600007 г. Владимир, ул. 16 лет Октября, д. 68А, литер "Ф", этаж 2, помещение 12
+7 (4922) 53-10-31
info@skb-proton.ru

Подкаст: Дэйв Хейн из Nexen Group о тормозах, имеющих сертификат функциональной безопасности

Преобразователи частоты

В нашем последнем подкасте Technology Tuesdays Дэйв Хейн — старший вице—президент, инженер и главный технический директор Nexen Group — побеседовал с нами о три варианта тормозов, которые теперь имеют сертификат функциональной безопасности. Слушайте в:



По словам Пьеррика Балера, руководителя глобального направления бизнеса Intertek: “Знак функциональной безопасности Intertek предоставляет Nexen возможность снизить опасности для обслуживающего персонала, оборудования и окружающей среды в то время, когда они сталкиваются с повышенными требованиями к функциональной безопасности. Мы рады предоставить Nexen этот сертификат — первый в своем роде в Северной Америке — и с нетерпением ожидаем продолжения сотрудничества с ними и другими компаниями, обеспечивающими отрасль высококачественной продукцией, а также душевным спокойствием”.

По словам Хейна, Nexen зарегистрировала свои продукты, сертифицированные по функциональной безопасности, под торговой маркой NexSafe, и под этим названием NexSafe в настоящее время компания выпускает три продукта:

1. Стержневые замки
2. Сервомоторные тормоза
3. Рельсовые тормоза

Стержневой замок Nexen представляет собой пружинящий замок с пневматическим высвобождением, который фиксируется на линейном стержне для безопасного удержания или аварийной остановки. Поскольку фиксатор стержня находится в пружинном зацеплении, по умолчанию он блокируется и переходит в безопасное положение при любом отключении питания. Если машина теряет пневматическое давление воздуха, блокировка переходит в безопасный режим. Если ПЛК или ПК, управляющий клапаном (в свою очередь, управляющий блокировкой), посылает сигнал о переходе в безопасный режим, линейный тормоз снова по умолчанию фиксируется в безопасном положении. Внутри этого тормоза находятся пружины, которые перемещают поршень, имеющий наклонный клин, который передает и увеличивает усилие пружины на зажимной хомут. Это, в свою очередь, прижимает манжету к валу с равномерным и постоянным давлением по всему диаметру — тип приложения усилия, который важен для плавной и стабильной работы. Nexen предлагает штоковый замок для всех распространенных размеров валов и цилиндров, представленных сегодня на рынке.

Сервомоторные тормоза Nexen также по умолчанию фиксируются (другими словами, в безопасном положении) благодаря пружинному зацеплению. Затем пневматическое высвобождение отделяет фрикционные поверхности тормоза, обеспечивая свободное вращение. Сервомоторные тормозные устройства используют фрустоконический фрикционная облицовка — причудливое название фрикционной облицовки, имеющей конусность как по внутреннему, так и по внешнему диаметру фрикционной облицовки. Эти поверхности прикладывают фиксирующее усилие с помощью пружин одновременно как к вращающемуся валу, так и к корпусу тормоза, удерживая вал от вращения с нулевым люфтом. Другими словами, фрикционная поверхность одновременно входит в зацепление как с корпусом тормоза, так и с вращающимся валом. Фактически, это уникальная конструкция тормоза, которая легла в основу патента Nexen на сервомотор.

Чаще всего они разрабатываются как нечто среднее между двигателем и коробкой передач, и Nexen может настроить входные и выходные данные в соответствии с требованиями, предъявляемыми к используемой заказчиком конфигурации двигателя или коробки передач.

Примечание: Фрустоконический это слово используется для обозначения формы усеченного конуса. Префикс усеченный конус происходит от латинского, означающего кусок.

Что касается геометрии поверхностей трения, то существует поверхностное сходство между конусообразным сопряженным комплектом других тормозов и сервомоторными тормозами Nexen. Некоторые тормоза конусного типа имеют одну коническую поверхность, которая входит в зацепление между вращающимся и неподвижным элементом. В отличие от этого, сервомоторные тормоза Nexen имеют конусообразную форму как на внешней, так и на внутренней поверхностях — и это действительно уникальная особенность дизайна. По сути, этот конусообразный подкомпонент может одновременно контактировать с двумя поверхностями. Много инженерных часов и энергии было потрачено на правильное проектирование этих конусов, при этом главной задачей было учесть нормальный износ, возникающий в результате аварийных остановок и динамических зацеплений, а также учесть тот факт, что напряжения в детали увеличиваются по мере уменьшения геометрии детали.

Однако для ясности: вращающиеся поверхности сервомоторов неподвижны в осевом направлении, а корпус устройства неподвижен в осевом направлении. Двухконусная усеченно-коническая поверхность трения на самом деле является тем, что перемещает в осевом направлении и одновременно входит в зацепление с обеими неподвижными частями.

Как и другие продукты NexSafe, рельсовый тормоз Nexen также по умолчанию находится в фиксированном (безопасном) положении благодаря пружинному зацеплению и пневматическому отпусканию. Рельсовые тормоза в паре с линейными направляющими рельсами обеспечивают удержание в положении, а также аварийную остановку.

Рельсовый тормоз использует клин для усиления усилия пружины, которое передается на фрикционные накладки и фрикционные контакты на несущей части рельса для удержания полезной нагрузки. Рельсовый тормоз предлагается практически для каждого обычного линейного рельса, представленного сегодня на рынке, и фактически, только что упомянутые фирменные конструкции NexSafe основаны на предыдущих надежных версиях продуктов, которые выпускались в течение нескольких лет.

Рельсовый тормоз поставляется в вариантах, подходящих для любых линейных направляющих диаметром от 15 до 55 мм, что составляет около 95% геометрий, наиболее часто используемых в конструкциях систем движения.

Датчики в некоторых тормозах помогли Nexen перейти от того, что она предлагала в течение последних нескольких лет, к семействам продуктов NexSafe. По словам Хейна, то, что делает компонент NexSafe квалифицируемым как NexSafe, заключается в ощущении

В случае линейных тормозов для рельсов и направляющих линейного профиля на конце крепится пакет для рюкзака. Этот комплект содержит датчики магнитного поля для получения обратной связи о состоянии тормоза. Помимо прочего, датчики сообщают системе управления тормозом, включен тормоз или выключен. Это полезно по мере того, как автоматизированные операции превращаются в интеллектуальные объекты с интеллектуальными машинами.

Обратная связь с датчиком поддерживает мониторинг состояния машины, а также прогнозирование срока службы машины наряду с другими ситуациями, потенциально влияющими на время безотказной работы и пропускную способность. Обратная связь с датчиком также требуется для некоторых уровней безопасности, а комплектация рюкзака позволила Nexen получить сертификат функциональной безопасности для категорий с B по 4 и уровней производительности с a по e.

В нашем чате с Хейном мы узнали, что все три тормоза NexSafe на самом деле имеют встроенную сенсорную обратную связь для обеспечения целей IIoT, а также функциональной безопасности для категорий B — 4 и уровней производительности A -E. По сути, то, что Nexen сделала для всех трех предложений NexSafe, — это внедрила новую сенсорную технологию, так что тормоза служат интеллектуальными продуктами, которые кроме того, они соответствуют стандартам безопасности машин ISO 13849.

Тормоза этой серии поставляются с опциями, соответствующими категориям уровня безопасности и производительности, которые являются частью стандарта ISO 13849 — при этом стандартный продукт сертифицирован для категорий безопасности B и 1. Даже тормоза без рюкзака сертифицированы по функциональной безопасности, а конструкции, требующие более высокого уровня снижения рисков, обслуживаются предложениями Nexen, удовлетворяющими даже самым высоким требованиям по снижению рисков.

Безопасность — это концепция, актуальная практически для всех отраслей промышленности, а стандарты функциональной безопасности — это стандарты высшего уровня, охватывающие протоколы проектирования для многих типов машин в самых разных отраслях промышленности. Это противоречит рыночным стандартам, диктующим требования безопасности для конкретных машин, таких как штамповочные прессы, станки и укладчики на поддоны. Тем не менее, тормоза с сертификатом функциональной безопасности до сих пор широко использовались в самых опасных машинах, оснащенных автоматическими ножами, движущимися лезвиями, выполняющими процессы, которые могут порезать людей, в том числе для нарезки пластиковых и бумажных полотен. Отрасли с таким оборудованием лидируют в внедрении методов снижения рисков по стандарту ISO 13849.

Последнее замечание по блокировке штока: Часто бывает весьма полезно, чтобы линейный тормоз использовал тот же источник питания для отключения (пневматический), который используется приводом для его приведения в действие. Стержневые замки Nexen выпускаются как в автономной конфигурации, так и в конфигурации с креплением на цилиндр: когда инженеры используют стержневой замок, установленный на пневмоцилиндре, один контроллер может выполнять команды через оба.

Инвестиции Nexen в сертификацию своих тормозов на функциональную безопасность были отчасти вызваны переходом отрасли к более надежной технике безопасности. Кроме того, поставщик компонентов и систем попросил инженеров запросить обратную связь с датчиками для поддержки функций Industry 4.0. Более того, стандарты ISO и IEC переходят к стандартизации более надежных методов снижения рисков с использованием итераций новых стандартов каждые два-три года. Европа традиционно лидирует в области безопасности машин, хотя США, вероятно, догнали и даже превзошли Европу по некоторым направлениям. Nexen стремилась к тому, чтобы продукция была сертифицирована в соответствии с этим технологическим трендом.

Хайн из Nexen сообщает о довольно большом интересе к новым функциональным тормозам, сертифицированным по безопасности, несмотря на то, что Nexen запустила эти продукты во время пандемии COVID-19. В одном случае производитель оборудования предусмотрел два сервомотора с резервными датчиками обратной связи для приводов на вертикальной оси — классическое применение “удержания груза” для предотвращения травм персонала внизу — и, по сути, ситуация наивысшего риска, поскольку машина создает ситуации, в которых человек может потерять жизнь или конечность. На самом деле, в стандарте это называется ситуацией категории 4. NexSafe brake может быть сконфигурирован и использоваться в таких приложениях. Другой производитель только что приобрел два рельсовых тормоза с двумя пакетами датчиков рюкзака на каждом — опять же для ситуации категории 4.

“У прикладных инженеров Nexen есть инструменты, которые помогут таким производителям (которые могут быть незнакомы с этими новыми стандартами безопасности машин) определить тормоза, которые могут соответствовать требуемой категории и уровню производительности”, — добавляет Хайн.

Для получения дополнительной информации перейдите по этой ссылке NexSafe deep на nexengroup.com .