduce, en gran medida, la diferencia entre los coeficientes de fricción estática y dinámica, eliminando realmente los problemas derivados del fenómeno de stickslip. Como resultado, la ausencia de vibración en la fase de movimiento se traduce, también, en una vida operativa del cilindro más larga.
Las pruebas, realizadas en campo, han demostrado que, junto al aumento de las prestaciones dinámicas, debido a las fuerzas de fricción muy bajas de esta solución, la eficiencia del motor vertical del cabezal de fresado aumenta también, a consecuencia de la reducción en el consumo de potencia.
The G9 system features a single-acting seal with a special sealing lip geometry that guarantees zero leakage over the entire operating range.
Stick-slip chart Gráfica stick-slip
El sistema G9 se caracteriza por una junta de simple efecto con una geometría de labio de junta especial, que garantiza la ausencia de fugas en todo el rango operativo. La ausencia de fugas representa una ventaja especial en los sistemas de circuito cerrado con acumulador, ya que impide el relleno de aceite continuo en el sistema de equilibrado.
Asimismo, el sistema de juntas G9 evita la bajada del cabezal de fresado en caso de ausencia de energía eléctrica, a diferencia de lo que sucede con los sistemas de junta convencionales en los que las fugas pueden provocar la bajada lenta del cabezal de fresado
Hablando más en general, el diseño robusto de la junta, sin la junta tórica alimentada, estabiliza la junta en su ranura evitando su inclinación y el diseño del labio elimina problemas inherentes a las juntas de baja presión y proporciona una estabilidad adicional dinámica del sistema hidráulico.
Los cilindros hidráulicos de Atos con el sistema de juntas G9 son la elección favorita para numerosos fabricantes de máquinas fresadoras del mundo entero, que aprecian sus prestaciones y fiabilidad: el fruto de años de I+D y experiencias de éxito en el campo.
G9 seals configuration G9 seals configuration


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Source: PR08