Ratio-Clamp® 锁紧装置
一种用于活塞杆夹紧的夹紧装置
获得专利的 Ratio-Clamp®锁紧装置 无需能量供应即可无限期地固定圆杆。
该夹紧装置在全球范围内被用作人员和设备保护的安全部件，作为工具和工件的固定元件，以及在生产过程或测试过程中的活塞杆锁定装置。
锁紧装置的优点：
- 可水平和垂直使用
- 可承受方向无关的拉力和压力
- 夹紧力立即生效，无需活塞杆进一步移动。
- 通过液压压力松开夹紧，无需活塞杆回退。
- 锁紧力高达 2,000 千牛
- 自 1965 年以来，Hänchen 的成熟产品
- 精确定位锁定
- 安全地保持抬起的负载
- 圆杆，最大直径300毫米
- 100% 德国制造
锁紧装置的应用领域
高效的活塞杆锁紧
在许多情况下，活塞杆需要保持在特定位置：以下是一些实际应用示例，在这些示例中，我们的活塞杆锁紧装置可以安全地固定轴。
- 磨床 > 生产
在生产ICE铁路轨枕时，必须将极其庞大且沉重的混凝土工件精确地定位到0.01毫米，并确保安全。液压缸和Ratio-Clamp®夹紧装置正是为满足这些要求而设计的。
- 航空 > 测试工程
用于飞机测试的装置在细节上都经过精心设计。Hänchen 测试缸应用于各种测试领域，以模拟各个飞行阶段的环境条件和载荷。为了保护这些精心制造且昂贵的系统，采用了Ratio-Clamp® 活塞杆锁紧装置。
- 压力机 > 生产
Hänchen的锁模缸确保压机的安全运动。夹紧装置在成型和注塑压机中，根据EN 289标准，为生产合成材料和橡胶模制件的压制过程提供安全保障。
- 轨道技术 > 维护
为了维护目的，列车在抬升状态下必须被固定——Ratio-Clamp®锁紧装置是理想选择。这些锁紧装置将列车牢固地固定在原位，直到工作完成，列车可以重新回到轨道上。
- 型材机 > 生产
在金属型材的制造过程中，Hänchen锁紧装置可确保精确加工和始终如一的质量。在生产过程中，它们通过锁定成形工具来确保型材加工。环保高效，纯粹依靠弹簧力。
锁紧装置详解
Ratio-Clamp® 锁紧装置根据摩擦接触的工作原理进行机械式工作。储存在碟形弹簧中的力通过锥体进行传递，并利用摩擦夹紧活塞杆。
- 锁定和负载安全
如果解锁压力下降，弹簧中储存的力将被释放，并导致活塞杆被夹紧。这样负载就得到了固定，Ratio-Clamp®夹紧装置已准备好承受负载。
- 加载
夹紧后可立即施加负载。无需活塞杆的轴向移动。在夹紧状态下，力可以在两个方向上无间隙地保持。
- 解锁
通过液压解锁压力，锁定活塞克服弹簧力移动，并解除锁紧装置的夹紧。活塞杆可以向两个方向移动。
- 过载
短暂的过载并伴随活塞杆打滑是可能的，而不会损坏活塞杆或夹紧装置。
该视频以龙门铣床为例，展示了Ratio-Clamp®夹紧装置的工作原理。
Hänchen的这些锁紧装置既可用于精确锁定，也可用于防止意外移动。
- 固定各种类型的圆杆，在任何位置
- 可从静止状态夹紧，在偶尔发生紧急情况时，也可在运动中进行制动。
- 无需能源供应即可无限期保持夹紧力
- 在（非）受控压力下降、紧急关闭、断电或系统损坏时
- 即使外部力作用于活塞杆，也能精确固定轴
适用于所有情况的能源效率和精度
Ratio-Clamp®锁紧装置
您是否有需要将圆杆保持在指定位置的应用？有多种方法可以实现：通过电子控制、关闭所有油口、用销子锁定或使用锁紧装置。
Ratio-Clamp®夹紧装置在此方面具有诸多优势。
- 无需能源供应的无级夹紧
- 在任意位置精确定位
- 在温度变化时保持位置
- 通过弹簧力夹紧可节省能源成本。
圆杆固定方式对比
| 电子 控制 |
油口 关闭 |
销子 锁定 |
夹紧装置 Ratio-Clamp® |
|
| 能源效率 | – | + | + | + |
| 定位精度 | + | – | + | + |
| 不受 外部因素的影响 |
+ | – | + | + |
| 成本 | – | + | – | + |
| 灵活定位 | + | + | – | + |
Ratio-Clamp®锁紧装置的优势：它无需液压或电力供应即可将活塞杆保持在任意位置。
案例：保持活塞杆所需的能量消耗
一个活塞直径80毫米的液压缸在150巴的压力下以0.5米/秒的的速度运行。所需的驱动功率为38千瓦。
如果采用带控制泵的电子控制，控制泵的损耗功率约为1.25千瓦。此外，控制阀的损耗预计约为1.25千瓦。在本例中，受控驱动的总损耗功率为2.5千瓦。如果每年保持时间为5,000小时，则能量损失超过12,000千瓦时。
对于Ratio-Clamp® 锁紧装置，在保持过程中能量损耗为0千瓦时。
用于测试和试验应用的活塞杆锁止
对于非常灵敏或高动态性能的应用领域，我们推荐使用“压力活塞密封件”密封系统。该密封系统的滑动摩擦非常小，且与解锁压力无关。 描述见下一节“密封系统”
装备
夹紧装置的特点
- 解锁压力
基本结构
解锁夹紧装置所需的基本解锁压力介于最小压力和最大允许压力160巴之间。
简化设计
对于供油压力较低的应用，可以选择带简化解锁压力的设计。- 认证
TÜV 型式认证
每个 Ratio-Clamp® 锁紧装置均已通过 TÜV SÜD 的型式检验。
DGUV Test
该夹紧装置获得了DGUV Test（德国法定事故保险的测试和认证系统）的认证。作为安全部件使用时，Ratio-Clamp®符合EN ISO 13849-1标准，并具备B10D值。DGUV要求的相对于最大锁紧力的2倍安全系数已在技术数据的负载说明中予以考虑。
了解更多关于获得DGUV Test认证的Ratio-Clamp®夹紧装置的信息
- 锁定
带弹簧力
通常情况下，活塞杆的锁定是通过弹簧中储存的能量实现的。这样，活塞杆可以在不供能的情况下无限期地保持。
液压式
如果需要非常高的锁紧力，夹紧装置也可以通过液压方式锁定。解锁则像往常一样通过液压压力进行。- 密封系统
Servocop®: 紧凑型密封、槽形密封圈、防尘圈
在基本类型中，Ratio-Clamp 锁紧装置采用摩擦优化的 Servocop® 密封系统。在此系统中，主密封件安装在活塞杆上。活塞杆的最大速度为 1 米/秒。
压力活塞密封件、槽形密封圈、防尘圈
对于非常灵敏的应用，我们推荐采用压力活塞密封件的设计，在这种设计中，没有受压的密封件接触活塞杆。因此，滑动摩擦极低，并且独立于解锁压力保持恒定。活塞杆的最大速度为 2 米/秒。
品质更进一步。
- 液压缸
-
可将Hänchen液压缸或符合ISO 6020-1、ISO 6020-2标准的标准缸-DIN/ISO以及其他品牌的产品通过固定法兰进行安装。为此，需要根据夹紧装置的长度延长活塞杆。如果单独安装，夹紧装置也可以通过活套法兰松散安装，以补偿轴线偏差。
- 接近开关
-
活塞杆的各个状态（锁定或解锁）可以通过电感式接近开关进行查询。如果使用Ratio-Clamp®作为安全部件或需要DGUV测试认证，则必须安装带有判断输出的接近开关。此外，该开关还可监控开关和供电线路的功能。
- 控制块
-
当锁紧装置安装在液压缸上时，控制阀块便投入使用。它确保了逻辑一致、功能可靠的控制，并降低了控制回路的复杂性。
在控制Ratio-Clamp®时，必须首先通过向解锁油口施加压力来将其松开，之后活塞杆才能移动。当夹紧装置与液压缸一起使用时，这可以通过液压顺序控制或电子监控来实现。例如，电子控制系统中的传感器可以测量垂直安装的液压缸上的负载，以建立背压。这可以避免活塞杆在解锁时发生抖动。
使用液压控制模块也可以实现这一点：首先建立解锁压力，然后对液压缸施加压力。合适的阀会夹紧液压缸中的压力，即使在垂直负载下，Ratio-Clamp®也能几乎无抖动地解锁。
- 功能连杆
-
待夹紧的圆杆应具有坚硬的表面，并且在安装Ratio-Clamp®时必须符合最低要求。建议使用珩磨的活塞杆。
在Hänchen，您可以直接订购合适的功能连杆，并通过HäKo产品配置器进行配置。
锁紧装置的技术数据
液压解除
- 适用于所有具有坚硬表面的圆杆
- 可承受方向无关的负载
- Ratio-Clamp® 在2百万次开关循环后需要进行工厂检查
- 最大杆速度：Servocop®时为1米/秒，压力活塞密封件时为2米/秒
- 最大解锁压力：160 巴
- 工作温度：-30 °C 至 +80 °C
- 介质：矿物油或HFC*，其他介质如水或Skydrol®可根据要求提供
| RATIO-CLAMP® |
RATIO-CLAMP® 降低的解锁压力 |
RATIO-CLAMP® 压力活塞密封件 |
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| + 解锁压力 + 锁定 + 密封系统 + 认证 |
基本结构 利用弹簧力 Servocop® TÜV |
简化设计 利用弹簧力 Servocop® TÜV |
基本结构 利用弹簧力 压力活塞密封件 TÜV |
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| 杆直径 (毫米) |
最大锁紧力 (千牛) |
解锁 压力最小值 (巴) |
最大锁紧力 (千牛) |
解锁 压力最小值 (巴) |
最大锁紧力 (千牛) |
解锁 压力最小值 (巴) |
||
| 16 | 10 | 60 | 8 | 50 | ||||
| 18 | 12,5 | 55 | 8 | 35 | 12,5 | 75 | ||
| 20 | 14 | 55 | 9 | 40 | 14 | 75 | ||
| 22 | 17 | 70 | 12 | 45 | 17 | 90 | ||
| 25 | 20 | 70 | 15 | 50 | 20 | 90 | ||
| 28 | 31,5 | 90 | 25 | 65 | 31,5 | 120 | ||
| 30 | 40 | 105 | 30 | 75 | 40 | 135 | ||
| 32 | 40 | 60 | 30 | 45 | 40 | 90 | ||
| 36 | 45 | 75 | 32 | 50 | 45 | 100 | ||
| 40 | 50 | 80 | 38 | 55 | 50 | 100 | ||
| 45 | 65 | 70 | 45 | 50 | 65 | 90 | ||
| 50 | 80 | 90 | 55 | 60 | 80 | 110 | ||
| 56 | 90 | 75 | 60 | 50 | 90 | 100 | ||
| 60 | 100 | 75 | 70 | 55 | 100 | 100 | ||
| 63 | 100 | 85 | 60 | 55 | 100 | 110 | ||
| 70 | 140 | 80 | 100 | 55 | 140 | 110 | ||
| 80 | 180 | 90 | 130 | 65 | 180 | 110 | ||
| 90 | 200 | 65 | 200 | 85 | ||||
| 100 | 250 | 75 | 250 | 95 | ||||
| 110 | 300 | 65 | 300 | 90 | ||||
| 120 | 330 | 70 | 330 | 90 | ||||
| 125 | 350 | 75 | 350 | 90 | ||||
| 140 | 450 | 65 | ||||||
| 160 | 750 | 90 | ||||||
如有需要，可提供更大的锁紧力及其他活塞杆直径。
液压锁紧装置的最大锁紧力可达 2,000 千牛，活塞杆直径可达 300 毫米。
*上述数值适用于使用矿物油的情况。如果使用其他介质（如 HFC），锁紧力可能会有所不同。
常见问题 - 夹紧装置 锁紧装置
- 如何夹紧液压缸？
-
液压缸可以设计为夹紧缸或锁紧缸，即夹紧系统在结构上是集成的。或者，可以通过法兰将液压夹紧装置安装到气缸头部，一旦液压压力降至0巴，它就会夹紧活塞杆。
- 有哪些负载保持功能的选项？
-
负载保持功能可以通过多种方式实现。例如，可以通过以下方式保持负载：
- 液压关闭 → 单向阀或下降制动阀
- 机械锁定 → 销子或齿
- 电子控制 ⇒ 在控制回路中保持位置
- 夹紧元件，例如Ratio-Clamp®锁紧装置 ⇒ 摩擦接触夹紧活塞杆
- 为什么我的轴即使有下降制动阀也会下降？
-
配备下降制动阀的液压缸的定位精度取决于油液的可压缩性、温度影响以及活塞和活塞杆密封件的泄漏。如果需要在任何情况下防止轴在下降制动阀的作用下仍然下沉，则可以改用机械锁紧装置。该装置通过摩擦接触工作，从而能够独立于时间和外部条件保持精确位置。
- 为什么我的下降制动阀无法固定活塞杆？
-
原则上，液压缸的活塞杆可以通过下降制动阀固定。但需要注意的是，由于密封件泄漏或油液粘度引起的温度波动，可能会导致不希望的下降。一个更可靠且具有高锁紧力的保持元件是像Ratio-Clamp®这样的锁紧装置。
- 什么是锁紧装置？
-
锁紧装置是一种通过弹簧力夹紧圆杆的元件。在大多数情况下，它通过气动或液压压力保持夹紧状态。当压力下降时，活塞杆会在几毫秒内通过摩擦接触被夹紧。锁紧装置的锁紧力可无限期保持稳定。例如，可用作停电时的安全元件，或在断电时用于节能。
- 是否有适用于更高作用力的锁紧装置？
-
锁紧装置的解锁可通过气动或液压方式操作。气动锁紧装置在市场上最大可达40千牛。对于更高的力，液压锁紧装置更为适用，其力可达750千牛甚至更高。