Вакуумный актуатор: Не работает вакуумный актуатор турбины

Не работает вакуумный актуатор турбины

Повысить показатели мощности автомобиля, произвести, так сказать, тюнинг с помощью установки турбины, довольно частое занятие. Турбина с актуатором пользуется большой популярностью среди профессиональных и не очень гонщиков, в виду постоянной эксплуатации двигателя на высоких оборотах, для защиты которого и был придуман актуатор. Необходимо понимать, что актуатор — это не обязательный технический агрегат турбины и двигателя. Не стоит удивляться, если такое название вам неизвестно, второе название актуатора — вестгейт или вакуумный регулятор. Он выпускает выхлопные газы вне колеса турбины, и тем самым борется с перегрузками.

Устройство вестгейта по своему конструктиву бывает двух видов:
-пневматическое;
-электромеханическое.

Первое достаточно простое, но имеет один большой недостаток – сложность настройки, при этом сам ремонт будет достаточно простым. Пневматический актуатор состоит из рычага, порта управления, 2 камер с подводом наддува атмосферным давлением.
Электромеханический актуатор управляется благодаря блоку управления двигателем, что облегчает всю настройку конструкции и регулировку всей системы. Минус электромеханического вестгейта — это сложность и дороговизна ремонта, так как присутствуют электронные элементы.

Без должного функционирования и грамотной настройки актуатора:
1. Турбокомпрессор работает при повышенных оборотах на износ, что сказывается на длительности его работы в целом.
2. Работа двигателя будет нарушена.
3. Будет слышен специфически звук дребезжания в момент заглушки мотора.
4. Слабый наддув.
Устанавливая самостоятельно турбину с актуатором, необходимы специальные регулирующие устройства транспортного средства. В случае допущения ошибок, турбина может выйти из строя вместе с двигателем.

Причины поломки актуатора

1. Поломка электронных элементов, отвечающих за работу клапана (электромотора).
2. Составные части привода приходят в негодность (пружина ослабла).
3. Нарушение герметичности.
4. Большой пробег транспортного средства с турбокомпрессором.
5. Срок службы подошел к концу.

При возникновении одной из этих причин, или сразу нескольких, сигнализируют автолюбителю о том, что нужно ехать в сервис. Отремонтировать самостоятельно актуатор — сложная задача. Ошибку в работе электромеханического актуатора не сложно найти при диагностике, но ремонт так быстро произвести не получится, необходимо специальное оборудование. Сложившаяся ситуация требует профессиональных мастеров со знанием технической документации конкретного транспортного средства и показателей работы актуатора, так как помимо ремонта или замены, необходима настройка деталей и их регулирование. Профессиональным результатом ремонта или заменты, будет служить хорошая работа турбокомпрессора и всего двигателя на долгие годы.

  • Телефон: +7 (931) 961-51-61

  • Поддержка: [email protected]

  • Адрес: г. Санкт-Петербург, Московское шоссе, д. 46Б

Что такое актуатор турбины? ЭБУ турбиной?

Друзья, перейдём сразу к делу. Сперва следует сказать пару слов о том, что такое актуатор турбины!? И с чем его едят. Актуатор, чтобы было понятно — это небольшой агрегат, который защищает турбину от выхода из строя. А также оберегает двигатель от серьёзной поломки.

Как? Актуатор сбрасывает ненужное давление при работе двигателя в предельных условиях и на высоких оборотах. Он помогает работать турбине в необходимом диапазоне. Располагается данный узел зачастую прямо на турбине. Когда растёт скорость — растут обороты. Повышается давление наддувного воздуха. Давление выхлопных газов также не дремлет. В пиковые моменты происходит срабатывание механизма актуатора. Открывается клапан вестгейта. В этот момент он создаёт такие условия, когда отработавшие газы проходят мимо колеса турбокомпрессора. Именно тогда, когда турбина работает на больших оборотах, срабатывает актуатор. Далее, происходит перепуск выхлопных газов.

Какие есть типы актуаторов?

Есть два вида актуаторов популярных в большинстве турбин: вакуумные актуаторы и электронные актуаторы (ЭБУ, Электронные блоки управления турбиной). Как отмечалось выше, вакуумные актуаторы способны открывать и закрывать клапан вестгейта. Более того, они способны управлять изменяемой «геометрией» турбины ТИГ (изменение сечения на входе колеса).

Что касается устройства вакуумных актуаторов, то тут всё довольно-таки просто: внутри механического узла можно обнаружить мембрану  и рабочую пружину. Если речь идёт об электронных актуаторах, то это более сложные агрегаты. В электронном актуаторе имеется блок управления и электрический мотор. Мотор сподвигает шток, чтобы тот открывал каждый раз клапан овербуста.

Почему актуаторы требуют ремонта?

Зачастую, ремонт актуатора необходим, когда Ваш авто не едет, как должен ехать. Вы ощущаете значительную потерю в мощности. Появились непонятные спорадические рывки. Вакуумные актуаторы более надёжные по сравнению с электронными собратьями. Здесь всё подвластно амортизации: пружина с мембраной теряют свои свойства, изнашиваются соединения клапана со штоком.

Необходимо сказать о внешних воздействиях, когда происходит попадание инородного предмета, масла, грязи, водных масс. Если вакуумный актуатор выходит из строя — то, скорее всего, необходим будет новый. Хотя в нашем сервисе мы зачастую можем восстановить вакуумный актуатор до рабочего состояния. Временами камнем преткновения становится элементарный поиск необходимых запчастей.

Чаще всего к нам на ремонт поступают электронные актуаторы. Первопричиной поломки акуаторов данного типа является проблема с самой турбиной. Порой, происходит обрыв ротора, от случая к случаю, попадает инородный предмет. Также постоянно изнашиваются подшипники.

Практически постоянно мы сталкиваемся с закоксовыванием изменяемой геометрии. Исходя из всего этого, электрический мотор работает в критических условиях и затрачивает больше мощности, чтобы как-то пододвинуть геометрию. В эти моменты и происходит повышенный износ пластиковых шестерён. Страдает и сам электромотор.

За многие годы наши специалисты освоили, как устранять любые поломки электронных актуаторов. Имея в арсенале современное оборудование и станки, ежедневно мы восстанавливаем по 1-2 акуатора. Процесс разборки и сборки происходит оперативно. Восстановление актуаторов также происходит с заменой необходимых запчастей и грамотной настройкой специальным тестером в конце.

Не стоит покупать сразу новый актуатор, когда ремонт прежнего обойдётся Вам в 1.5-2 раза дешевле. Следует заострить внимание, что некоторые актуаторы реализуются только с турбиной. Ремонт актуатора — это правильный выход.

Когда к нам поступает турбина, первым делом мы проверяем работоспособность и правильность работы актуатора. А затем переходим к рассмотрению всей турбины. Приезжайте в гости и привозите Ваши турбины с актуаторами. Поможем Вам сэкономить средства и радоваться в дороге долгие годы!

Ремонт вакуумных актуаторов турбин, а также их чистка

Силовые агрегаты с турбированным нагнетателем были изобретены давным-давно, ещё несколько десятилетий тому назад. Главная цель при разработке таких моторов – существенное увеличение мощности при постоянном значении объёма. Инженерам разных производителей это удалось на славу. В данном случае, речь не идёт о каком-то конкретном производителе, так как изготавливали турбины все, кто «хотел». Когда спрос на продукцию увеличивался, а эффективность изобретения уже не требовала доказательств, турбонагнетатели стали инсталлировать и на бензиновый тип двигателей, в основном легкового класса. Чуть позже были изобретены нагнетатели механического типа, но они не стали такими эффективными, как их «родители».

Как работает и что такое актуатор

Главный принцип работы каждого нагнетателя – подача кислорода в каждый цилиндр под давлением. Чем больше воздуха проникнет в поршень, тем больше топлива сгорит. Это вовсе не означает, что подача может быть безразмерной, нет, существуют свои ограничения, о которых позже.

Легковой класс техники имеет несколько ограниченный ресурс подачи воздуха, так как использование турбины на полную мощность не даст нужного эффекта для машины такого класса. Причиной всему – вакуумный регулятор или вестгейт или актуатор или клапан для стравливания воздуха. Выбирайте любое название и используйте в речи. Основная задача вестгейта спустить воздух при достижении определённого давления на определённой скорости. Располагается регулятор в области выпускного коллектора, возле турбины. Принцип работы таков: после нагнетания установленного давления в системе, клапан открывается, спускает газы. Но, главная особенность в том, что эта часть газов не выходит в атмосферу, а подаётся на крыльчатку турбины снова. Основное давление в системе приводится к норме, двигатель работает стабильно. Но, такое случается не всегда, и не постоянно, только когда давление превышает норму. Иными словами, актуатор не разрешает крыльчатке раскручиваться быстрее установленной нормы. Это как в машине присутствует электронный ограничитель скорости в 250 км/час, и километром больше.

Такая практика характерна для европейских автопромов. По умолчанию, с завода моторы и турбина настраиваются очень точно, и работают синхронно. Кустарные ателье и всевозможные центры перестраивают систему на свой лад, для достижения нужных показателей. Как правило, это делается для стрит рейсинга и прочих гоночных «фишек». Для езды по улицам мегаполисов достаточно будет и тех установок, которые идут с завода.

Характерные неисправности вестгейта

Причинами для профилактики или ремонта актуатора могут быть:

  • поломки электронной составляющей;
  • брак при изготовлении деталей;
  • механическое повреждение;
  • неисправность электрического мотора;
  • съедание зубьев на шестерни привода клапана;
  • иные нетипичные ситуации.

В каждом из этих случаев следует обращаться в специализированный сервисный центр, имеющий профильное оборудование для диагностики. Наша фирма располагает таковым и оказывает услуги по ремонту и диагностике актуаторов турбонагнетателей любых автомобильных марок. Все работы проводятся в строго оговорённый срок и последующей гарантией качества. Вся работа изначально основывается на многочисленных тестированиях на мобильном специальном стенде. По результатам исследования наши специалисты смотрят на итоговые данные и принимают решение о профилактике или замене. В 45% случаев, владельцы обходятся «малой кровью» — только профилактикой и чисткой. В остальных случаях требуется полная замена мембраны – манжеты актуатора нагнетателя. Причина выхода со строя – значительный пробег технического средства, как правило, превышающий 200 000 км.

Важно! Эти знания можно использовать при покупке транспорта: спросить продавца о замене, и если такова была, а показания спидометра не соответствуют: значит, скрутка данных была однозначно.

Ремонт вакуумных актуаторов турбин в условиях СТО

На самом деле процесс достаточно долгий и кропотливый. Без наличия специальных знаний и умений, не обойтись.

Кратко, он выглядит так: демонтаж старой турбины, из основы корпуса изымается мембрана, отработавшая свой срок. Вся поверхность полностью обезжиривается, проклеивается новая манжета, колпаки, начинается завальцовка на оборудовании. Таким образом, чистка актуатора турбины – это один из этапов починки. Конечный этап – тонкая настройка нагнетателя на цифровом оборудовании.

Ремонт актуатора турбины: регулировка вестгейта

Первый признак того, что нужно заменить актуатор – появление детонации мотора при его глушении. Так как этот момент можно смело спутать с детонацией во время неработоспособности свечи зажигания, наши специалисты перестраховываются вторым фактором – вибрации при перегазовках и резком сбросе педали акселератора. Только в такой совокупности можно вести речь о конкретной поломке, на лицо.

В меньшей степени на поломку укажет свист в области коллектора, как следствие того, что в систему не поступает должное количество топлива,и турбина испытывает недостаток воздуха для воспламенения смеси. Как следствие, резкое падение показателя мощности, особенно во время транспортировки грузов или высоких скоростных режимах.

Существует несколько безопасных вариантов для регулировки:

  1. Смена пружины регулятора: чем она будет прочнее и мощнее, тем больше атмосфер будет выдавать нагнетатель.
  2. Затяжка концов регулятора: чем сильнее затянут, тем короче ход заслонки, а значит, показатель мощности увеличивается. Набор оборотов происходит достаточно быстро.
  3. Установка специального контроллера: его задача специально снижать реальное давление в системе, для того, чтобы актуатор считывал фальшивые данные и нагнетал в системе излишнее давление. Инсталлируется он под вестгейтом.

Все вышеуказанные настройки проводятся только в авторизированных сервисах с обязательной гарантией качества. Прежде чем отдавать машину в руки сторонних мастеров, проверьте несколько раз наличие у последних разрешительных документальных материалов.

Поделиться ссылкой:

Актуатор турбины | Turbo Magic |

Актуатор турбины – это специальный вакуумный регулятор турбины, предназначенный для осуществления защиты турбины от нагрузок при высоких оборотах. Данный регулятор представляет собой клапан, который монтируется перед самой турбиной на выпускном коллекторе.

Принцип работы актуатора

Выхлопные газы через выпускной коллектор поступают в турбину. Проходя через горячую часть турбины, они задействуют движение крыльчатки и вала. На этом же валу находится крыльчатка холодной части турбины, которая при вращении создает давление во впускном коллекторе, обеспечивая подачу воздуха в камеру сгорания. Когда на больших оборотах турбинного колеса давление выхлопных газов возрастает, вступает в действие вакуумный актуатор, который открывает обходной клапан и способствует выходу выхлопных газов мимо турбинного колеса.

При достижении высоких оборотов турбонагнетатель не может разогнаться в полную силу. Для этого при нажатии на педаль газа на турбине открывается актуатор, через который выходят отработанные выхлопные газы, позволяя закачивать больше воздуха в клапаны.

Установка актуатора турбины

В некоторых случаях, при длительной эксплуатации автомобиля, может потребоваться замена актуатора турбины. Часто проблема может заключаться в том, что приходит в негодность манжета актуатора и маслосъемные колпачки. В этом случае необходимо произвести замену актуатора с последующей его установкой.

  • Установка актуатора начинается с удаления из корпуса старой выработавшейся манжеты.
  • Далее тщательно обезжириваем обе поверхности и с помощью клея-герметика наклеиваем манжету на корпус вместе с двумя маслосъемными колпачками.
  • Чтобы обеспечить вакуум и дополнительную смазку, после застывания герметика набиваем литолом зазор между колпачками.
  • Затем на клей-герметик сажаем мембрану, которую завальцовываем по кругу молотком, и производим настройку актуатора турбины.

Время от времени также необходима будет регулировка актуатора турбины, чтобы его работа всегда была четкой и слаженной.

Фото запчастей турбины

  • Упорный подшипник

    Опорно-упорный подшипник турбины воспринимает осевое усилие и фиксирует его по отношению к неподвижным деталям.

  • Колесо компрессора

    Колесо компрессора представляет собой механизм, похожий на спираль. Изготавливается методом литья из спалавов алюминия.

  • Клапан турбины

    Клапан турбины — это устройство для сброса выхлопных газов, которое помогает поддерживать давление среды на необходимом уровне.

  • Газомасляное уплотнение (ГМУ)

    Катушка и дистанция турбины.

  • Вал турбины

    Вал турбины соединен с колесом турбины, образуя ротор турбокомпрессора.

  • Сопловый аппарат

    Лопаточный венец, ограниченный поверхностями, образованными полками по торцам лопаток, неподвижно закреплённый в корпусе турбины.

  • Корпус подшипника

    Корпус подшипника для турбин всех видов автомобилей.

Если вакуумный регулятор долго находился в работе и не подлежит ремонту, то лучше всего купить новый актуатор турбины. Такой необходимый элемент выхлопной системы продается практически в каждом автомобильном салоне. Если вы планируете купить актуатор для своего автомобиля, то обращайтесь в автосалон, который специализируется на продаже деталей конкретно под вашу марку автомобиля, или позвоните нам. Наши менеджеры подберут запчасти к любой модели авто, даже раритетной.

Профессиональные диагностика и ремонт Фольксваген в Санкт-Петербурге: шток актуатора турбины

Для обеспечения корректной работы двигателя и турбокомпрессора на него устанавливается актуатор. Эта деталь может называться по другому – вестгейт, вакуумный регулятор.

На высоких оборотах компрессор должен максимально втягивать воздух, но пропускная возможность турбины ограничена, поэтому актуатор способствует выходу отработанных газов в обход турбины, что позволяет компрессору работать на полную мощность.

Вакуумный регулятор устанавливается на двигателях высокого давления. Место расположения – на выпускном коллекторе перед самой турбиной. Актуатор выполняет защитную функцию турбины при работе на высоких оборотах: при увеличении количества выхлопных газов и достижении высокого давления, актуатор открывает клапан, который снижает давление, выводя их другим путем. Поэтому правильные настройки вакуумного регулятора, а также исправность его составных частей, обеспечивают нормальную работу двигателя при разгоне и езде.

Шток актуатора турбины Фольксваген: ремонт в автосервисе

Качественный ремонт штока актуатора можно произвести только в специализированном автосервисе с использованием специальной диагностической аппаратуры, а также инструментов. Работа двигателя Фольксваген будет зависеть от того, насколько точно настроен актуатор и какую создает тягу.

Процесс ремонта

Чтобы заменить мембрану и закрепить оторвавшийся шток:

  • достают из корпуса мембрану, рабочую тарелку и пружину;
  • если шток оторван от рабочей тарелки, то старое крепление срезают на токарном станке;
  • готовят новое посадочное крепление;
  • устанавливают крепление на рабочую тарелку;
  • шток с рабочей тарелкой помещается в нижнюю часть корпуса, устанавливается мембрана, одевается верхняя часть и корпус завальцовывается;
  • проводится проверка на герметичность.

При ремонте может быть заменена пружина на более мягкую или более жесткую.

Настройка актуатора может производиться без снятия с авто. Для этого необходимы плоскогубцы с удлиненными концами и ключ. В зависимости от того, куда поворачивать ключ, шток удлиняется или укорачивается, что меняет давление.

Цена ремонта

Цена ремонта актуатора на автомобиле Фольксваген в основном зависит от стоимости деталей, которые придется менять и работы мастера. Диагностика входит в стоимость ремонта.

Причина поломки актуатора на Фольксвагене

Работа актуатора на автомобиле Фольксваген зависит от срока эксплуатации. Если деталь длительное время не осматривалась и не менялись ее составные части, то вакуумный регулятор может выйти из строя, так как постоянно испытывает большие нагрузки. К примеру, мембрана изготовлена из легкого материала, который может порваться, в результате чего будет отсутствовать необходимый вакуум. То же самое относится и к манжете, которая подвержена износу. Маслосъемные колпачки по причине длительного срока эксплуатации не функционируют должным образом.

Поломка электромотора, отвечающего за работу створки, также может стать причиной некорректной работы актуатора. Процесс открытия и закрытия клапана нарушается при поломке зубьев шестерни привода.

Причиной плохой работы вестгейта на Фольксваген может стать отказ электронных систем, которые контролируют работу данной детали. При этом на экране высвечивает «ошибку» с определенным кодом.

ВАЖНО! Укорачивает срок работы вакуумного регулятора использование некачественного топлива и масла, на что владельцы авто повлиять не могут, поэтому важно своевременно проверять работу турбины и при необходимости ремонтировать или менять детали.

При регулярном осмотре возможна корректировка работы актуатора, но рано или поздно деталь все равно придется менять.

Признаки поломки

Нарушение герметичности составных частей актуатора, неправильные настройки работы вызывают такие проявления в работе двигателя автомобиля Фольксваген:

  • недостаточный наддув, но остальные узлы в порядке;
  • дребезжание в области турбины – в основном при остановке двигателя;
  • турбина начинает работу позже – на более высоких оборотах, при этом разгон длится дольше;
  • повышенный расход топлива и масла.

Можно назвать поломкой некачественную настройку актуатора, так как она также не дает автомобилю двигаться и разгоняться, при этом увеличивает потребление бензина, а детали двигателя подвержены излишним нагрузкам из-за высокого давления и невозможности выхода газов через обходной клапан.

В любом случае, требуется детальный осмотр всех частей турбины, снятие актуатора, его разборка и диагностика составных частей.

Диагностика турбины Фольксваген

Диагностику турбины автомобиля Фольксваген необходимо доверять профессионалам в автосервисе, так как там имеется специальное оборудование и в случае необходимости инструменты для ремонта или замены вакуумного регулятора. Также преимуществом автосервиса является предоставление гарантии на работу деталей.

Для диагностики используются тестеры работы актуатора, стенд для проверки изменяемой геометрии и вакуумного регулятора.

Чтобы определить неисправность вестгейта на автомобиле Фольксваген, необходимо выполнить:

  • контрольный заезд – если при сбросе, а также при наборе газа слышно дребезжание, то проблема может заключаться в штоке актуатора, который болтается, и который требуется подтянуть;
  • для визуализации составных частей актуатора необходимо снять деталь и осмотреть на предмет износа.

Вместе с диагностикой штока проводят проверку платы сервопривода, так как установка новой платы без программирования не запустит актуатор на Фольксвагене.

Наиболее частым является износ шестерни актуатора, которая при ремонте заменяется на оригинальную запчасть.

Тестируется мотор вакуумного регулятора: проверка происходит на различных оборотах. Если есть подозрение на поломку, то он также подлежит замене.

Варианты устранения неисправности на Фольксваген

Для различных поломок актуатора предусмотрены варианты замены. Для экономии средств может быть произведен ремонт. При невозможности дальнейшей эксплуатации детали она подлежит замене. Если требуются настройки тяги, то такую процедуру можно провести на СТО за 1 час.

Настройка

Настройка актуатора проводится для удлинения или сокращения тяги. Этот процесс необходим, когда при разгоне турбина запускается поздно и не может обеспечить нужную скорость.

Имеется три варианта замены:

  • поменять пружину на более мягкую или более упругую – в первом случае давление снижается, во втором – повышается;
  • установить буст-контроллер для облегчения работы вакуумного регулятора. Такой механизм выпускает часть газов самостоятельно;
  • регулировка самого вакуумного регулятора – если его закрутить по часовой стрелке, то тяга сокращается, если против часовой стрелки – удлиняется.

ВНИМАНИЕ! Если впускное устройство не герметично, то недостаточный наддув может возникать по этой причине, независимо от настроек актуатора.

Замена

Замене не подлежат маслосъемные колпачки и манжета, если при диагностике выявлен износ. Для этого вестгейт снимают с автомобиля, разбирают и меняют детали на соответствующие марке Фольксвагена новые части. После замены деталей турбина тестируется, и вакуумный регулятор настраивается.

Ремонт

Ремонт вакуумного регулятора заключается в проверке мембраны на прочность и выявлении разрывов. В данном случае достаточно заменить мембрану на новую и закрепить ее края клеем для обеспечения герметизации.

Актуатор турбокомпрессора вакуумный

GARRETT7534205005SТурбокомпрессор
GARRETT7534205006SТурбокомпрессор
FORD1479055Турбокомпрессор
NEWRUN7408210002Турбокомпрессор восстановленный
GARRETT7534209006SТурбина Peugeot Citroen 1.6 Hdi 1.6 Hdi FAP, Mini Cooper D R55 R56,Ford 1.6 TDCi, Mazda 3 1.6 DI, VOLVO C30,S40,V50 1.6 D
GARRETT7500305002SТурбокомпрессор
Turborail10001951700Клапан регулирование давление наддува
KraufMTG3176NMТурбокомпрессор
Stellox1080326SX
GARRETT7534205003SТурбокомпрессор
GARRETT7534205002SТурбокомпрессор
NEWRUN7534200005Турбокомпрессор восстановленный
MEAT & DORIA65001Компрессор, наддув
GARRETT7408215002SТурбокомпрессор
GARRETT7408215001SТурбокомпрессор
GARRETT7534205004SТурбокомпрессор
KraufMTG8176Турбокомпрессор
KraufMTG9176Турбокомпрессор
MotorherzMTG9176RBТурбокомпрессор восстановленный
FORD3M5Q6K682AKТурбокомпрессор

Ремонт актуатора ✅ от 700 грн ➤ Заказть в TurboSTO

Как мы работаем?

Ремонт актуаторов в ТурбоСТО

Важные технические узлы в ходе эксплуатации автомобиля на высоких оборотах требуют надежной защиты. Такую роль призван выполнять регулятор турбонаддува  – актуатор турбины. По своему строению данный узел является своеобразным клапаном, устанавливаемым напрямую на выпускном коллекторе.

Актуаторы бывают в двух исполнениях:

  • вакуумные – простая механическая  конструкция;
  • сервоприводы- актуаторы электронного типа.

Однако во время движения любого автотранспортного средства турбокомпрессор подвергается разнохарактерным повышенным нагрузкам. В связи с этим рано либо поздно возникает необходимость производить ремонт актуатора.

Что подлежит замене?

Чаще всего выходят из строя следующие детали: Маслосъемные колпачки. Мембрана клапана турбины. Из-за случайного повреждения либо по причине длительной эксплуатации, она может потерять пластичность и целостность структуры. Признаки выхода из строя актуатора

  • Существенная потеря мощности двигателя
  • Вибрации и дребезг при пергазовках

Срочный ремонт актуаторов от ТурбоСТО

Очень важно найти профессиональную компанию по ремонту актуаторов в городе в котором находимся. Опытные мастера компании TurboSTO произведут быстрый и качественный ремонт, который возможен в таких городах как Киев, Харьков, Львов, Одесса, Кривой рог, Винница, Ровное, Хмельницкий, Николаев, Херсон, Житомир, Чернигов, Ивано Франковск, Тернополь. Мы работаем по всей Украине. Наша сеть сервисных СТО предлагает быструю реставрацию актуаторов на специальном импортном оборудовании как вакуумного, так и электронного типа. Наши опытные мастера могут произвести:

  • Квалифицированную диагностику механизма.
  • Реставрацию актуаторов,
  • Ремонт и перепрошивка электронных сервоприводов.

Выполнив ремонт актуатора различного типа, наши мастера непременно осуществят балансировку и соответствующую настройку турбонаддува двигателя. Как проходит ремонт актуатора? Ремонтный процесс восстановления эксплуатационных параметров клапана вестгейта производим по следующему алгоритму:

  • Из корпуса удаляется старая отработавшая свой срок манжета.
  • Осуществляется обезжиривание обеих поверхностей.
  • На корпус наклеиваем манжету в комплекте с двумя маслосъемными колпачками, используя клей герметик.
  • Сажаем мембрану на клей герметик с последующей завальцовкой по кругу, используя молоток.
  • Осуществляем настройку вестгейта.
  • Мы не только производим квалифицированный ремонт актуатора турбины, но и даем долгосрочную гарантию на беспроблемную эксплуатацию агрегата независимо от размера совершенного пробега автомобиля.

Для увеличения срока полноценного функционирования актуаторов рекомендуем придерживаться следующих элементарных правил:

  • Не заправлять в автомобиль низкокачественное моторное масло и топливо.
  • Максимально исключить агрессивный стиль езды на транспортном средстве.
  • Строго соблюдать сроки проведения технического обслуживания автомобиля.

Как работают вакуумные приводы?

Являясь одним из самых интересных типов приводов, вакуумные приводы работают, искусственно создавая состояние вакуума внутри замкнутых пространств. Сегодня мы хотим обсудить вопрос — как работают вакуумные актуаторы? Но прежде чем мы начнем, нам нужно прояснить некоторые концепции.

Что такое вакуумный привод?

Вакуумный линейный привод — это механизм, который создает искусственное вакуумное давление для перемещения своего поршня или диафрагмы. Это похоже на то, как другие приводы используют электрическую энергию, гидравлическое давление или сжатые газы для создания силы движения.Вакуумные приводы можно найти в широком спектре машин, от автомобильных двигателей до различных систем кондиционирования воздуха.

Как работает вакуумный привод и из чего он состоит?

Принцип действия вакуумного привода довольно прост. Он состоит из герметичной вакуумной камеры с диафрагмой или поршнем и обычной штанги исполнительного механизма. Вакуумная камера соединена с производящей вакуум частью устройства, а шток исполнительного механизма соединен с любым механизмом, которому исполнительный механизм обеспечивает движение.Когда достигается состояние вакуума и воздух выходит из камеры, диафрагма или поршень всасываются вместе с ним, создавая движущую силу для штока привода.

Такой же механизм можно увидеть в обычной трубочке для питья. Пылесос откачивает воздух через соломинку, и жидкость, которую вы хотите выпить, следует по тому же пути.

Увеличивая и уменьшая мощность создаваемого вакуума, можно изменять скорость и величину создаваемого движения, поэтому вакуумные приводы очень полезны в ситуациях, когда необходимо точное перемещение движущей силы.

Примеры использования вакуумных приводов

Этот вид исполнительных механизмов используется в системах, которые обеспечивают источник вакуума, например, в двигателях автомобилей. В автомобиле исполнительный механизм подключен к вакуумной системе через набор герметичных трубок и используется для управления дроссельной заслонкой.

Еще одно применение вакуумного привода в автомобиле — круиз-контроль. Вакуумный привод прикреплен к педали «газа» и сам прикреплен к дроссельной заслонке с помощью кабеля. Компьютер круиз-контроля посылает сигнал на привод, который соответственно включает или выключает дроссельную заслонку.

Вакуумные приводы также управляют кондиционером, фарами и даже дверными замками в некоторых автомобилях, являясь надежной альтернативой электрическим приводам.

Заключение

Для работы вакуумных приводов

требуется особый набор других механизмов, но когда они действительно работают, они, несомненно, эффективны. Если ваш проект соответствует предварительным условиям для использования этих механизмов, у вас нет причин не делать этого.

Вакуумные регулирующие клапаны и приводы

Ниже приводится авторская статья датчанина Спивака из Davasol Incorporated, фирмы по управлению промышленными брендами с большим количеством клиентов.Эта статья написана в сотрудничестве с одним клиентом, компанией Vacuforce LLC, расположенной в Индианаполисе, штат Индиана, США.
Если у вас есть вопросы, свяжитесь с датчанином Спиваком по адресу [email protected]

Рисунок 1: 2/2 (2-ходовой) нормально закрытый вакуумный клапан с пружинным возвратом

ВВЕДЕНИЕ

В гидравлических системах клапаны обычно используются для управления инструментами и производительностью машин. Существует множество моделей, размеров и типов, предлагающих многочисленные возможности управления. Вакуум разделяет ту же концепцию, где клапаны в основном используются для включения и выключения вакуума или для сброса и поддержания давления.Следующая статья представляет собой общий обзор вакуумных регулирующих клапанов и их использования на производственных предприятиях.

ТИПЫ 2/2 И 3/2

Самые популярные модели вакуумных клапанов — 2/2 и 3/2 (2-ходовые и 3-ходовые). Первое число представляет количество портов, а второе указывает количество положений клапана. Обозначение портов / положений — это стандартное обозначение для обозначения основных функций клапана. Для аргументации давайте рассмотрим все клапаны в следующем материале с пружинным возвратом, поскольку они, безусловно, являются наиболее распространенными в вакуумных приложениях.

Клапаны

2/2 имеют два порта и два положения. Модель 2/2 можно рассматривать просто как клапан «стоп и вперед». В одном положении клапан закрыт и вакуум выключен, а в другом положении клапан открыт и разрежение включено. Если исходное положение клапана закрыто, клапан называется нормально закрытым (NC), тогда как нормально открытый (NO) — наоборот. Нормально закрытый блок требует, чтобы клапан был под напряжением для открытия и включения вакуума. Выбор NC или NO обычно определяется требованиями безопасности системы.Во время потери мощности положение покоя клапана является ключевым для определения реакции системы. На рисунке 1 показан типовой клапан 2/2 и его символ. Примером применения клапана 2/2 может быть периодическое включение вакуума для увеличения уровня вакуума в резервуаре для хранения.

Клапаны

3/2 имеют три порта и два положения. Они включают и выключают вакуум, как и вышеупомянутый 2/2 клапан, но есть третий порт для сброса вакуума из приложения. Если мы рассмотрим нормально закрытый клапан 3/2, источник вакуума будет закрыт, в то время как приложение открыто для атмосферного воздуха.Если клапан находится под напряжением, он меняет положение, так что источник вакуума подключается к приложению, а выпускной порт блокируется. Если мы затем обесточим клапан, источник вакуума отключится, и приложение откроется на выхлопе. Во время этого перехода в приложение вводится атмосферный воздух, и вакуум спадает. Нормально открытая версия будет иметь обратные условия.

На рис. 2 показаны два клапана 3/2 и их символы. Приводы прямого действия и приводы с пилотным управлением будут рассмотрены в следующем разделе.Примером применения клапана 3/2 может быть использование вакуумных колпачков в системе подбора и установки, где вакуум должен быть приложен к колпачкам для подъема детали, а затем откачан, чтобы освободить.

Рис. 2: 3/2 (3-ходовые) вакуумные клапаны прямого действия и с пилотным управлением

ПРЯМОЕ ДЕЙСТВИЕ и ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ДЕЙСТВИЕ

Вакуумные клапаны могут быть прямого или пилотного действия. На клапаны прямого действия подается питание, и они переключают положения, используя энергию исключительно от соленоида с питанием.Клапаны с пилотным управлением используют сжатый воздух для переключения положений клапана.

Типы прямого действия типичны для небольших клапанов, где относительно меньшая катушка может использоваться для изменения положения клапана. Если энергия, необходимая для изменения положения, достаточно мала, можно использовать только мощность от соленоида. По мере увеличения размера клапана увеличивается энергия, необходимая для изменения положения. В частности, под вакуумом, поскольку давление всасывания оказывает противодействующее усилие на привод.Чем больше площадь привода, тем больше прикладывается вакуумная сила и тем больше энергии требуется для ее преодоления.

Следовательно, по мере увеличения размера клапана требуется катушка большего размера или может быть введено другое средство энергии, позволяющее клапану смещать положения. Здесь требуется помощь пилота сжатым воздухом. Чтобы противостоять вакууму и силе пружины, приложенной к приводу, сжатый воздух используется в качестве источника энергии, чтобы толкать привод для изменения положения. Такая конструкция позволяет снизить мощность катушки.Вернитесь к рисунку 2. На нем показаны два 3-ходовых клапана, один из которых прямого действия, а другой имеет внешний воздушный пилот в качестве движущей силы.

Рисунок 3: Конструкции вакуумных клапанов с ограниченным и эффективным потоком

РАЗМЕР ВАКУУМНОГО КЛАПАНА

Первый шаг при выборе клапана — убедиться, что он рассчитан на вакуум. В зависимости от внутренней конструкции и возможностей срабатывания, описанных ранее, клапан может работать или не работать в вакууме. Производители клапанов предоставляют номинальное давление и обычно указывают, совместим ли клапан с вакуумом.

Заманчиво выбрать клапан на основе размеров его порта, чтобы он соответствовал окружающим компонентам в системе, однако это не обязательно идеальный подход. Вакуумные клапаны должны иметь размер в соответствии с их номинальным расходом, чтобы поток не ограничивался. Например, нелогично использовать один клапан с номинальным расходом 10 кубических футов в минуту, если насос производит 30 кубических футов в минуту только потому, что размеры портов равны и удобны. Однако, используя этот же пример, три клапана, включенные параллельно, будут управлять 30 куб. Фут в минуту и ​​обеспечивать полную эффективность для выбранных компонентов.Схемы, показанные на рисунке 3, демонстрируют этот подход к проектированию. В качестве альтернативы также может быть приемлем один клапан 30CFM.

Клапаны, специально разработанные для вакуума, должны иметь отверстия намного большего размера по сравнению с пневматическим клапаном. Из-за более высокого давления, обычно связанного со стандартными пневматическими клапанами, относительно большой перепад давления все же может обеспечить адекватный поток. Вакуумные клапаны имеют максимальный перепад давления менее одной атмосферы. Приемлемое ограничение в стандартном клапане может быть слишком большим для применения с вакуумом, резко ограничивая поток вакуума.Это связано не с размером порта, а с внутренним отверстием внутри клапана. Типичный пневматический клапан прямого действия с отверстиями ½ дюйма будет иметь отверстие диаметром 2 мм, тогда как такая же конфигурация клапана для вакуума будет иметь отверстие диаметром 12 мм. Это площадь, кратная 36 (3,14 мм² против 113 мм²).

Рисунок 4: Расположение вакуумного клапана

РАСПОЛОЖЕНИЕ КЛАПАНА

Вакуумный клапан разделяет входной и выходной объемы в системе, поэтому его расположение влияет на производительность приложения.Если мы рассмотрим приложение с фиксированным положением насоса, вакуумный клапан, установленный ближе к приложению, приведет к сокращению времени цикла. (См. Рис. 4.) Чтобы увеличить скорость нанесения, цель состоит в том, чтобы уменьшить объем на стороне приложения (V2), чтобы было меньше воздуха для удаления. Это также означает меньший объем для выпуска, что также сокращает время цикла. Кроме того, объем между клапаном и насосом (V1) действует как вакуумный резервуар, поэтому при уменьшении объема на стороне приложения (V2) объем на стороне насоса (V1) увеличивается, действуя как больший вакуумный резервуар.

Размещение клапана ближе к месту применения может быть выгодным в высокоскоростных вакуумных системах, например, в упаковочной промышленности, где скорость может превышать 100 циклов в минуту. С другой стороны, расположение клапана в более медленных системах может оказаться незначительным, например, в машинах для укладки на поддоны с медленным вакуумом, где требуется всего 5 циклов в минуту.

Рисунок 5: Вакуумные предохранительные клапаны

КЛАПАНЫ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЕ

Концепция вакуумного предохранительного клапана довольно проста.Когда уровень вакуума высок (низкое абсолютное давление), клапан открывается и позволяет атмосферному воздуху стравливаться в вакуумную систему для поддержания постоянного или более низкого уровня вакуума. Предохранительные клапаны часто используются вместе с регенеративными воздуходувными насосами, чтобы не допустить их «избыточного давления» и перегрева, но также могут использоваться для сброса вакуума общего назначения. Одним из примеров может быть захват хрупкой детали вакуумной чашкой. Если давление высокого уровня вакуума вызывает повреждение детали, можно использовать предохранительный клапан вакуума для измерения и понижения максимального уровня вакуума.Предохранительные клапаны часто настраиваются на заводе, но многие из них имеют регулируемый механизм для изменения настройки сброса давления. На рисунке 5 показан пример предохранительного клапана.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Существует множество типов, конструкций и назначений вакуумных клапанов, и выбор соответствующей модели может существенно повлиять на область применения. В этой статье были рассмотрены концепции и стратегии, которые помогут читателю лучше понять вакуумные клапаны в целом. Каждое приложение уникально, и при выборе вакуумного клапана следует учитывать профессиональную помощь.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

Ключевые слова ниже определены самостоятельно, чтобы помочь читателю лучше понять эту статью. Приведенные определения отражают актуальность вакуумных клапанов.

Давление вакуума: Давление ниже атмосферного в известном объеме. Иногда его называют отрицательным давлением, отличным от нулевого давления или уровнем вакуума.

Положение покоя: Положение и состояние клапана, когда энергия к приводу не подается.

Пружинный возврат: Когда клапан обесточен, клапан с пружинным возвратом использует пружину для возврата в исходное (нормальное) положение.

Соленоид: Часть клапана, вырабатывающая электромагнитную энергию.

Катушка: Катушка, которую иногда называют синонимом соленоида, представляет собой физическую часть, которая устанавливается на клапан для производства электромагнитной энергии.

Привод: Физическое устройство, которое заставляет клапан работать или менять положение.

CFM: Кубических футов в минуту — общепринятая единица измерения расхода в Северной Америке.

фунтов на квадратный дюйм: фунтов на квадратный дюйм давление, показанное на манометре. Атмосферное давление равно нулю.

Tagged приводы, блоки управления, вакуум, клапаны

ПОДДОН ВАКУУМНОГО ПРИВОДА

, AC NEW 63-77 MOST GM CARS — Chicago Muscle Car Parts, Inc.

Обычная цена

79 долларов.00

Мембрана или блок привода, репродукция, черный пластиковый и стальной корпус, имеет 2 вакуумных порта. OE № 1998995 1998905

СООТВЕТСТВУЕТ: 1965 166 1967 GTO, устанавливается на входной канал межсетевого экрана

1963 1964 1965 1967 1968 Lesabre Electra Skylark Wildcat Sportwagon устанавливается на впускной канал межсетевого экрана

64-67 Cutlass 442 Supreme Vista Cruiser на блоке переменного тока под капотом

68-72 GTO Lemans Cutlass 442 Grand Prix Skylark Gran Sport за кик-панелью

1973 1974 1975 1976 1977 Lemans Cutlass 442 Grand Prix Malibu Monte Carlo Cutlass 442 Regal под панелью

{{продукт.заглавие}}
{% assign sizes_size = product.variants | размер %}

{% для варианта в product.variants%} {{option.title}} {% except variant.available%} — продано {% endunless%} {% endfor%}

{{first_available_variant.price | Деньги}}
{% if first_available_variant.compare_at_price> first_available_variant.price%}
{{first_available_variant.compare_at_price | money}}
{% endif%}

Добавить в корзину

{% endfor%}

Вакуумный линейный привод

— Вакуумная ступень

h3W Technologies имеет большой опыт в разработке и производстве вакуумных приводов и ступеней позиционирования. Многие из наших стандартных продуктов также доступны в версиях, совместимых с вакуумом.Кроме того, h3W производит индивидуальные системы для удовлетворения потребностей конкретных и разнообразных приложений, включая, помимо прочего, производство полупроводников, аэрокосмические приложения и оптику. Эти среды могут варьироваться по температуре от криогенных до более чем 100 градусов Цельсия, и h3W может спроектировать и поставить приводы и ступени позиционирования, которые могут работать в этих средах.

Соображения

  • Вакуумные приложения — это среды с давлением от 10–3 торр в условиях низкого вакуума до 10–9 торр в средах сверхвысокого вакуума.
  • Вы можете увидеть номинальное значение вакуума в других единицах измерения, таких как мбар или Па (1 торр = 1,33 мбар = 133 Па).
  • Выбор материала для узла постоянного магнитного поля и узла катушки должен иметь низкие характеристики газовыделения для конкретного вакуума. Примерами материалов, доступных для вакуумных сред, являются алюминий, керамика, нержавеющая сталь, титан, тефлон, PEEK, каптон, витон и Macor. Кроме того, необходимо пересмотреть отделку поверхности, чтобы не было захваченных газов.
  • Клеи, эпоксидные смолы и оборудование должны быть выбраны таким образом, чтобы не было захваченных объемов, а производственные процессы должны быть реализованы для вакуумных линейных приводов и вакуумных ступеней.
  • Подшипники смазываются смазочными материалами с низким уровнем газовыделения, такими как сухая смазочная пленка.
  • Для двигателя в вакууме отсутствует конвективное охлаждение, поэтому привод или ступень будут иметь более низкую номинальную силу, чем тот же двигатель в стандартных условиях температуры и давления, однако h3W может спроектировать индивидуальную настройку привода или ступени позиционирования, чтобы максимизировать проводящую охлаждение.
  • В условиях криогенного вакуума выбранные материалы должны быть выбраны с таким же коэффициентом теплового расширения, что и материалы, которые соединяются или скрепляются вместе.

Вакуумный привод на переднюю ось 1991 года — MJ Tech: Модификация и ремонт

В моем YJ установлены валы TJ Dana 30. Детали, которые вам нужно сделать в YJ, следующие:

— как внутренняя, так и внешняя оси из TJ.

— пластина блокировочная для разъединителя оси

— два сальника осей

-дифференциальная жидкость для замены материала, сливаемого во время установки

При установке валов TJ в YJ, вам необходимо установить пластину вместо узла вакуумного переключателя, который сейчас находится там, и установить два уплотнения (одно справа от дифференциала, а другое на внешней стороне полости разъединителя).Эти детали были у меня в комплекте с высокопрочными осями Warn. Парни, которые покупают эти валы для своих TJ, не используют эти детали, и товарищ-джипер был очень любезен, чтобы прислать их мне. Номера деталей Warn:

.

Внутреннее уплотнение — 37897

Уплотнение наружное — 60006

Блок-плита — 39147

Примечание от Стю: я взял эти номера деталей с надежного форума, однако я не проверял их:

Внутреннее уплотнение — Chicago Rawhide CR11343

Наружное уплотнение — Spicer 46470

Инструкции, прилагаемые к нему, довольно хороши.Телефон службы поддержки Warn: 1-888-722-6730

.

Вот изображение деталей:

Вот несколько сокращенных инструкций, перефразированных из инструкций Warn (которые чертовски хороши, если вы получаете от них пломбы, а затем убедитесь, что инструкции прилагаются) и из ответов, которые я получил от других джиперов на мои собственные вопросы, когда я спланировал эту модификацию.

1.Зайдите на сайт Стю и следуйте инструкциям по удалению всего, что находится за пределами поворотных кулаков. т.е. тормоза, роторы, шины и даже размеры болтов и их расположение. Как обычно, он проделал отличную работу, и я даже не буду пытаться превысить его подробное описание. Перейдите к описанию Стю kick @ $$ Dana 30 по демонтажу полуоси.

2. К этому моменту у вас есть валы, готовые к снятию. Если вы еще этого не сделали, выньте стандартные валы. Вам нужно будет снять корпус двигателя вакуумного переключения передач, чтобы вытащить длинную боковую ось.Просматривая мой автомат, это довольно очевидный процесс, и у них есть несколько хороших иллюстраций. Он начинается на странице 2-27. Удалите четыре болта, удерживающие корпус двигателя вакуумного переключения передач, снимите вилку с рычага переключения передач и все остальное, что вам нужно, это новое внешнее уплотнение для установки вместо заводского оборудования. Отсоедините провода, идущие к корпусу электродвигателя переключения передач, и заглушите две вакуумные линии. Надежно закрепите все, что осталось от ремня безопасности, под капюшоном. Я действительно предлагаю получить заводское руководство по обслуживанию, если у вас его еще нет, это обязательная покупка для любого владельца джипа.Я купил свой прямо в Вашингтоне в Интернете на сайте www.techauthority.com. Если вы чувствуете себя разговорчивым, позвоните по номеру телефона 1-800-890-4038.

3. Вам нужно будет снять держатель дифференциала, чтобы установить одно из уплотнений. Это означает, что вам нужно убрать рулевую тягу с дороги. Вот цитата умного чувака по имени Роберт:

Для снятия рулевой тяги не нужно использовать вилку для соления. Приличный молоток с плоским дном приличных размеров подойдет лучше, бронзовый молоток — лучше всего.Если вы не снимали их какое-то время, нанесите на них немного проникающего масла (не WD), а затем используйте молоток по передней части поворотного кулака, где крепится рулевая тяга. Не ударяйте по поперечной рулевой тяге или по ее концу и оставьте корончатую гайку на части, чтобы захватить тягу, когда она выпадает из конического отверстия. Вилка для рассола только испортит ботинки TRE.

4. Откинув рулевую тягу в сторону, вы получите легкий доступ к дифференциалу.Слейте жидкость и откройте ее. Я оставляю один болт частично вкрученным вверху, чтобы крышка не разбрызгивалась в поддон с трансмиссионным маслом, когда я сломаю прокладку. Когда он полностью слился, снимаю последний болт и крышку.

5. Затем снимите держатель (убедитесь, что у вас сняты оси, прежде чем тянуть держатель, иначе он не выйдет). Наблюдайте за тем, что вы делаете, и обязательно используйте жирный карандаш или что-то еще, чтобы отметить, как именно вы вынули носитель.Вот цитата другого умного чувака по имени Марк:

.

Подшипник и крышки подшипников необходимо переустановить в том же месте и в том же положении, что и оригинальные. D30 должен иметь регулировочные шайбы внутри подшипников, чтобы они никуда не пошли. ЕСЛИ вы перенастроили, есть вероятность, что установщик, возможно, поставил несколько прокладок за борт, чтобы срезать углы, так что следите за этим, если это так.

Вот и все.

6.Пора поставить печати. В соответствии с инструкциями по предупреждению вы можете использовать торцевую головку диаметром 1 3/8 дюйма или деревянный брусок подходящего размера, чтобы закрепить внутреннее уплотнение ударами молотка. Это уплотнение, которое идет прямо рядом с держателем. Убедитесь, что оно имеет квадратную форму и полностью установлен, я бы также предварительно смазать края чистой жидкостью, чтобы убедиться, что они не испортились при повторной установке вала.

7. Инструкции по предупреждению показывают два способа установки внешнего уплотнения. Он входит в зону двигателя вакуумного переключения передач со стороны, ближайшей к шине со стороны пассажира.Я нарисовал картину того, как планирую его устанавливать, и базовой сборки этой модификации.

8. После того, как оба уплотнения установлены, установите держатель на место, убедившись, что он установлен так, как вы пометили его ранее. Вы же не хотите лажать с установкой шестерни.

9. Теперь вставьте новые оси TJ. Не цепляйтесь за уплотнения и не тяните за них, иначе вы можете их повредить.

10. Теперь установите блокирующую пластину для корпуса вакуумного двигателя. Я собираюсь использовать немного RTV, чтобы убедиться, что он плотно прилегает к корпусу оси. Теперь установите крышку дифференциала и залейте в дифференциал подходящее трансмиссионное масло. В руководстве указано, что использовать трансмиссионную смазку весом 75.

11. Теперь измените инструкции Стью, чтобы вернуть все компоненты за борт поворотных кулаков.

Вышеупомянутое было копией и вставкой из моей предыдущей попытки набрать эти указания из моего опыта установки на моем YJ 1994 года для другого Jeeper.

Некоторые примечания к добавлению:

— Болты крепления тормозного суппорта должны быть затянуты только с усилием 7 футов на фунт. Будьте осторожны с этим динамометрическим ключом и убедитесь, что в резьбе нет металлических осколков, которые могли бы вырезать отверстие во внешнем поворотном кулаке.

— Заводские подшипниковые узлы ступицы могут лопнуть пополам, если вы достаточно сильно постараетесь. Я использовал двухкулачковый съемник, чтобы снять шахту с поворотных осей, и протащил ее пополам. Я аккуратно сложил его обратно, и теперь он работает нормально, но, в конце концов, потребовалось долото, действующее как клин между поворотным кулаком и ступицей, чтобы его снять.

— Убедитесь, что нет контакта между пылезащитным экраном и ротором. Сначала на моем ничего не было, но после тест-драйва он царапал как сумасшедший, и мне пришлось повернуть ротор. Видимо я немного погнул пылезащитный экран, когда боролся с другой половиной ступицы.

— Мой дифф носитель упорно оставаясь на месте, так что я взял три ноги длинной монтировку на некоторых распыляют некоторые PB бластера на подшипниках, и он вышел медленно. Оказывается, мне удалось вытащить его, не снимая рулевой тяги, повернув держатель на бок.Вернуть его обратно было не так уж и плохо, я использовал большой резиновый молоток, чтобы вообще не поцарапать зубья зубчатого венца.

— Я снял весь вакуумный жгут. У него было 4 вакуумных магистрали, идущих к раздаточной коробке, и одна — к впускному коллектору. Я использовал винты подходящего размера из своего мусорного ящика, чтобы заткнуть отверстия. Переключатель аккуратно отсоединился от вакуумного узла разъединителя, я заклеил его лентой и застегнул молнией у аккумулятора.

— Это может помочь вам одолжить или купить у кого-нибудь комплект для установки уплотнения.Предполагается, что на нем должна быть матрица, которая значительно облегчит правильную установку уплотнений. Мне пришлось довольствоваться шайбами ​​и розетками, которые были у меня в гараже, и это заняло у меня больше времени.

— Если у вас его еще нет, вам понадобится 36-миллиметровая головка, чтобы снять большие гайки, которые крепят оси к ступице.

— Возможно, вам придется сбалансировать передний карданный вал. Моя была изогнута с тех пор, как я был высоко центрирован, еще до того, как у меня появился лифт подвески. Эта модификация оси привлекла мое внимание к повреждению, так как я получил новую вибрацию, потому что передний карданный вал теперь все время вращается, как на TJ.

Это все, что я могу сейчас придумать. Не стесняйтесь, напишите мне, если у вас возникнут какие-либо вопросы. Ty

Обновление: 02.02.2007

Вот некоторые номера деталей сальника, который подходит к пассажирской стороне трубы моста прямо у дифференциала. Имейте в виду, что я использовал печать, которую отправил Warn, и не заказывал печать с этими номерами. Они были любезно предоставлены мне другими парнями, которые прислали мне электронное письмо после того, как они поменяли ось оси.

Chicago Rawhide Номер детали: CR-11343

Национальный номер по каталогу: 471763

Quadratec Номер детали: 52420.12

границ | Новый привод для мягкого изгиба, использующий комбинированное положительное и отрицательное давление

Введение

Мягкие роботизированные захваты привлекли значительное внимание промышленности для захвата объектов в неструктурированной среде из-за их податливости и способности захватывать объекты без необходимости точного выравнивания.В частности, большие перспективы показали мягкие пневматические захваты, поскольку они могут приспосабливаться к поверхности объекта и потому, что силу, создаваемую этими приводами, можно легко модулировать путем изменения приложенного давления (Rus and Tolley, 2015; Mirvakili and Hunter, 2018; Shintake et al., 2018). Однако захватные возможности мягких пневматических захватов ограничены изгибающей силой мягких пневматических приводов, из которых состоят их пальцы.

Приводы из жидкого эластомера (FEA) обычно состоят из полимерной матрицы с полостями, которые расширяются при повышении давления и расширение которых вызывает асимметричную деформацию привода, которая приводит к изгибающему движению.Обычно это достигается за счет наличия перепада деформации по толщине привода, вызывающего продольное расширение привода, вызывающее деформацию изгиба. Это анизотропное расширение может быть вызвано в актуаторах из одного материала, используя стенки разной толщины или асимметричные формы стенок (Wakimoto et al., 2009; Gorissen et al., 2011). Добавление ограничивающего деформацию слоя с одной стороны позволяет улучшить характеристики срабатывания изгиба за счет большей разницы деформаций (Илиевски и др., 2011). Добавление второго ограничения в радиальном направлении позволяет сфокусировать накачивание в продольном направлении через стенки привода, не переполняясь при повышении давления. Это радиальное ограничение обычно достигается за счет большей толщины стенки в радиальном направлении или за счет использования волоконного армирования, намотанного вокруг привода или встроенного в саму матрицу (Suzumori et al., 2007; Deimel and Brock, 2013; Galloway et al., 2013; Mosadegh et al., 2013; Polygerinos et al., 2013; Коннолли и др., 2015). Использование нескольких полостей также можно использовать для реализации изгиба в нескольких направлениях (Suzumori et al., 1991; Martinez et al., 2013). Эти конструкции также могут быть реализованы с помощью полимеров, напечатанных на 3D-принтере, что позволяет упростить уменьшение разрешения или более сложные конструкции (Schaffner et al., 2018; Vogt et al., 2018; Zhang et al., 2019). Термопласты, напечатанные на 3D-принтере, также использовались для производства изгибающих приводов, способных выдерживать изгибающие усилия до 80 Н при давлении 200 кПа, что является самой большой изгибающей силой среди всех исследованных пневматических гибких приводов с мягким покрытием (Yap et al., 2016).

Использование тонких пленок или текстиля вместо каучуков позволяет изготавливать очень легкие приводы без обязательного снижения их характеристик по сравнению с приводами на полимерной основе. Двигатели пакетов с жесткими ограничениями между пакетами использовались для производства приводов изгиба (Niiyama et al., 2015; Oh et al., 2019). Трубки, изготовленные из нерастяжимых материалов со складками, использовались для реализации гладких или сочлененных деформаций с использованием термопластичных пленок (Nishioka et al., 2012, 2017; Amase et al., 2015; Сарин и др., 2017). Были разработаны приводы для гибки с использованием надувных сильфонов и гнутых труб, способных выдерживать большие усилия и деформации (Best et al., 2015; Felt, 2019). Использование анизотропных тканей использовалось для изготовления приводов изгиба для носимых устройств (Cappello et al., 2018).

Хотя все вышеупомянутые приводы полагаются на положительный перепад давления с окружающей средой, также возможно движение за счет отрицательного перепада давления с окружающей средой (Yang et al., 2015, 2016, 2017; Робертсон и Пайк, 2017; Цзяо и др., 2019; Ли и Родриг, 2019). Изгибные приводы на основе вакуума были реализованы с использованием жесткого каркаса, помещенного внутри мочевого пузыря (Li et al., 2017). Подобные вакуумные приводы для гибки были реализованы с использованием трехмерных печатных структур с измеренной максимальной силой блокировки 16 Н (Tawk et al., 2018). Однако все приводы для мягкого изгиба на жидкостной основе используют либо положительное, либо отрицательное давление.

Настоящая работа показывает, как положительное и отрицательное давление (PNP) можно использовать в тандеме для создания больших изгибающих сил и некоторые ограничения этого.В этой статье представлен привод с мягким изгибом, объединяющий камеры PNP в единую исполнительную структуру, в которой сила обоих приводов объединяется для создания больших изгибающих усилий. Влияние этой конструкции как на угол изгиба, так и на силу привода продемонстрировано экспериментально и по сравнению с простой квазистатической моделью. Представлены результаты проектирования, изготовления и экспериментов привода, а также характеристики привода, примененного к захвату для захвата больших и тяжелых предметов.Примечательно, что привод создавал максимальное заблокированное изгибающее усилие 150 Н, что больше, чем у любого из рассмотренных пневматических приводов для мягкого изгиба.

Проектирование и изготовление

Конструкция привода

Предлагаемый привод PNP состоит из единой конструкции, содержащей два отдельных пневматических привода, в которых сжатие одного и / или вакуумирование другого приводит к изгибу привода. Одновременное создание давления и вакуумирование соответствующих исполнительных механизмов заставляет конструкцию создавать большую изгибающую силу в определенном диапазоне изгиба, чем простое приведение в действие любого из них.Поскольку этот исполнительный механизм содержит два разных исполнительных механизма, его характеристики срабатывания будут зависеть от характеристик используемых исполнительных механизмов и их соответствующих давлений срабатывания.

Привод отрицательного давления, используемый в этой работе, состоит из герметичной текстильной камеры, содержащей полужесткую пластину, к которой прикреплены жесткие стенки. Вакуумирование камеры заставляет ткань толкаться вокруг жестких стенок, а полужесткая пластина изгибается (рис. 1А). Несмотря на различия в геометрии и материалах, основной приводной механизм такой же, как и в предыдущих работах по вакуумным приводам для гибки (Li et al., 2017; Tawk et al., 2018). Привод положительного давления представляет собой мешочный двигатель, расположенный между свободными концами жестких стенок отрицательного вспомогательного привода, и его надувание вызывает силу сжатия, которая притягивает свободный конец жестких стенок друг к другу, что приводит к изгибающему движению полужесткую пластину в том же направлении, что и вакуумирование вспомогательного привода отрицательного давления (Рисунок 1B). Электродвигатель пакета аналогичен существующим заводам с точки зрения функций и материалов, но его реализация в приводе изгиба со слоем ограничения деформации отличается от предыдущих конструкций.Основное отличие от предыдущих работ — использование обоих типов приводов в единой исполнительной конструкции. Одновременное срабатывание камер положительного и отрицательного давления, таким образом, заставляет оба привода создавать изгибающую силу всей конструкции (рис. 1C).

Рис. 1. (A) Деформация изгиба привода при срабатывании только отрицательного давления, (B) линейное движение двигателя мешка и (C) деформация изгиба привода, сочетающая срабатывание PNP. Равновесие привода с использованием только срабатывания (D) отрицательного давления и (E) срабатывания PNP.

Следует отметить, что оба привода, вероятно, будут иметь разные углы равновесия, и что изгиб, превышающий их соответствующий угол равновесия, приведет к тому, что этот привод будет выдавать отрицательную силу изгиба. Отрицательная изгибающая сила, создаваемая любым приводом, уменьшит общую изгибающую силу привода, а также его максимальный угол изгиба по сравнению с использованием только привода с наибольшим углом изгиба. Это можно увидеть в предлагаемом приводе, сравнив максимальный угол изгиба с использованием только срабатывания отрицательного давления и срабатывания PNP (рисунки 1D, E).Преимущество предложенной концепции заключается в увеличении изгибающей силы, создаваемой при углах изгиба, меньших, чем угол равновесия привода положительного давления. Однако для достижения большого угла изгиба по-прежнему можно использовать только срабатывание отрицательного давления.

Производство

В исполнительных механизмах, представленных в данной работе, полужесткая пластина, служащая основанием исполнительного механизма, изготовлена ​​из листа поликарбоната (ПК) толщиной 3 мм, нарезанного на прямоугольную форму с помощью лазерного резака.Жесткие стены напечатаны на 3D-принтере с использованием нити из полимолочной кислоты (PLA) и приклеены к листу ПК с помощью суперклея (Loctite 401, Henkel) (рис. 2A).

Рис. 2. (A) процесс сборки привода, (B) размеры привода, используемого для моделирования, и (C) испытательный стенд для измерения изгибающей силы при разных углах изгиба.

Герметичные камеры привода изготовлены из технической ткани, состоящей из нейлоновой ткани с односторонним покрытием из термопластичного полиуретана (ТПУ).Всего используется три листа текстиля, два из которых используются для верхней и нижней поверхностей привода, а третий используется для формирования двигателей пакета путем его приклеивания к внутренней части верхнего текстильного листа с помощью импульсного герметика. Затем верхняя и нижняя поверхности склеиваются, образуя отрицательную камеру, в которую вставляется сборка пластины и стенок.

Моделирование

Принцип сохранения энергии будет использован для создания квазистатической модели предлагаемого привода PNP.Предполагается, что пленка не накапливает упругую энергию и что полужесткая пластина не требует силы для деформации. Это можно выразить следующим образом.

dWin = dWout (1)

Где входная работа W в представляет собой работу жидкости, добавленной или удаленной из привода, а W выходит из выходной механической работы привода. Работу жидкости можно разделить на работу приводов отрицательного и положительного давления следующим образом.

PNdVN + PPdVP = Mdϕ = Fldϕ (2)

Где P N и P P — это, соответственно, давления приводов отрицательного и положительного давления, V N и V P — соответственно объемы приводов отрицательного и положительного давления, M — момент, создаваемый приводом, а ϕ — угол изгиба привода (Рисунок 2B).Этот момент может быть преобразован в изгибающую силу F на основе плеча l момента исполнительного механизма, который равен длине L 0 исполнительного механизма, когда сила прилагается к его концу. Все давления являются манометрическими. Предполагая, что основание исполнительного механизма деформируется с постоянным радиусом кривизны на протяжении всего движения, мы можем получить следующие уравнения для вспомогательного исполнительного механизма отрицательного давления.

Где L 0 — длина полужесткой пластины, образующей основание привода, r 1 — радиус кривой вспомогательного привода отрицательного давления, θ 1 — центральный угол привод отрицательного давления также равен половине ϕ, h — высота жестких стенок привода, а L — текущая длина между свободными концами жестких стенок.Затем мы можем получить следующие уравнения для вспомогательного привода положительного давления.

Где r 2 — радиус кривой привода положительного давления, а θ 2 — его центральный угол. Соотношение между θ 1 и θ 2 затем может быть получено из уравнений (4) и (6) следующим образом.

2sinθ1 (12θ1-hL0) = sinθ2θ2 (7)

Это уравнение можно решить численно или с помощью приближения, такого как разложение в ряд Тейлора. Площадь A p вспомогательного привода положительного давления может быть аппроксимирована формой аэродинамического профиля с цилиндрическими поверхностями, как это было сделано в предыдущих работах по двигателям мешка.

AP = L022 (θ2-cos θ2 sin θ2θ22) (8)

Область A n вспомогательного исполнительного механизма отрицательного давления может быть аппроксимирована как сектор, образованный линией жестких стенок минус половина формы аэродинамического профиля вспомогательного исполнительного механизма положительного давления и минус треугольник, образованный центром окружность сектора и свободные концы жестких стенок.

AN = L024θ1 — [(L02θ1-h) 2 (sin2θ12)] — [L02 (2θ2-sin2θ2) 8θ22] (9)

Объемы могут быть получены умножением уравнений (8) и (9) на глубину D привода следующим образом.

VP = L02D2 (θ2-cos θ2 sin θ2θ22) (10)

VN = L02D4θ1- [(L02θ1-h) 2 (sin2θ12)] D — [L02 (2θ2-sin2θ2) 8θ22] D (11)

Эти два уравнения вместе с уравнением (7) затем можно дифференцировать и вставить в уравнение (2), но в результате получается длинная формула, которая для краткости опущена. Как было сделано в этой статье, также можно использовать простые численные методы, такие как аппроксимация конечных разностей, чтобы оценить эти производные и оценить силу изгиба, создаваемую приводом, как функцию угла изгиба.

Некоторые упрощения геометрии были сделаны с точки зрения камер, имеющих постоянную площадь поперечного сечения по всей своей ширине, что не соответствует краям привода ни для одной из камер. Модель предсказывает, что изгибающая сила, создаваемая к нулевому углу изгиба, равна бесконечности для отрицательных давлений. На практике это невозможно, так как предполагается использование идеальных нерастяжимых материалов и отсутствие каких-либо производственных ошибок. Даже провисание пленки на 1-2 мм существенно повлияет на силу при нулевом угле изгиба.Можно было бы разработать динамическую модель привода для прогнозирования его скорости и частотной характеристики, но эта модель должна учитывать динамику пневматических систем, включая его насос, регуляторы и клапаны, а также любые силы сопротивления, вызванные пневматическим приводом. трубка.

Метод

Было изготовлено испытательное приспособление для измерения изгибающей силы, создаваемой приводом при разных углах изгиба (рис. 2C), а изгибающую силу измеряли с помощью датчика нагрузки (CB1-K50, DaCell).Давление в положительной и отрицательной камерах контролировали с помощью электропневматического регулятора (ITV-1030, SMC) и электронного регулятора вакуума (ITV-2090, SMC) соответственно. Все эксперименты с планками погрешностей были повторены трижды с одним и тем же приводом.

Проверка модели

Привод с одной камерой привода с размерами 30 мм в длину, 80 мм в ширину и 30 мм в высоту был построен и установлен на испытательном стенде и соединен с электропневматическими регуляторами.Его изгибающая сила, создаваемая при использовании только отрицательного или положительного давления, была измерена для давлений в диапазоне от 20 до 60 кПа с шагом 20 кПа. Изгибающая сила, создаваемая приводом, использующим только отрицательное давление под малыми углами, не достигает бесконечности из-за растяжимости материала и производственных ошибок, но изгибающая сила, создаваемая приводом, хорошо следует прогнозируемой тенденции во всем диапазоне углов (рис. 3А). Изгибающая сила, создаваемая приводом, использующим только положительное давление, превышает прогнозируемое моделью, но угол равновесия модели и экспериментальные результаты в целом согласуются (рис. 3B).Разница в силе изгиба может быть связана с предположением, что поперечное сечение привода постоянно, а также из-за производственных ошибок. Затем была измерена сила изгиба с использованием как отрицательного, так и положительного давления для равных давлений от 20 до 60 кПа с шагом 20 кПа (рис. 3C). Этот эксперимент был проведен таким образом, что, когда привод положительного давления имеет положительное давление 20 кПа, тогда привод отрицательного давления имеет отрицательное давление 20 кПа. Привод хорошо следует прогнозируемой тенденции и, по-видимому, ведет себя как сумма изгибающих сил отрицательного и положительного изгибающих сил, действующих только под давлением, как прогнозируется моделью.

Рис. 3. Изгибающая сила в зависимости от угла изгиба при различных давлениях для (A) срабатывания отрицательного давления, (B) срабатывания положительного давления и (C) срабатывания PNP. Угол равновесия исполнительного механизма с одним сегментом с использованием (D) срабатывания отрицательного давления и (E) срабатывания PNP. (F) Заблокированная сила привода в зависимости от давления.

Важное значение, которое можно точно предсказать с помощью модели, — это угол перехода от срабатывания PNP, создающего более высокую изгибающую силу, к срабатыванию только отрицательного давления, создающему более высокую изгибающую силу.Этот угол можно измерить как угол, при котором отрицательное давление и срабатывание PNP создают одинаковую изгибающую силу. Это значение важно, поскольку становится предпочтительнее использовать срабатывание отрицательного давления по сравнению с срабатыванием PNP при углах изгиба, превышающих его. Это значение было измерено как равное ~ 10 ° на основании значений, полученных экспериментально для отрицательного давления и срабатывания PNP при всех трех испытанных давлениях (рисунки 3A, C), в то время как прогнозируемое значение составляло 10,22 ° в соответствии с численной моделью. Это значение предназначено для привода с одним сегментом, но для привода с несколькими сегментами угол перехода будет кратным этому значению.

Затем был измерен угол равновесия привода для отрицательного давления и срабатывания PNP. Этот угол соответствует углу изгиба, достигаемому приводом при нулевой блокирующей силе. Этот угол равновесия измеряли визуально, используя давление 40 кПа для срабатывания отрицательного давления и давление 40 кПа как для положительного, так и для отрицательного давления с помощью срабатывания PNP (рисунки 3D, E). Измеренные углы равновесия составили 45,0 ° при использовании срабатывания отрицательного давления и 34 °.7 ° при использовании срабатывания PNP. Это означает, что давление ниже 10 ° предпочтительно, отрицательное давление от 10 до 34,7 ° предпочтительно и что между 34,7 и 45 ° только отрицательное давление может создавать изгибающую силу.

Сила блокировки привода для положительного, отрицательного срабатывания и срабатывания PNP была испытана в горизонтальном положении до 60 кПа (Рисунок 3F). Можно видеть, что максимальная сила, создаваемая при использовании только отрицательного давления, составила 113 Н, при использовании только положительного давления — 29 Н, а при использовании PNP — 150 Н.Сила, создаваемая во всех трех режимах, была пропорциональна входному давлению, а сила, достигаемая при срабатывании PNP, эквивалентна силе, использующей только отрицательное давление, плюс только положительное давление. В этой конфигурации использование срабатывания PNP привело к увеличению блокируемой силы на ~ 35%, что является значительным. Максимальная сила блокировки, достигаемая приводом, почти вдвое больше максимальной силы блокировки, создаваемой исследуемыми пневматическими приводами мягкого изгиба. Также следует отметить, что приводу требуется больше времени для достижения отрицательного давления 60 кПа, чем для достижения положительного давления 60 кПа, как из-за большего объема вакуумной части привода, так и из-за характеристик пневматической системы. насосы.

Мягкий захват PNP

Хотя мягкие захваты достаточно хороши для бережного захвата мелких предметов, которые умещаются в ладони, немногие мягкие захваты сосредоточены на захвате крупных предметов, вес которых может достигать нескольких килограммов. Эта категория объектов представляет собой значительную часть объектов, которые можно найти вокруг нас. Большой захват с четырьмя антагонистическими пальцами, расположенными антагонистически, с общей шириной 270 мм, был построен с использованием четырех приводов PNP с пятью сегментами и общей длиной 144 мм каждый, шириной 50 мм и высотой 30 мм.

Ранее было замечено, что срабатывание PNP создает большие изгибающие силы при меньших углах изгиба, в то время как использование только отрицательного давления для срабатывания приводит к большему максимальному углу изгиба. Учитывая это, можно ожидать, что срабатывание PNP будет предпочтительнее для захвата более крупных объектов, где требуется меньший угол изгиба для контакта с объектом, тогда как использование только отрицательного давления для приведения в действие будет предпочтительнее для небольших объектов, где требуется больший угол изгиба. для срабатывания.Максимальная полезная нагрузка захвата для отрицательного срабатывания или срабатывания PNP была испытана для цилиндрических зажимных приспособлений, где вес зажимного приспособления можно регулировать. Цилиндрические зажимные приспособления с внешним диаметром 60, 115 и 165 мм были испытаны с отрицательным давлением 20 кПа для обоих случаев и положительным давлением 60 кПа для срабатывания PNP (рисунки 4A, B). Эти значения давления были выбраны, поскольку они представляют собой давления, достигаемые приводом через ~ 1 с срабатывания переносного насоса из-за того, что камера отрицательного давления больше, чем камера положительного давления, и из-за того, что поток воздуха больше для положительного давление.Результаты показывают, что захват способен поднимать гораздо большие грузы при использовании PNP для более крупных объектов, но что предпочтительно использовать срабатывание отрицательного давления для более мелких объектов (рис. 4C). Любой тип срабатывания подходит для объектов среднего размера.

Рис. 4. (A) испытательное приспособление для эксперимента с максимальной нагрузкой в ​​зависимости от диаметра трубы (изображена труба диаметром 165 мм), (B) захват зажимным приспособлением с помощью срабатывания PNP и (C) результаты максимальной нагрузки для труб различного диаметра.Захват, использующий срабатывание PNP, для захвата (D) кочана (2,20 кг), (E) большой банки слоеного сыра (0,55 кг), (F) большой коробки с крупами (1,30 кг), (G) ) мешок риса (4,00 кг), (H) кочан (2,00 кг) и (I) мешок лука (1,20 кг). Захват, использующий срабатывание отрицательного давления, чтобы захватить (J) пакет молока (0,28 кг), (K) мандарин (0,06 кг) и (L) вареное яйцо (0,04 кг).

Поскольку предполагаемое применение предлагаемого захвата заключается в захвате более крупных и тяжелых предметов, находящихся вокруг нас, захвату были предоставлены некоторые из более крупных и тяжелых предметов, которые можно найти в продуктовом магазине, включая кочан салата, большую банку сыра. слойки, большая коробка с хлопьями, мешок риса, кочан капусты и мешок лука (рисунки 4D – I, дополнительное видео).Самый тяжелый из этих предметов весит 4 кг, в то время как другие большие, скользкие или их нельзя схватить снизу. Затем более мелкие предметы, такие как пакет молока, мандарин и вареное яйцо, хватали только с помощью отрицательного давления кончиками пальцев захватного устройства (рис. 4J – L).

Второй захват был создан для захвата при захвате больших и тонких объектов, которые нельзя захватить с силой, но которые требуют больших нормальных сил для создания силы трения, необходимой для удержания этих объектов.Этот мягкий захват состоит из двух антагонистических пальцев, каждый с одной камерой шириной 80 мм, высотой 30 мм, длиной 30 мм и зазором между пальцами 15 мм. При тех же давлениях, что и в предыдущем захвате, измеренный угол равновесия для срабатывания отрицательного давления составил 45,0 ° и 34,7 ° для срабатывания PNP. Максимальный вес, удерживаемый при этих давлениях захватом на плоском зажимном приспособлении толщиной 15 мм из акриловых пластин, составил 2,0 кг для срабатывания отрицательного давления и 3 кг.6 кг для срабатывания PNP, что представляет собой увеличение максимальной полезной нагрузки на 80% (рисунки 5A – C). Затем был изготовлен захват для захвата плоских и широких предметов, которые нельзя захватить с помощью мощного захвата, таких как блокнот, акриловая пластина, электронный планшет, книга и конверт (рис. 5D – H). Ноутбук весит 1,85 кг, что делает его самым тяжелым из этих предметов, и большинство мягких роботов-захватов не смогут его удержать из-за его большого размера и скользкой поверхности.

Рисунок 5.(A) зажимное приспособление для испытания зажима с мягким зажимом, (B) зажимное приспособление с мягким зажимом, захватывающее это зажимное приспособление, и (C) максимальная нагрузка для зажимного приспособления с мягким зажимом с использованием срабатывания PNP и срабатывания отрицательного давления. Мягкий зажимающий захват, захватывающий (D) блокнот (1,85 кг), (E) акриловую пластину (0,40 кг), (F) электронный планшет (0,66 кг), (G) книгу (0,78 кг) и (H ) конверт (0,01 кг).

Обсуждение

В большинстве мягких пневматических приводов для срабатывания используется положительное давление, а в некоторых последних приводах для срабатывания используется отрицательное давление.Это первый привод, в котором в одном приводе может использоваться комбинация одновременного положительного и отрицательного давления для создания большей изгибающей силы. Было замечено, что срабатывание как положительного, так и отрицательного давления может вносить вклад в силу, создаваемую приводом. Диапазон движения исполнительного механизма может быть уменьшен, поскольку исполнительный механизм представляет собой комбинацию двух отдельных структур с разными углами равновесия, так что в случае конструкции, представленной в этой работе, структура положительного давления создает отрицательную изгибающую силу выше своего равновесного угла.Это характерно для конструкции, представленной в данной работе, и использование различных размеров может обеспечить равные углы равновесия как в конструкциях с положительным, так и с отрицательным давлением. Другая конструкция, возможно, могла бы сделать угол равновесия как для положительного, так и для отрицательного давления равным независимо от размеров привода.

Это уменьшение максимального угла изгиба может стать проблемой при попытке захвата предметов, требующих больших деформаций пальцев, но добавление положительного давления не требуется для приведения в действие привода, так что срабатывание положительного давления может использоваться выборочно при попытке захвата большего размера. и более тяжелые предметы.Увеличение максимальной блокированной силы на 35% было измерено для PNP по сравнению с использованием только отрицательного давления, но это было измерено с использованием равных значений отрицательного и положительного давлений. Отрицательное давление ограничено давлением из-за границы между идеальным вакуумом и давлением в помещении, в то время как положительное давление может быть увеличено до такой степени, насколько конструкция может выдержать. Будущая версия привода может выдерживать гораздо более высокие давления, чем показанные в этой работе, так что увеличение заблокированной силы может быть намного больше.

При использовании для захвата объектов с помощью силового захвата или захвата зажимом, привод способен создавать очень большие изгибающие силы с помощью срабатывания PNP при более низких углах изгиба, которые можно использовать для захвата более крупных и тяжелых объектов. Срабатывание под отрицательным давлением можно использовать для захвата более мелких и легких предметов при больших углах изгиба. Конструкция также может быть использована для создания захватывающих захватов, которые могут захватывать плоские и широкие объекты, которым может потребоваться большая блокирующая сила для создания достаточных сил трения для предотвращения скольжения объекта.Диапазон объектов, рассматриваемых в этой работе с точки зрения размеров, форм и веса, сильно отличается от предыдущих работ, в которых основное внимание уделялось более мелким объектам, которые могут поместиться в ладони руки человека, и показывает, как мягкие роботизированные приводы можно также использовать для объектов, которые традиционно не были связаны с мягкой робототехникой. Ожидается, что этот вид захвата может быть использован в сельском хозяйстве, где некоторые овощи большие и тяжелые, но при этом требуют легкого прикосновения, чтобы не повредить их.

Заключение и дальнейшая работа

В этой работе была представлена ​​новая конструкция пневматического привода для мягкого изгиба, способного работать как с положительным, так и с отрицательным давлением.Основное новшество этой работы состоит в использовании как положительного, так и отрицательного давления для мягкого срабатывания, что, как было продемонстрировано, может значительно увеличить блокирующую силу исполнительного механизма. Максимальное заблокированное усилие актуатора, измеренное в работе, составило ~ 150 Н, что больше, чем у любого из других рассмотренных пневматических приводов мягкого изгиба. Эта блокирующая сила была достигнута при относительно низких давлениях 60 кПа положительного давления и 60 кПа отрицательного давления. Было видно, что максимальный угол изгиба привода был уменьшен, когда использовалось срабатывание PNP, и что увеличение изгибающей силы происходит только для заданного диапазона срабатывания.Выше этой точки использование только отрицательного давления приводит к более высоким усилиям изгиба и большим углам изгиба. Привод может использоваться в обоих режимах приведения в действие и, таким образом, может извлекать выгоду как из больших сил при меньших углах изгиба, так и за счет больших максимальных углов изгиба.

Предлагаемый привод был использован для формирования двух типов мягких захватов. Первый — это захват с большой мощностью для больших объектов, которые часто тяжелее мелких, но которые все же могут захватывать более мелкие объекты с помощью срабатывания отрицательного давления.Второй — захватывающий захват, предназначенный для захвата плоских и широких предметов, требующих больших заблокированных сил для создания достаточной силы трения и предотвращения скольжения предмета. Дальнейшая работа будет сосредоточена на усилении конструкции привода для увеличения максимального положительного давления, удерживаемого приводом, и на дальнейших усовершенствованиях конструкции, а также на испытании захвата для использования в сельском хозяйстве.

Заявление о доступности данных

Необработанные данные, подтверждающие выводы этой статьи, будут предоставлены авторами без излишних оговорок любому квалифицированному исследователю.

Авторские взносы

MF и NO разработали экспериментальные установки и провели все эксперименты. MF и HR разработали числовую модель, провели анализ данных и написали рукопись.

Финансирование

Эта работа была поддержана Программой технологических инноваций (10080336), финансируемой Министерством торговли, промышленности и энергетики (Мичиган, Корея), и грантом Национального исследовательского фонда Кореи (NRF), финансируемым Министерством науки, ИКТ и планирования будущего. (Нет.2018R1C1B6003990).

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Дополнительные материалы

Дополнительные материалы к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fbioe.2020.00472/full#supplementary-material

Дополнительное видео. Мягкий роботизированный захват PNP для захвата различных предметов.

Список литературы

Амасе, Х., Нисиока, Ю., Ясуда, Т. (2015). «Механизм и основные характеристики спирального надувного захвата», в: Международная конференция IEEE по мехатронике и автоматизации (Пекин), 2559–2564. DOI: 10.1109 / ICMA.2015.7237890

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бест, К. М., Уилсон, Дж. П., и Киллпак, М. Д. (2015). «Управление пневматически приводимым в действие, полностью надувным, тканевым роботом-гуманоидом», в: 15-я Международная конференция IEEE-RAS по роботам-гуманоидам (гуманоиды) (Сеул), 1133–1140.DOI: 10.1109 / HUMANOIDS.2015.7363495

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Каппелло, Л., Галлоуэй, К. К., Санан, С., Вагнер, Д. А., Гранберри, Р., Энгельхард, С. и др. (2018). Использование механической анизотропии текстиля для пневматических приводов на тканевой основе. Мягкий робот. 5, 662–674. DOI: 10.1089 / soro.2017.0076

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Коннолли, Ф., Полигеринос, П., Уолш, К. Дж., И Бертольди, К. (2015). Механическое программирование мягких приводов путем изменения угла наклона волокна.Мягкий робот. 2, 26–32. DOI: 10.1089 / soro.2015.0001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Деймель Р., Брок О. (2013). «Совместимая рука, основанная на новом пневматическом приводе», в: Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации (Карлсруэ), 2047–2053. DOI: 10.1109 / ICRA.2013.6630851

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Галлоуэй, К. К., Полигеринос, П., Уолш, К. Дж., И Вуд, Р. Дж. (2013). «Механически программируемый радиус изгиба для мягких приводов, армированных волокном», в: 16-я Международная конференция по передовой робототехнике (ICAR) (Монтевидео).DOI: 10.1109 / ICAR.2013.6766586

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гориссен Б., Де Волдер М., Де Гриф А. и Рейнаертс Д. (2011). Теоретический и экспериментальный анализ пневмобаллонных микроактюаторов. Sens. Actuat. Физ. 168, 58–65. DOI: 10.1016 / j.sna.2011.03.057

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Илиевски Ф., Маццео А. Д., Шепард Р. Ф., Чен X. и Уайтсайдс Г. М. (2011). Мягкая робототехника для химиков. Энгью. Chem.50, 1890–1895. DOI: 10.1002 / anie.201006464

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Цзяо, З., Цзи, К., Цзоу, Дж., Ян, Х., и Пань, М. (2019). Мягкие пневматические крутильные приводы с вакуумным приводом открывают новые возможности для мягких роботов. Adv. Матер. Technol. 4: 1800429. DOI: 10.1002 / admt.201800429

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли С., Фогт Д. М., Рус Д. и Вуд Р. Дж. (2017). Искусственные мышцы в стиле оригами, приводимые в движение жидкостью.Proc. Natl. Акад. Sci. США 114, 13132–13137. DOI: 10.1073 / pnas.1713450114

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мартинес, Р. В., Бранч, Дж. Л., Фиш, К. Р., Джин, Л., Шеперд, Р. Ф., Нунес, Р. М. и др. (2013). Роботизированные щупальца с трехмерной подвижностью на основе гибких эластомеров. Adv. Матер. Res. 25, 205–212. DOI: 10.1002 / adma.201203002

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мосадех, Б., Полигеринос, П., Keplinger, C., Wennstedt, S., Shepherd, R.F., Gupta, U., et al. (2013). Пневматические сети для мягкой робототехники, которые быстро срабатывают. Adv. Func. Матер. 24, 2163–2170. DOI: 10.1002 / adfm.201303288

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Нияма, Р., Сун, X., Сун, К., Ан, Б., Рус, Д., и Ким, С. (2015). Моторы мешка: мягкие приводы для печати, интегрированные с вычислительным дизайном. Мягкий робот. 2, 59–70. DOI: 10.1089 / soro.2014.0023

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Нисиока, Ю., Уэсу, М., и Цубои, Х. (2012). «Предложение чрезвычайно легкого мягкого привода с использованием пластиковых пленок со складчатой ​​структурой», в: 19-я Международная конференция по мехатронике и машинному зрению на практике (M2VIP) (Окленд), 474–479.

Google Scholar

Нисиока Ю., Уэсу М., Цубои Х., Кавамура С., Масуда В., Ясуда Т. и др. (2017). Разработка мягкого пневмопривода со складчатыми надувными конструкциями. Adv. Робот. 31, 753–762. DOI: 10.1080 / 01691864.2017.1345323

CrossRef Полный текст | Google Scholar

О, Н., Парк, Ю. Дж., Ли, С., Ли, Х. и Родриг, Х. (2019). Разработка парных двигателей пакетов для роботизированных приложений. Adv. Матер. Technol. 4: 1800414. DOI: 10.1002 / admt.201800414

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Полигеринос, П., Лайн, С., Ван, З., Николини, Л. Ф., Мосадег, Б., Уайтсайдс, Г. М. и др. (2013). «На пути к мягкой пневматической перчатке для реабилитации рук», в: Международная конференция IEEE / RSJ по интеллектуальным роботам и системам (IROS) (Токио), 1512–1517.DOI: 10.1109 / IROS.2013.6696549

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Робертсон М.А., Пайк Дж. (2017). Новые мягкие роботы действительно отстой: системы с вакуумным приводом расширяют возможности. Sci. Робот. 2: eaan6357. DOI: 10.1126 / scirobotics.aan6357

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сарин, Х., Умапатхи, У., Шин, П., Какехи, Ю., Оу, Дж., Маес, П. и др. (2017). «Printflatables: печать человеческих, функциональных и динамических надувных объектов», в: Конференция CHI по человеческому фактору в вычислительных системах, 2017 г. (Денвер, Колорадо), 3669–3680.DOI: 10.1145 / 3025453.3025898

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шаффнер М., Фабер Дж. А., Пианегонда Л., Рухс П. А., Коултер Ф. и Стударт А. Р. (2018). 3D-печать роботизированных мягких исполнительных механизмов с программируемой архитектурой, созданной с помощью биоинспирации. Nat. Commun. 9: 878. DOI: 10.1038 / s41467-018-03216-w

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Синтаке, Дж., Какуччиоло, В., Флореано, Д., и Ши, Х. (2018). Мягкие роботизированные захваты.Adv. Матер. 30: 1707035. DOI: 10.1002 / adma.201707035

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Судзумори К., Эндо С., Канда Т., Като Н. и Сузуки Х. (2007). «Гибочный пневматический резиновый привод, реализующий плавательного робота-манту с мягким телом», в: Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации (Рим), 4975–4980. DOI: 10.1109 / ROBOT.2007.364246

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Судзумори К., Иикура С. и Танака Х. (1991). «Гибкий микроактюатор для миниатюрных роботов» // Труды.IEEE Micro Electro Mechanical Systems, Nara, 204–209. DOI: 10.1109 / MEMSYS.1991.114797

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ток, К., Ин Хет Панхуис, М., Спинкс, Г. М., и Алиси, Г. (2018). Биоинспирированные мягкие вакуумные приводы для 3D-печати роботов, захватов и искусственных мышц. Мягкий робот. 5, 684–694. DOI: 10.1089 / soro.2018.0021.

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фогт, Д. М., Беккер, К. П., Филлипс, Б.T., Graule, M.A., Rotjan, R.D., Shank, T.M. и др. (2018). Судовой дизайн и изготовление на заказ мягких роботов-манипуляторов, напечатанных на 3D-принтере, для исследования хрупких глубоководных организмов. PLoS ONE 13: e0200386. DOI: 10.1371 / journal.pone.0200386

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вакимото, С., Огура, К., Судзумори, К., и Нисиока, Ю. (2009). «Миниатюрная мягкая рука с изгибающимися резиновыми пневматическими приводами», в: Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации (ICRA) (Кобе), 556–561.DOI: 10.1109 / ROBOT.2009.5152259

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Янг Д., Мосадег Б., Айнла А., Ли Б., Хашай Ф., Суо З. и др. (2015). Изгибание эластомерных балок позволяет приводить в действие мягкие машины. Adv. Матер. 27, 6323–6327. DOI: 10.1002 / adma.201503188

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Янг Д., Верма М. С., Лосснер Э., Стотерс Д. и Уайтсайдс Г. М. (2017). Мягкий линейный привод отрицательного давления с механическим преимуществом.Adv. Матер. Technol. 2: 1600164. DOI: 10.1002 / admt.201600164

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Янг Д., Верма М. С., Со, Ж.-Х., Мосадег Б., Кеплингер К., Ли Б. и др. (2016). Пневматические линейные приводы, вдохновленные мускулами. Adv. Матер. Technol. 1: 1600055. DOI: 10.1002 / admt.201600055

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Yap, H.K., Ng, H.Y., and Yeow, C.-H. (2016). Пневматика с возможностью мягкой печати для мягких роботов.Мягкий робот. 3, 144–158. DOI: 10.1089 / soro.2016.0030

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Zhang, Y.F, Ng, C.J. X., Chen, Z., Zhang, W., Panjwani, S., Kowsari, K., et al. (2019). Миниатюрные пневмоприводы для мягких роботов путем многоматериальной 3D-печати высокого разрешения. Adv. Матер. Technol. 4: 427. DOI: 10.1002 / admt.2017

CrossRef Полный текст | Google Scholar

.