Zawory rozdzielające SYJ SMC

System SYJ to modułowa rodzina kompaktowych zaworów rozdzielających SMC, przeznaczona do wysokiej gęstości zabudowy przy jednoczesnym zachowaniu dużego przepływu. Zawory SYJ montowane są na płytach podstawowych (manifoldach) – m.in. SS5YJ3 (seria 3000), SYJ5000, SYJ7000 – i wykorzystywane w maszynach pakujących, liniach montażowych, robotyce, maszynach OEM, systemach pick&place oraz w zautomatyzowanych stacjach testowych. Seria SYJ jest typowo stosowana tam, gdzie wymagana jest duża liczba zaworów w ograniczonej przestrzeni oraz szybka reakcja siłowników.

SS5YJ3 to płyta stała (manifold) serii 3000 dla zaworów SYJ3000. Jej zadaniem jest:

• doprowadzenie zasilania powietrzem (P) do szeregu zaworów,
• zebranie wydechów (R/S),
• rozdział kanałów roboczych do portów A/B każdego stanowiska,
• zapewnienie mechanicznego mocowania zaworów i akcesoriów (np. płyt zaślepiających).

W praktyce płyta SS5YJ3 umożliwia tworzenie wysp zaworowych o określonej liczbie sekcji, zasilanych wspólnie lub sekcyjnie.

Płyta SS5YJ3 ma:

• kanały główne: zasilania P, wydechów R/S,
• porty przyłączeniowe (gwinty lub szybkozłącza) do systemu sprężonego powietrza,
• gniazda pod zawory SYJ3000 – z uszczelnieniem płaskim lub o-ringami,
• otwory montażowe (np. do stołu lub płyty montażowej w szafie).

Porty P, R, S mogą być wyprowadzone z jednej lub z obu stron płyty, a w wykonaniach sekcyjnych – także strefowo.

*SYJ3000-21-A to płytka zaślepiająca stosowana na płycie SS5YJ3, gdy:

• w danym miejscu nie ma zamontowanego zaworu,

• potrzebne jest przerwanie ciągłości kanału zasilania (sekcjonowanie wyspy),

• chcemy zarezerwować miejsce na przyszłą rozbudowę wyspy zaworowej.

Zapewnia szczelne zamknięcie kanałów, eliminując wycieki i zachowując integralność ciśnień w poszczególnych sekcjach.

Zawory 5/2 SYJ3000 realizują dwupołożeniowe sterowanie siłownikami dwustronnego działania:

• jedna cewka → powrót sprężynowy,
• dwie cewki → bistabilny (położenie utrzymywane bez zasilania).

Zawory 5/3 mają trzy położenia i mogą mieć różne konfiguracje środkowe:

• typu środek zamknięty (A i B odcięte, P odcięte),
• typu wydechowy (A i B do R/S),
• typu do zasilania (A i B do P).

Pozwala to na bezpieczne zatrzymanie, utrzymanie, odpowietrzenie lub swobodny ruch siłownika w zależności od aplikacji.

Zawór przewodowy (wired) SYJ3000/5000/7000 oznacza, że:

• każda cewka zaworu ma indywidualne przewody lub złącze,

• sterowanie odbywa się bezpośrednio z PLC lub innego sterownika,

• nie ma wspólnego interfejsu magistralowego (np. fieldbus).

W wyspach z interfejsem sieciowym (inny typ niż „wired”) cewki podłączone są do wspólnej elektroniki wyspy, a sterowanie odbywa się po magistrali (np. EtherNet/IP, PROFINET). Tutaj użytkownik pyta wyraźnie o wersje przewodowe.

• SYJ3000 – kompaktowy zawór do średnich przepływów, wysoka gęstość zabudowy, idealny do siłowników małych i średnich.

• SYJ5000 – większy przepływ, wyższe wydajności Qn, przeznaczony do większych siłowników i szybciej pracujących osi.

• SYJ7000 – jeszcze większe przepływy i solidniejsze korpusy, stosowany w aplikacjach o dużych średnicach siłowników lub przy wysokim taktowaniu.

Dobór serii zależy od wymaganego przepływu, wielkości siłowników oraz dostępnego miejsca.

SYJ5000-13-3A to wspornik, który:

• stabilizuje mechanicznie zawór 1-cewkowy na płycie/manifoldzie,

• zmniejsza obciążenia na złączach elektrycznych i pneumatycznych,

• zapewnia odporność na drgania i wstrząsy.

W maszynach o wysokiej dynamice lub intensywnej wibracji wspornik jest kluczowy dla zachowania niezawodności zaworów SYJ5000.

Kryteria doboru:

• Przepływ Qn – im większy siłownik i wyższa prędkość, tym większy przepływ (5000/7000).

• Ciśnienie robocze – standardowo 0,1–0,7 MPa, ale ważny jest spadek ciśnienia na zaworze przy danej wydajności.

• Dostępna przestrzeń – SYJ3000 najlepiej sprawdza się przy „upakowanych” wyspach z wieloma zaworami.

• Czas reakcji – im większy przepływ, tym zwykle nieco większy czas reakcji, ale zależy to od konstrukcji.

Zabudowa płytowa polega na:

• montażu zaworów bezpośrednio na płycie podstawowej (manifoldzie),
• dociśnięciu zaworu śrubami/klamrami,
• uszczelnieniu kanałów P, A, B, R, S poprzez O-ringi lub uszczelki płaskie.

Zaletą jest:

• zminimalizowanie liczby połączeń gwintowanych,

• redukcja ryzyka nieszczelności,

• kompaktowy montaż wielu zaworów w jednym bloku.

Konfigurowane są m.in.:

• wyspy jednokierunkowo zasilane – jedno zasilanie P na wejściu,

• wyspy sekcyjne – kilka niezależnych stref ciśnienia/medium,

• wyspy mieszane – zawory 5/2 i 5/3 na jednej płycie,

• wyspy z płytkami zaślepiającymi, wydzielające strefy odpowietrzania.

Używa się O-ringów lub specjalnych uszczelek profilowych na kanałach:

• zasilania P,

• sterowania (jeśli występuje),

• wydechów R/S,

• kanałów roboczych A/B.

Uszczelki są fabrycznie przygotowane w zaworach lub w płytach, dzięki czemu montaż sprowadza się do przykręcenia zaworu.

Tak – jeśli jest używana jako element sekcjonujący, można nią:

• odciąć zasilanie P do dalszej części wyspy,

• odseparować wydechy (np. strefa z tłumikiem / bez),

• wyłączyć nieużywany segment, nie zmieniając reszty konfiguracji.

Jeżeli służy tylko jako zaślepka miejsca zaworu, nie wpływa na główne kanały.

Zawory 5/3 dają dodatkową logikę bezpieczeństwa i sterowania:

• w położeniu środkowym można „zamrozić” siłownik (środek zamknięty),

• można go odpowietrzyć (środek do wydechu),

• lub zasilić obie komory (środek do zasilania).

To pozwala realizować funkcje: zatrzymanie awaryjne, pozycja bezpieczna, redukcja energii w układzie podczas serwisu.

Standardowo:

• 24 V DC,

• rzadziej 12 V DC;

  wersje AC są rzadkie w tej serii – SYJ to typowo DC dla sterowania z PLC.

Prąd cewek jest optymalizowany pod małe zużycie energii i minimalny wzrost temperatury.

Czasy przełączania zaworów SYJ są rzędu 10–20 ms (zależnie od serii i ciśnienia). Krótki czas:

• pozwala precyzyjnie sterować ruchem siłowników,

• ogranicza drgania mechanizmów,

• poprawia powtarzalność pozycji.

W systemach high-speed (pick&place, pakowanie) to kluczowy parametr.

Należy określić:

• liczbę sekcji/stanowisk (np. 4, 8, 12 zaworów),

• typ przyłączy (gwinty, średnice węży),

• ewentualny podział na sekcje ciśnienia,

• rodzaj medium (sprężone powietrze / gaz obojętny).

Płyta jest zwykle dobierana katalogowo do przewidywanej liczby zaworów plus miejsce na przyszłą rozbudowę.

Zasadniczo nie – każda seria ma własne płyty (wymiary, rozstaw, kanały). Mieszanie serii wymaga:

• osobnych wysp, połączonych zewnętrznie przewodami,

• lub specjalnych płyt łączących, jeśli producent takie oferuje.

Zaleca się:

• filtr 5 µm jako minimum,

• przy wymaganiach wysokiej niezawodności – 1 µm,

• brak kondensatu w powietrzu (osuszacz),

• przy olejeniu – mgła olejowa kompatybilna z uszczelnieniami.

Brak właściwej filtracji skraca żywotność zaworów i zwiększa ryzyko zacięć.

Tak – są projektowane do bezolejowej pracy. Jeśli powietrze jest olejone, należy utrzymywać ten stan konsekwentnie, bo zmiana z olejonego na suche może niekorzystnie wpłynąć na uszczelnienia.

Każda cewka ma:

• przewód wyprowadzony w formie pigtaila,

• lub złącze (np. typu DIN, M8, M12 – zależnie od wersji).

Okablowanie prowadzi się do listwy zaciskowej lub bezpośrednio do kart wyjść PLC. Istotne jest zapewnienie odciążenia kabli (strain relief), szczególnie dla zaworów na ruchomych częściach maszyny.

• stosować wsporniki (jak SYJ5000-13-3A),

• stosować dodatkowe płyty montażowe,

• skrócić długość przewodów pneumatycznych,

• unikać ciężkich złącz bezpośrednio na cewkach (lepsze są lekkie konektory).

• zanieczyszczone powietrze (pył, olej, kondensat),

• przekroczenie dopuszczalnego napięcia cewki,

• długotrwałe przegrzewanie cewek (brak odprowadzania ciepła),

• mechaniczne uszkodzenia złączy i korpusu.

Przy poprawnej eksploatacji zawory osiągają miliony cykli pracy.

Tak – ale należy:

• zapewnić stopień ochrony IP odpowiedni do warunków (dobór złączy, ewentualne osłony),

• unikać skraplania pary bezpośrednio na cewkach,

• zastosować odpowiednią obudowę lub szafę ochronną w strefach dużej kondensacji.

SYJ5000:

• ma bardziej kompaktowy format i jest zoptymalizowany pod zabudowę płytową,

• wspiera dużą gęstość zaworów na wyspie,

• ma zredukowaną masę ruchomą, co daje szybki czas przełączania.

Tradycyjne zawory „wolnostojące” w obudowie gwintowanej mogą być większe i mniej zoptymalizowane pod wyspy.

• zapewnić odpowiedni przekrój zasilania P (np. kilka punktów zasilania),

• stosować krótkie przewody między źródłem powietrza a wyspą,

• stosować rozdział zasilania na kilka sekcji – szczególnie przy dużej liczbie zaworów SYJ5000/SYJ7000 na jednej wyspie.

Tak – szczególnie SYJ5000 i SYJ7000, które oferują odpowiednio duże przepływy. Jednak dla ekstremalnie dużych średnic siłowników (np. >160 mm) często stosuje się zawory o większym przekroju z innej serii.

Zwykle:

• 0°C do 50–60°C dla standardowego wykonania,

• z opcjami specjalnymi dla niskich temperatur (np. -10°C) lub podwyższonych (do 70°C), zależnie od uszczelnień i cewek.

Tak – płytka zaślepiająca umożliwia:

• odłączenie danego stanowiska zaworu od reszty wyspy podczas serwisu,

• pozostawienie instalacji w ruchu bez danego zaworu,

• szybkie wyjęcie uszkodzonego zaworu, a następnie zaślepienie stanowiska do czasu wymiany.

Standardowo są przeznaczone do sprężonego powietrza, jednak w niektórych przypadkach można stosować:

• gazy obojętne,

• suche, czyste media gazowe.

Konieczna jest weryfikacja kompatybilności materiałów uszczelnień z danym medium.

Trzeba:

• właściwie dobrać średnicę tłumików na R/S,

• unikać zbyt mocnego zdławienia wydechu (siłownik może „pływać”),

• kontrolować czas odpowietrzania, jeżeli jest istotny dla bezpieczeństwa.

• stabilne napięcie DC,

• dopuszczalne odchyłki zgodne z katalogiem (typowo ±10%),

• właściwa ochrona przed przepięciami (dławiki, diody, moduły gaszenia cewki),

• stosowanie odpowiednich złącz z blokadą mechanizmu wypięcia.

Dzięki koncepcji „plug-in”:

• odłączasz przewód elektryczny,

• odkręcasz śruby mocujące,

• zdejmujesz zawór i zakładasz nowy (lub płytkę zaślepiającą SYJ3000-21-*A),

• dokręcasz i podłączasz zasilanie.

Czas wymiany liczony jest często w minutach, bez konieczności demontażu całej wyspy.

Tak – SMC oferuje zwykle:

• standardowe cewki,

• cewki niskomocowe (low-power) o zredukowanym poborze prądu,

• w niektórych wersjach – cewki o zwiększonej odporności IP.

Dobór zależy od budżetu mocy i warunków środowiskowych.

Nie zawsze, ale:

• jest zalecany w aplikacjach o wysokich drganiach,

• przy montażu pionowym zaworów,

• gdy zawór jest narażony na częste uderzenia mechaniczne przewodów.

Dzięki wspornikowi wzrasta sztywność i ograniczone jest mikroruchome zmęczenie konstrukcji.

• tłumiki metalowe (spiek),

• tłumiki z tworzywa sztucznego,

• zewnętrzne kolektory wydechowe,

• tłumiki o powiększonej komorze (specjalne wkładki).

Dobór wpływa na poziom hałasu, ale też na spadek ciśnienia przy wydechu.

Tak – szczególnie wersje kompaktowe SYJ3000. W szafie należy zapewnić:

• odpowiednią wentylację (cewki generują ciepło),

• dostęp do przyłączy pneumatycznych,

• odpowiedni promień gięcia przewodów.

• znacznie większa gęstość zaworów na jednostkę długości wyspy,

• zredukowana masa,

• modularność (dowolna konfiguracja 5/2 / 5/3),

• szybki montaż i serwis.

Tak – istnieją wersje:

• z elementami ze stali nierdzewnej,

• z powłokami antykorozyjnymi,

• do środowisk wilgotnych lub w kontakcie z mgłą wodną/płynami technologicznymi.

Tak, pod warunkiem:

• że płyta ma jeszcze wolne stanowiska,

• albo można dołączyć kolejną sekcję płyty (jeśli konstrukcja to przewiduje),

• po rozbudowie należy zweryfikować łączny przepływ i wydajność zasilania.

Nie – wystarczą standardowe:

• klucze imbusowe / nasadowe,

• wkrętaki,

• klucz dynamometryczny (zalecany dla powtarzalności momentu dokręcania).

Czystość powierzchni i uszczelek jest ważniejsza niż specjalistyczne narzędzia.

• brak zastosowania odpowiednich uszczelek,

• zbyt duży moment dokręcania śrub (deformacja płyty),

• błędne podłączenie portów P, R, S,

• mieszanie różnych serii zaworów na jednej płycie.

Tak – mają:

• większy przekrój kanałów,

• większą powierzchnię czołową korpusu,

• silniejsze cewki (w celu sterowania większym przepływem).

Wciąż jednak zachowują kompaktową formę płytową względem „klasycznych” zaworów dużego przepływu.

• testy szczelności,

• testy cykliczne trwałości (miliony przełączeń),

• testy odporności na wibracje,

• testy temperaturowe,

• testy kompatybilności materiałów z powietrzem technicznym.

Tak – dzięki sekcjonowaniu płyty i wykorzystaniu płytek zaślepiających oraz dedykowanych modułów zasilających można stworzyć:

• strefy o różnych ciśnieniach,

• strefy z różnym medium,

• strefy, które można odcinać niezależnie podczas serwisu.

• 5/2 – ma dwa stabilne stany, brak pozycji „neutralnej”; użyteczny do prostych ruchów.

• 5/3 – pozwala na dodatkową pozycję awaryjną/neutralną, co ułatwia spełnianie wymogów norm bezpieczeństwa (zapewnienie bezpiecznej pozycji siłownika po zaniku zasilania).

Zwykle steruje się je sygnałem dwustanowym (ON/OFF). Stosowanie PWM dla oszczędności energii wymaga:

• dokładnego doboru częstotliwości,

• weryfikacji, czy nie powoduje to drgań kotwicy zaworu.

Standardowo zaleca się klasyczny sygnał cyfrowy.

• stosować złącza cewek z diodą LED (wizualna sygnalizacja załączenia),

• wydzielać sekcje wyspy z oddzielnym zasilaniem,

• stosować etykiety i oznaczenia portów,

• zapewnić łatwy dostęp do wyspy w maszynie.

Ponieważ:

• redukują liczbę połączeń gwintowanych (mniej potencjalnych nieszczelności),

• upraszczają okablowanie i pneumatyczne rozprowadzenie,

• oszczędzają miejsce w maszynie,

• ułatwiają rozbudowę i serwis,

• oferują wysoką gęstość zaworów przy zachowaniu wysokich przepływów.

To przekłada się na niższe koszty budowy maszyny, większą niezawodność i prostszą eksploatację.