Atuador eletro-hidráulico – EHA
Domínios de aplicação
Informações técnicas
ÍNDICE
PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS
O EHA proporciona aos utilizadores um pacote com-pleto, otimizado e testado da ligação de rede à haste do pistão – incluindo parâmetros de controlo de aciona-mento pré-configurados, software, firmware e funções de tecnologia para "alternar o controlo" (transferência de circuito fechado sem problemas entre pressão/força e controlo da posição).
O EHA combina a densidade de potência do sistema hidráulico e a capacidade de rede flexível de um atuador
O portefólio de acordo com o princípio do kit de cons-trução:
▶ Forças máximas até 10 000 kN ▶ Comprimentos do curso até 27 m ▶ Potência instalada até 150 kW
DESCRIÇÃO DO PRODUTO
O atuador eletro-hidráulico (EHA) é um atuador pronto a utilizar para serviços pesados especificamente concebido para ambientes exteriores difíceis (salgados) com humi-dade elevada e temperaturas extremas. Em comparação com o SHA, que é específico para o setor industrial, o EHA é adequado para utilização no setor da engenharia civil e no setor marítimo e offshore. Estão disponíveis forças elevadas em combinação com cursos longos.
O EHA proporciona aos utilizadores um atuador eletro-hi-dráulico configurável padrão, incluindo um armário de controlo com sistema de acionamento IndraDrive. Um sistema de acionamento inteligente e totalmente progra-mável permite a realização de perfis de deslocação com-plexos (é possível definir parâmetros referentes a força, posição e velocidade de deslocação, conforme necessário, em todo o alcance de deslocação de trabalho).
ESTRUTURA
Os componentes principais do EHA incluem um controla-dor IndraDrive com função de tecnologia de controlo da posição-força (PFC), um servomotor assíncrono, um cilin-dro hidráulico com sistema de medição da posição e bomba(s) de pistão axial para o sistema hidráulico. Além disso, estão integrados no bloco hidráulico sensores de pressão e temperatura, um reservatório de compensa-ção, um filtro e válvulas.
Como opção, poderão ser adicionadas várias funções (por ex., tecnologia de segurança) sob a forma de válvulas ou componentes eletrónicos.
É também possível acionar o EHA no controlo de "circuito aberto", o que significa que o movimento para quando é alcançado um interruptor de fim de curso ou a pressão máxima é atingida.
O sistema é baseado em componentes comprovados da Bosch Rexroth.
CONFIGURÁVEL
O tamanho e o tipo de um atuador eletro-hidráulico são sobretudo determinados pelo cilindro. Para determinar o tamanho do cilindro, são necessários os seguintes valores: exemplo de carga, curso, velocidade e vida útil necessária em ciclos. Quando o tamanho do cilindro for determinado, é possível calcular o tamanho da caixa de alimentação e esta pode ser selecionada. O cliente determina a interface
PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS
O EHA proporciona aos utilizadores um pacote completo, otimizado e testado da ligação de rede à haste do pistão – incluindo parâmetros de controlo de acionamento pré--configurados, software, firmware e funções de tecnologia para "alternar o controlo" (transferência de circuito fechado sem problemas entre pressão/força e controlo da posição). Os armários de controlo do amplificador de acionamento completam o sistema geral.
▶ Especificamente concebido para utilização exterior num ambiente difícil
▶ Formatos grandes (força elevada, curso longo, potência instalada elevada) disponíveis
▶ Modelos disponíveis de acordo com diretrizes, em espe-cial as que se referem a aplicações de engenharia civil ▶ Modelos disponíveis com aprovação de uma autoridade
de certificação, em especial as que se referem a aplica-ções marítimas e offshore
▶ Adequado para utilização de um fluido biodegradável ▶ O EHA combina a densidade de potência do sistema hidráulico e a capacidade de rede flexível de um atua-dor de acionamento elétrico, e proporciona os benefí-cios de um princípio de funcionamento hidráulico (por ex., capacidade de absorção de cargas dinâmicas exter-nas elevadas)
O portefólio de acordo com o princípio do kit de construção: ▶ Forças máximas até 10 000 kN
▶ Comprimentos do curso até 27 m ▶ Potência instalada até 150 kW
Configuring an EHA Rexroth calculations Customer inputs Temperature range [°] Protection class [IP] Cushioning Mounting Limit switches Position measurement Speed [mm /s] Manual operation
Cylinder size Powerbox size Structural design
EHA Configuration
Customer selection
Safety
functions Electronics Software Service
Force
[kN] Stroke[kN]
Mediante pedido, é possível alcançar forças supe-riores, cursos mais longos e uma potência instalada mais elevada fora da gama de produtos padrão.
DOMÍNIOS DE APLICAÇÃO
Os atuadores eletro-hidráulicos podem ser utilizados numa grande variedade de aplicações e possuem atributos para utilização num ambiente "exterior difícil". Devido a ambien-tes naturais ou condições ambientais aquáticas, são apli-cáveis requisitos anticorrosão e estruturais especiais. Os domínios de aplicação para os quais o EHA foi especifi-camente concebido são a engenharia civil, offshore e marítimo. Com uma estrutura flexível de design compacto ou descentralizado, o EHA pode ser facilmente adaptado ao espaço de instalação disponível para integração numa estrutura.
O cilindro hidráulico irá incluir as seguintes opções especi-ficamente para o ambiente exterior difícil, por ex.:
▶ Raspador de gelo – Raspador em metal maciço com design perfurado para partir o gelo ou incrustações ▶ Vedante da haste do pistão separado – Para impedir a
infiltração de água através da haste do pistão ▶ Revestimentos especiais da haste do pistão (crómio/
Enduroq 1, 2, 3)
▶ Rolamento esférico isento de manutenção com cober-tura em aço inoxidável opcional, selado
▶ Limpeza com jato de areia e pintura especial
▶ Certificados de material para todos os componentes de transmissão de força em conformidade com a DIN EN 10240 – 3.1 ou 3.2
▶ Cálculos em conformidade com a DIN 19704
Mediante pedido, é possível alcançar forças
supe-riores, cursos mais longos e uma potência instalada mais elevada fora da gama de produtos padrão.
VANTAGENS
▶ Área útil reduzida – Nenhum espaço necessário para HPU
▶ Custos de instalação reduzidos, não são necessárias quaisquer mangueiras e tubagens hidráulicas de interli-gação
▶ Solução pronta a instalar – previamente montada, abastecida e com apenas algumas interfaces definidas ▶ Arranque fácil – Pronto a utilizar
▶ Despesas de manutenção reduzidas – sistema fechado, com capacidade de diagnóstico
▶ Funcionamento com eficiência energética – alimentação mediante pedido
▶ Independente, separado da hidráulica central - flexibili-dade
▶ Poupança de custos através de padrões abertos no conceito de controlo
▶ "Segurança a bordo" - conversores e motores elétricos controlados com velocidade opcional e segurança funcional
▶ Conetividade - ligação flexível a bus
▶ Controlo e diagnóstico – função de tecnologia, posi-ção– controlo da força (PFC) com monitorização e função de proteção
▶ Acesso remoto/capacidade para I4.0
▶ Bosch Rexroth – soluções de sistemas personalizadas, serviço pós-venda a nível mundial
VANTAGENS EHA VS. EMA
▶ Forças de acionamento elevadas – funcionamento hidráulico
▶ Robustez - longa vida útil
▶ Proteção contra sobrecarga (sobre o curso total) - vál-vulas de alívio de pressão
MATRIZ DE SOLUÇÕES
A matriz de soluções do EHA abaixo apresentada oferece uma grande variedade de combinações para concretização dos atuadores eletro-hidráulicos.
Cilindro de haste simples Cilindro de haste dupla Cilindro de múltiplas áreas
A B A B A C B
M
A0 B0M
A1 B1 C1M
A3É dada especial atenção às seguintes soluções de sistemas:
▶ Cilindros de haste simples com 1 bomba de cilindrada fixa – circuito aberto – A0
▶ Cilindro de múltiplas áreas e bomba de cilindrada fixa – circuito fechado – C1
▶ Cilindros de haste simples com 2 bombas de cilindrada fixa – circuito semifechado – A3
O tempo de inatividade da aplicação deve ser
Princípio de funcionamento da solução A0
▶ A direção de movimento do cilindro é determinada poruma válvula de comutação
▶ Rotação de direção única da combinação bomba-motor, a velocidade de rotação da combinação bomba-motor determina a velocidade de movimento do cilindro ▶ Quando a carga aciona o cilindro, uma válvula de
con-trapeso separa e converte a energia hidráulica em calor (dissipação de calor específica ~10 W/m2/K)
Princípio de funcionamento da solução A3
▶ A direção de movimento do cilindro é determinada peladireção de rotação da combinação bomba-motor ▶ A velocidade de rotação da combinação bomba-motor
determina a velocidade do cilindro
▶ Quando a carga aciona o cilindro, as bombas hidráuli-cas funcionam como motores hidráulicos e acionam o motor elétrico. O motor elétrico funciona como um gerador e fornece energia elétrica à rede. (Nota: Nesta situação, deve ter-se em consideração se a rede elétrica é capaz de receber a energia gerada pelo motor elé-trico; caso contrário, deve ser utilizada uma resistência de frenagem.)
Princípio de funcionamento da solução C1
▶ O princípio de funcionamento é idêntico ao da solução A3 ▶ Existe uma área de tração e compressão quase idêntica no cilindro de múltiplas áreas que permite a deslocação do fluido de A até B, e vice-versa. É adicionado um acumulador para variações da temperaturaA segunda área de compressão encontra-se
con-vencionalmente ligada e abastecida com azoto para fins de conservação. Esta pode ser utilizada para aplicações onde está permanentemente presente uma carga está-tica.
M
M
For ça [kN] 22 000 18 000 14 000 11 000 8000 5500 3500 2000 880 500 220 10 15 20 30 40 60 80 120 160 240 320 480 640 Velocidade [mm/s]
Breve descrição da função PFC
A função de tecnologia IndraDrive de controlo da posição--força (PFC) da Rexroth é utilizada para posicionamento e controlo da força de um cilindro hidráulico. Esta função do sistema é parte integrante do âmbito de fornecimento de um EHA e apenas necessita de parametrização. A posição é controlada através de um codificador de posição. Geral-mente, o sensor é instalado diretamente no cilindro. A força é controlada através de sensores de pressão nas câmaras do cilindro ou através de um sensor de força no cilindro.
A transição entre controladores é alternada.
A precisão do controlo depende da resolução, da precisão/ instabilidade do codificador, da inexistência de interferências nos sinais e da configuração de todo o sistema hidráulico.
Podem ser encontradas mais informações no nosso Manual de colocação em funcionamento: R911379550 Rexroth Sytronix – SvP 7020 PFC Posicionamento de Machados Hidráulicos de Velocidade Variável.
Também é possível acionar o EMA no controlo de "circuito aberto". Isto significa um ponto de definição de velocidade em rpm e que o movimento para quando é alcançado um interruptor de fim de curso, ou é atingido o binário máx. (atual).
DADOS TÉCNICOS DA MATRIZ DE SOLUÇÕES
A tabela/gráfico seguinte descreve os dados de desempenho de um EHA. A força de tração ou compressão por solu-ção depende do tipo de cilindro escolhido. A força máxima é gerada a uma pressão de 300 bar.
ARMÁRIO DE CONTROLO PADRÃO CAB-X PARA ATUADORES ELETRO-HIDRÁULICOS EHA
CAB-X é uma solução padrão para atuadores eletro-hidráu-licos da variante EHA que podem ser usados como uma solução de pacote simples.
Controlo elétrico, com fios e testado quanto ao funciona-mento, composto por:
▶ Armário de controlo - dimensão dependente do contro-lador/acionador de frequência, RAL7035
▶ Saída de controlador, incluindo controlador de aciona-mento HCS
▶ Função de termístor protetor PTC
▶ Adaptador de rede elétrica principal regulado, 24 V CC ▶ Variantes dos circuitos
Para uma engenharia orientada ao objetivo, deverão estar totalmente disponíveis as seguintes informações:
▶ Breve descrição do projeto com imagem(ns) ▶ Orientação do cilindro na estrutura
▶ Condições de delimitação adicionais
▶ Sequência de processo sob a forma de um perfil F/s/t ou F/v/t
Envie as suas questões para
large.cylinders@boschrexroth.com
Funcionamento:
▶ Interruptor principal
▶ Botão de paragem de emergência
▶ Luzes de sinalização (avaria/aviso/funcionamento)
Opções:
▶ Compartimento em cores especiais ou feito a partir de aço inoxidável
▶ Filtros externos em caso de requisitos especiais ▶ Classe de proteção superior a IP54
PASSOS PARA ENCONTRAR UMA SOLUÇÃO
Descrição do projeto com imagem
Para uma engenharia orientada ao objetivo, deverão estar totalmente disponíveis as seguintes informações:
▶ Breve descrição do projeto com imagem(ns) ▶ Orientação do cilindro dentro da máquina ▶ Condições de delimitação adicionais
▶ Sequência de processo sob a forma de um perfil F/s/t ou F/v/t
Envie as suas questões para
large.cylinders@boschrexroth.com
Força de tração máxima* estática …………kN dinâmica …………kN Ciclos de funcionamento por dia ………..ciclo(s) Força de compressão máxima* estática …………kN dinâmica …………kN dias de funcionamento por ano ..……..… dia(s) Curso necessário* ………mm Vida útil necessária ………… ano(s) *Entrada mínima para orçamentação Velocidade linear* ………..…mm/s Descrição da aplicação: .………...………...…... ………...…... ………...…... Temperatura ambiente operacional ….…….…. ℃ a ………..…. ℃ o-operacional ….…….…. ℃ a ………..…. ℃ Classe de proteção IP-….. Proteção contra explosão ………..
Exterior [ ] costeira [ ] Seco [ ]
Interior [ ] Húmido [ ]
Poeirento [ ] Zona de salpicos (água fresca) [ ]
Tropical [ ] Zona de salpicos (água salgada) [ ]
Influências químicas [ ] Submerso (profundida e tempo) ... m... h Descrição do ambiente: ... Distância do Armário elétrico até ao EHA (comprimento do cabo) ………. m.
CA trifásica [ ] CA de fase única [ ] CC [ ] Tensão ………...……… V Frequência ………...……… Hz Regras e regulamentos ...……….… Outros requisitos: .………...…………... .………...…………... .………...…………...
Orientação do cilindro Orientação do motor
[ ] M
α
[ ] 0 90 180 270 [ ] α ………° [ ]01 Atuador eletro-hidráulico EHA Solução funcional
02 Cilindro de haste simples com bomba de cilindrada fixa - circuito aberto A0
Cilindro de haste simples com bomba(s) de cilindrada fixa - circuito semi-fechado A1
Cilindro de haste simples com bombas de cilindrada fixa - circuito semi-fechado A3
Cilindro de haste dupla com bomba de cilindrada fixa - circuito aberto B0
Cilindro de haste dupla com bomba(s) de cilindrada fixa - circuito fechado B1
Cilindro de múltiplas câmaras com bomba(s) de cilindrada fixa - circuito fechado C1 Força nominal
03 Força em kN, por ex., 800 800
Estrutura
04 Revestido a crómio duro C
Enduroq 2000 Q Enduroq 2200 R Enduroq 1 E Enduroq 3 D Outro X Curso
05 Comprimento do curso em mm, por ex., 3000 3000
Fixação do grupo de bombas
06 Sem fixação externa 00
Flange intermédia E4
Flange dianteira E7
Munhão T4
Outro XX
Fixação do grupo de hastes
07 Cabeça de haste roscada G
Manilha com rolamento esférico L
Manilha fêmea R
Outro X
Tipo de motor
08 Servomotor síncrono SSM
Servomotor assíncrono ASM
CÓDIGO DO SISTEMA
01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13
Sistema de medição da posição
11 Sem N
Com sensor de posição E
Amortecimento
12 Sem amortecimento N
Com amortecimento C
Funções adicionais
13 Sem funções adicionais N
Com funcionamento manual M
Outro *
CÓDIGO DO SISTEMA
01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13
Bosch Rexroth BV
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Os dados acima especificados destinam-se apenas a descrever o produto.
Nenhuma declaração referente a determinada condição ou adequação para determinada aplicação pode ser deduzida a partir das nossas informações. As informações apresentadas não dispensam o utilizador da obrigação de utilizar o seu próprio discernimento e verificação. É conveniente recordar que os nossos produtos estão sujeitos a um processo natural de des-gaste e envelhecimento.
