Atuador eletro-hidráulico – EHADomínios de aplicação

Informações técnicas

ÍNDICE

Descrição do produto 2Estrutura 2Configurável 2Principais características 2Domínios de aplicação 3Características do produto – vantagens e benefícios para o cliente 3Vantagens EHA vs. EMA 3Matriz de soluções 4Armário de controlo padrão CAB-X para atuadores eletro-hidráulicos EHA 7Passos para encontrar uma solução 8Código do sistema 9

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 de acionamento elétrico, e proporciona os benefícios de um princípio de funcionamento hidráulico (por ex., capaci-dade de absorção de cargas dinâmicas externas elevadas). Os armários de controlo do amplificador de acionamento completam o sistema geral.

▶ Especificamente concebido para utilização exterior num ambiente difícil

▶ Formatos grandes disponíveis ▶ Modelos disponíveis de acordo com diretrizes e normas

de engenharia (civil) reconhecidas ▶ 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 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

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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 (bus), um gateway de IoT é opcional, se pretendido.

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

Temperaturerange [°]

Protection class[IP]

Cushioning

Mounting

Limit switches

Positionmeasurement

Speed[mm /s]

Manualoperation

Cylinder size Powerbox size Structural design

EHA Configuration

Customer selection

Safetyfunctions 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.

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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

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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 BC

M A0 B0

M A1 B1 C1

M A3

É 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 suficiente para dissipar o calor para o ambiente.

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Princípio de funcionamento da solução A0

▶ A direção de movimento do cilindro é determinada por uma 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 pela direção 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 temperatura

A 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

M

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Forç

a [k

N]

22 00018 00014 00011 0008000550035002000880500220

10 15 20 30 40 60 80 120 160 240 320 480 640Velocidade [mm/s]

Breve descrição da função PFCA 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.

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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/tEnvie as suas questões paralarge.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 ▶ Espaço de reserva para equipamento auxiliar

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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/sDescrição 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...................... hDescrição do ambiente: ........................................................................................................................................................................................

Distância do Armário elétrico até ao EHA (comprimento do cabo) ……………………………. m.CA trifásica [ ]CA de fase única [ ]CC [ ]Tensão ………...............……… VFrequência ……….............……… HzRegras e regulamentos .......…………………….…Outros requisitos: .………………….........................................................................................................................................………….......................…………………....................................................................................................................................………….........................................................…………………....................................................................................................................................…………........................................................

Orientação do cilindro Orientação do motor[ ]

Mα

[ ]

0

90

180

270

[ ]

α ……………………………° [ ]

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01 Atuador eletro-hidráulico EHA

Solução funcional02 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 A1Cilindro de haste simples com bombas de cilindrada fixa - circuito semi-fechado A3Cilindro de haste dupla com bomba de cilindrada fixa - circuito aberto B0Cilindro de haste dupla com bomba(s) de cilindrada fixa - circuito fechado B1Cilindro de múltiplas câmaras com bomba(s) de cilindrada fixa - circuito fechado C1

Força nominal03 Força em kN, por ex., 800 800

Estrutura04 Revestido a crómio duro C

Enduroq 2000 QEnduroq 2200 REnduroq 1 EEnduroq 3 DOutro X

Curso

05 Comprimento do curso em mm, por ex., 3000 3000

Fixação do grupo de bombas06 Sem fixação externa 00

Flange intermédia E4Flange dianteira E7Munhão T4Outro XX

Fixação do grupo de hastes07 Cabeça de haste roscada G

Manilha com rolamento esférico LManilha fêmea ROutro X

Tipo de motor08 Servomotor síncrono SSM

Servomotor assíncrono ASMMotor assíncrono (tamanho IEC) AMSMotor não normalizado NSM

Tamanho do motor09 por ex., 131 180

Interruptores10 Especificar quantidade de interruptores de fim de curso, por ex., 2 2

CÓDIGO DO SISTEMA

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13

EHA – – / – –

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Sistema de medição da posição11 Sem N

Com sensor de posição E

Amortecimento12 Sem amortecimento N

Com amortecimento C

Funções adicionais13 Sem funções adicionais N

Com funcionamento manual MOutro *

CÓDIGO DO SISTEMA

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13

EHA – – / – –

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NOTAS

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Bosch Rexroth BVKruisbroeksestraat 15281 RV Boxtel, Noord-Brabant, Países BaixosTelefone +31 (0) 411 – 651 951large.cylinders@boschrexroth.comwww.boschrexroth.com/largecylinders

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