Testen van magneetventielen
Het testen van magneetventielen gebeurt bij onderzoek en ontwikkeling van elektromagnetische actuatoren, en bij het productieproces of tijdens inkomende kwaliteitscontrole bij de klant.
Er bestaan geen internationale normen voor het testen van magneetventielen die de uitvoering en evaluatie van de karakteristieke tests op elektromagneetcomponenten beschrijven. De Duitse DINVDE 0580 norm beschrijft typische tests op deze onderdelen. De tests omvatten ook een isolatietest, meting van de wikkelingsweerstand en een geleidbaarheidstest.
Wat zijn elektromagnetische actuatoren? Test Kracht/slag karakteristieke curve Kracht/stroom karakteristieke curve Stroom/slag karakteristieke curve Testmachines
Wat zijn elektromagnetische actuatoren?
Elektromagnetische actuatoren converteren elektrische energie in mechanische energie. Een elektrische stroom vloeit door een spoel van de elektromagneet en wekt daarbij een elektrisch veld op. Deze aantrekkingskracht werkt in op de bewegende kern en start een mechanische beweging.
Door hun eenvoudige ontwerp en lange levensduur vormen elektromagnetische actuatoren een breed gamma oplossingen voor diverse technische vereisten. Hun toepassingen liggen in de automobieltechnologie
en algemeen mechanisch ontwerp van hydraulische en pneumatische bedieningseenheden, precisie-ontwerpen, bouwtechniek en medische technologie.
Hun belangrijkste eigenschappen zijn operationele veiligheid, lange levensduur, hoge efficiëntie en een goede verhouding tussen volume en prestaties. Een aantal beperkingen vormen de specificaties voor de ontwikkeling van elektromagnetische actuatoren: kracht en bewegingsgedrag afhankelijk van de toepassing en omgevingsomstandigheden (temperatuur, klimaat, explosiebeveiliging), voeding (voltage, max. stroom), energiedissipatie (afsluitenergie) en beschikbare inbouwruimte.
Tests op elektromagnetische actuatoren
Elektromagnetische actuatoren worden getest met verschillende doelen.
- Tests bij onderzoek en ontwikkeling
In het ontwikkelingslab worden de eigenschappen (karakteristieke curves) van de elektromagnetische actuator uit computersimulaties geverifieerd met prototypes en testreeksen. Daarna worden optimalisaties uitgevoerd tot de karakteristieke waarden van de magneet voldoen aan de vereisten. Dit is ook waar de testprocedures en parameters voor de kwaliteitscontrole normaal gezien bepaald worden. - In de productie geïntegreerde 100% tests door producenten van elektromagnetische actuatoren
In de productie wordt de kwaliteit van elk productieproces, elke geïnstalleerde component (bv. Excitatiespoel) en de kwaliteitsrelevante eigenschappen van het eindproduct geverifieerd met standaardtests. - Inkomende kwaliteitscontrole bij de klant van producenten van magneetventielen
Willekeurige tests van de vereiste karakteristieke waarden en acceptatie van initiële samples.
Kracht/slag (F/s) karakteristieke testcurve
De kracht/slag karakteristiek (F/s) verzekert dat de nominale kracht van het magneetventiel bereikt wordt bij de vastgelegde excitatiestroom (plus of min de toleranties).
De kracht/slag karakteristiek wordt getest bij proportionele of schakelende ventielen. Deze vertegenwoordigt een functietest op elektromagnetische actuatoren en is gewoonlijk de finale test. Uit de karakteristieke curve kunnen functionele basiseigenschappen van de actuatoren worden afgeleid. De kracht/slag karakteristiek levert informatie over de nodige kracht die de actuator al dan niet uitoefent bij een vast stroomniveau. De hysterese levert informatie op over de wrijving als gevolg van de kwaliteit van de mechanische onderdelen.
Testprocedure
- Het onderdeel wordt in een klem gebracht en elektrisch aangesloten.
- De spoel wordt bekrachtigd met zijn voorziene stroom. De armatuur beweegt naar zijn eindpositie.
- De testmachine beweegt de teststempel met snelheid Vv tot een bepaalde voorbelasting bereikt is om een nulpunt vast te leggen voor de verplaatsing. Het slag (s) kanaal wordt genuld en de acquisitie van meetwaarden wordt gestart. De kracht, slag en de tijd (optioneel stroom) worden geregistreerd.
- Vervolgens wordt de armatuur uit zijn eindpositie geduwd bij een vastgelegde testsnelheid en daarna terug naar de eindpositie gebracht. Als de optie slagmeting geselecteerd is in de testprocedure, wordt de armatuur in de laatste testfase tot blokkracht belast aan kruipsnelheid.
- Er kunnen verschillende testslagen geselecteerd worden. Aan elke testslag wordt een excitatiestroomwaarde toegewezen, die door de bediener manueel of automatisch ingesteld wordt via onze testXpert testsoftware. De bediener wordt begeleid door de passende dialogen in de software.
Karakteristieke waarden op het kracht/slagdiagram
Voor de referentiewaarden worden slag S1 tot Sn, de krachten F1 tot Fn bepaald in beide beweegrichtingen van het armatuur. Om de hysterese te bepalen bij de referentiewaarden voor de slag, wordt het verschil gemaakt tussen de twee krachten bij dezelfde slagreferentie. Optioneel kan de grootste hysterese Hmax binnen een bepaalde range en slaglengte bepaald worden.
Door het instellen van tot vier tolerantiebereiken, kunnen de bovenste en onderste limieten vastgelegd worden voor de karakteristieke krachtcurve. Dit kan bijvoorbeeld gebruikt worden voor goed/slecht evaluatie tijdens productie.
Kracht/stroom (F/I) karakteristieke testcurve
De kracht/stroom karakteristiek verzekert dat de vereiste kracht bepaald wordt bij een bepaalde stroom en een vaste slag.
De kracht/stroomcurve wordt vooral bepaald bij proportionele magneten en levert informatie over de nodige kracht die een actuator al dan niet uitoefent bij een vaste positie binnen een stroomgebied. De ideale karakteristieke curve is een lineaire verhouding tussen kracht en stroom rond het werkpunt.
Testprocedure
- Het onderdeel wordt in een klem gebracht en elektrisch aangesloten.
- De excitatiespoel wordt bekrachtigd met een lage stroom, zodat de armatuur beweegt naar zijn eindpositie.
- De testmachine beweegt de teststempel met snelheid V tot een bepaalde voorbelasting bereikt is om een nulpunt vast te leggen voor de verplaatsing. Het slag (s) kanaal wordt genuld. De voeding wordt uitgeschakeld.
- De testmachine beweegt de armatuur van de onbekrachtigde spoel naar een bepaalde slagpositie. De acquisitie van meetwaarden wordt gestart. De kracht, stroom, slag en tijd worden geregistreerd.
- De stroom wordt opgedreven tot aan de nominale stroom met een bepaalde snelheid, en daarna met dezelfde snelheid afgebouwd tot nul.
Karakteristieke waarden op het kracht/stroomdiagram
Voor de referentiewaarden worden stroom I1 tot In en de krachten F1 tot Fn bepaald in beide beweegrichtingen van het armatuur. Voor de referentiewaarden F1 tot Fn worden de stromen I1 tot In bepaald. Om de hysterese te bepalen bij de referentiewaarden voor de slag, wordt het verschil gemaakt tussen de twee krachten bij dezelfde elektrische stroomreferentie.
Door het instellen van tot vier tolerantiebereiken, kunnen de bovenste en onderste limieten vastgelegd worden voor de karakteristieke krachtcurve. Dit kan bijvoorbeeld gebruikt worden voor goed/slecht evaluatie tijdens productie.
Passende testmachines voor tests op magneetventielen
- Elektromechanische servo-testcilinders zijn bijzonder geschikt voor de integratie van tests op magneetventielen in volledig geautomatiseerde, hybride en manuele assemblagelijnen als in-lijn of eind-lijn testmodules.
- De zwickiLine (enkelkoloms frame) wordt gebruikt als alleenstaande testmachine bij ontwikkeling of in manuele of hybride assemblagelijnen.
- De AllroundLine is een tweekoloms machine en wordt gebruikt voor grote krachten in zowel ontwikkeling als productie voor het testen van magneetventielen.
Sturing van elektrische stroom
Om het ventiel te voeden met een excitatiestroom, gebruikt ZwickRoell PWM of DC stroombronnen. Ook stroombronnen van de klant of stuurkaarten met stuurspanningsingang kunnen in het testsysteem geïntegreerd worden en gestuurd worden via de PC van de testmachine.
Het stuurproces maakt normaal gezien gebruik van een analoog signaal (0-10 V), dat uitgestuurd wordt via een I/O module. Deze I/O module kan ook stroomtoenamen genereren. Het instellen gebeurt binnen de testXpert testsoftware.
testXpert testsoftware voor het testen van magneetventielen
Met testXpert krijgt u toegang tot bewezen testsoftware die het makkelijk maakt complexe tests uit te voeren voor kracht/slag en kracht/stroom karakteristieken. De klant heeft vrije, universele toegang tot de instellingen van het testverloop, inclusief het aantal cycli, de werkslag, snelheid, rusttijd, blokkracht, ventielstroom, bovenste en onderste tolerantielimieten.
Met de bijkomende uitgebreide optie “vrij testverloop” kan de gebruiker vrij testverlopen instellen.