عملگر پنوماتیک Scotch Yoke

فنر برگشتی (تکاثره) یا دواثره

۵۰۰ تا ۱۰۰,۰۰۰ نیوتنمتر در اندازههای مختلف مدل

چرخش ۹۰ درجه یکچهارم دور

ISO 5211 (نصب)، NAMUR (نصب سلونوئید)

سیلندر تکی، پیستون دوتایی؛ مکانیزم اسکاچ یوک حرکت خطی پیستون را به خروجی چرخشی ۹۰ درجه تبدیل میکند

کارتریجهای فنر در سیلندر (مدلهای فنر برگشتی)؛ چند مجموعه فنر موجود است؛ یا دواثره بدون فنر

فلنج ISO 5211 مستقیم به بدنه شیر یا براکت؛ رابط NAMUR برای سلونوئید و لوازم جانبی

گشتاور متغیر مزیت واقعی اسکاچ یوک است

عملگرهای قفسه و پینیون گشتاور ثابت در طول ۹۰ درجه حرکت تولید میکنند. عملگرهای اسکاچ یوک گشتاور متغیر تولید میکنند — و همین تغییرپذیری دلیل وجود آنهاست.

شیرهای یکچهارم دور برای باز کردن توپ یا دیسک از نشیمن به گشتاور بیشتری نسبت به حفظ چرخش نیاز دارند. گشتاور شکست در موقعیت نشسته ۳۰ تا ۵۰ درصد از گشتاور جاری در میانه حرکت در شیرهای پروانهای و توپی معمولی بیشتر است. در شیرهای بزرگ و فشار بالا، این اختلاف بزرگتر میشود. یک شیر توپی ۲۴ اینچی کلاس ۳۰۰ ممکن است به ۱۵,۰۰۰ نیوتنمتر برای شکستن از نشیمن نیاز داشته باشد اما فقط ۸,۰۰۰ نیوتنمتر گشتاور جاری در میانه حرکت.

هندسه اسکاچ یوک به این موضوع میپردازد. بازوی یوک نیروی پیستون را به ممان چرخشی تبدیل میکند — و این نسبت تبدیل در طول حرکت تغییر میکند. در موقعیت اولیه شکست (چرخش ۰ تا ۱۰ درجه)، هندسه بازوی یوک ضریب گشتاور بالاتری تولید میکند. نیروی پیستون در شروع حرکت به نیروی چرخشی بیشتری تقویت میشود، دقیقاً جایی که شیر بیشتر به آن نیاز دارد. در میانه حرکت، ضریب کاهش مییابد و با نیاز گشتاور جاری پایینتر مطابقت دارد. پروفایل گشتاور با منحنی تقاضای گشتاور شیر هماهنگ است.

عملگرهای کوچکتر روی شیرهای بزرگ

چون اسکاچ یوک گشتاور شکست بالاتری به ازای هر واحد هوای تغذیه تحویل میدهد، میتوانید برای همان شیر عملگر کوچکتری مشخص کنید. یا فشار تغذیه پایینتر اجرا کنید. یا هر دو. روی یک شیر پروانهای ۳۶ اینچی در سرویس آب، عملگر اسکاچ یوک در ۸۰ psi ممکن است گشتاور شکست کافی تولید کند در حالی که عملگر قفسه و پینیون به ۱۰۰ psi برای تحویل همان نیروی اولیه نیاز دارد. این تفاوت فشار در کارخانههایی که هدر هوای ابزار دقیق در ۸۰ psi اجرا میشود و افزایش به ۱۰۰ psi نیاز به رگولاتور تقویتکننده اختصاصی در هر شیر دارد، مهم است.

حرکت نرمتر عمر نشیمن را افزایش میدهد

عملگرهای قفسه و پینیون نیرو را ناگهانی اعمال میکنند وقتی شیر از نشیمن جدا میشود. خروجی گشتاور ثابت به این معنی است که عملگر گشتاور کامل را در لحظه شروع حرکت شیر تحویل میدهد — شوک مکانیکی که هر سیکل به نشیمن ضربه میزند.

اسکاچ یوک آهسته شروع میکند. شتاب پیستون در میانه حرکت افزایش مییابد. دیسک شیر به تدریج از نشیمن بلند میشود نه اینکه ناگهان رها شود. روی شیرهای یکچهارم دور بزرگ و فشار بالا، آن حرکت باز شدن نرمتر نیروی ضربه روی حلقه نشیمن را کاهش میدهد. عمر نشیمن افزایش مییابد. فواصل تعمیر و نگهداری طولانیتر میشود. روی شیرهایی که مکرر سیکل میزنند — شیرهای ایزولاسیون خودکار در فرآیندهای دستهای — آن تفاوت عمر نشیمن در طول هزاران سیکل جمع میشود.

اسکاچ یوک را زمانی مشخص کنید که نیازهای گشتاور بالا باشد

عملگرهای یوغ اسکاتلندی انتخاب مناسبی برای شیرهای ربع گرد بزرگ (پروانه‌ای ۸ تا ۴۸ اینچی، ساچمه‌ای ۸ تا ۲۴ اینچی) هستند که در آنها گشتاور نشیمنگاه از گشتاور ارائه شده توسط چرخ دنده شانه‌ای در فشار تغذیه معقول بیشتر است. در شیرهای کوچکتر که گشتاور مورد نیاز متوسط است، چرخ دنده شانه‌ای ساده‌تر و ارزان‌تر است. بیش از حد مشخص نکنید - پیچیدگی و هزینه یوغ اسکاتلندی تنها زمانی توجیه می‌شود که مشخصه گشتاور متغیر یک مشکل واقعی را حل کند.

پاسخ: هزینه و پیچیدگی. مکانیزم اسکاچ یوک قطعات متحرک بیشتری نسبت به قفسه و پینیون دارد — بازوی یوک، شیار و پین هزینه ماشینکاری و مونتاژ اضافه میکنند. روی شیرهایی که گشتاور ثابت کافی است، قفسه و پینیون کار را با هزینه کمتر انجام میدهد. اسکاچ یوک حق بیمه خود را روی شیرهای بزرگ با گشتاور شکست بالا به دست میآورد.

پاسخ: روش اندازهگیری را تغییر میدهد. شما بر اساس گشتاور شکست در شروع حرکت اندازهگیری میکنید، نه گشتاور ثابت. نیاز گشتاور نشستن/باز شدن شیر را محاسبه کنید، سپس تأیید کنید که گشتاور اسکاچ یوک در موقعیت شکست با حاشیه ایمنی شما از آن نیاز فراتر میرود. منحنی گشتاور در برگه داده سازنده برای هر اندازه مدل منتشر شده است.

پاسخ: ۸۰ psi معمول است. بیشتر از عملگرهای دیافراگمی به این دلیل که قطر پیستون کوچکتر از سطح دیافراگم است. عملگرهای اسکاچ-یوک در مدلهای گشتاور بالا تا ۱۲۰ psi را تحمل میکنند — آببند پیستون فشار را مدیریت میکند. اگر هدر هوای کارخانه شما روی ۶۰ psi کار میکند، اندازه بزرگتری برای عملگر مشخص کنید تا جبران شود.

پاسخ: میتوانند، اما برای تنظیم دقیق ایدهآل نیستند. خروجی گشتاور متغیر به این معناست که پوزیشنر در زوایای مختلف ساقه، شرایط نیرویی متفاوتی را میبیند. برای شیرهای چرخشی مدولهکننده، گشتاور ثابت رک-اند-پینیون پاسخ پوزیشنر قابل پیشبینیتری میدهد. اسکاچ-یوک در کاربردهای روشن/خاموش و ایزولاسیون سرویس شدید عملکرد برتری دارد.

الف) کارتریج‌های فنری پشت پیستون‌ها در سیلندر قرار دارند. وقتی هوا خارج می‌شود، فنرها پیستون‌ها را به عقب می‌رانند که باعث چرخش شفت خروجی به موقعیت ایمن در برابر خرابی (0 درجه یا 90 درجه) می‌شود. مجموعه‌های مختلف کارتریج فنر، مقادیر گشتاور ایمن در برابر خرابی متفاوتی تولید می‌کنند. شما مجموعه فنر را بر اساس گشتاور نشیمنگاه سوپاپ در موقعیت انتهایی ایمن در برابر خرابی انتخاب می‌کنید.