Analiza przyczyna i roztwór zerwania i upadku dna cylindra cylindra maszynowej

Po użyciu pewnej maszyny zginającej przez kilka miesięcy stwierdzono, że spód cylindra rozpadł się, a spód cylindra cylindra spadł, a zawór wypełniający również się pękł.

Dno cylindra pokazano na rycinie 1, a uszkodzenie zaworu napełniającego pokazano na rycinie 2. Wibracje uderzenia i metalowe uderzenie zaworu wypełniającego można wyraźnie odczuwać podczas pracy maszynowej.

（1） Pozytywne （2） ujemne

Rysunek 1— - Rozstanie z maszyny do dolnego pęknięcia maszyny

Ryc. 2— - Złom siedziska z zaworem

1. Analiza wytrzymałości na dno cylindra

Rycina 3 pokazuje strukturę i główne wymiary dolnej części cylindra maszyny zginającej. Rysunek 4 pokazuje strukturę i główne wymiary zaworu wypełniającego. Zawór wypełniający jest instalowany w otworze φ105H8 na dole cylindra i jest wyciskającym płytką pokrywy. Płyta pokrywa i dno cylindra są połączone śrubami, a otwór wlotowy oleju jest otwarty w płycie pokrywy. Zawór wypełniający ma normalnie otwartą konstrukcję, w której port A jest ciekłym otworem napełniającym (φ63 otwór), a pierścienia pierścienia zewnętrznego pierścienia zewnętrznego gniazda zaworu komunikuje się z ciekłym otworem do napełniania cylindra olejowego i Port B komunikuje się z cylindrem olejowym przez otwór dna cylindra. Port X jest hydraulicznym portem sterującym, a olej ciśnieniowy Port X popycha rdzeń zaworu, aby się poruszać, tak że powierzchnia stożka rdzenia zaworu kooperowuje się z powierzchnią stożkową gniazda zaworu, aby osiągnąć uszczelnienie. Ponieważ średnica rdzenia zaworu jest większa niż średnica powierzchni stożka, rdzeń zaworu jest zamknięty pod ciśnieniem oleju kontrolnym, jego współczynnik kontroli ciśnienia: i = 662/622 = 1,133

RYSUNEK 3— - Struktura i rozmiar dolnej maszyny

RYSUNEK 4— - STRUKTURE ZAWOROWEJ I WYMIARY Główne

1.1 Siła ścinająca na dnie cylindra

Aby całkowicie usunąć dno cylindra, można go obliczyć zgodnie z siłą ścinającą:

F = πdtrm （1）

D ——— średnica otworu wypełniającego zaworu wypełniającego;

T ——— grubość dna cylindra,

RM ——— wytrzymałość na rozciąganie materiału cylindra, RM ≈ 450MPa

SO: F ≈ 1780KN

Dlatego w celu całkowitego usunięcia dna cylindra wymagana jest siła 1780 kN.

Oblicz obciążenie statyczne szpuli zgodnie z średnicą wtyczki zaworu:

F1 = PA = pπd2/4 （2）

P ——— Maksymalne ciśnienie układu hydraulicznego, p = 20mpa

D -——— Średnica zaworu, D = φ66mm

Podstawianie danych: F1 = 68KN

Oznacza to, że statyczna siła obciążenia F1 ≤ F rdzenia zaworu nie jest główną przyczyną dna cylindra.

1.2 Twierdzenie impulsowe

F2*△ t = m*△ v (3)

Czas zderzenia między sztywnymi ciałami: △ t = 0,01 ~ 0,1S

Jakość szpuli: M = 1 kg

Szybkość ruchu szpuli:

V = 10*QN/60/π*[(D1/20) 2 - (D1/20) 2] (4)

Q ——— Przemieszczenie pompy, Q = 80 ml/r;

N ——— Prędkość silnika, n = 1750r/min;

D1 ——— Średnica szpuli;

D1 ——— Średnica pręta sprężynowego.

Podstawianie danych: v = 682 mm/s

Liczba zaworów napełniających cieczy wynosi 2, ponieważ odporność ruchu zaworu zaworu wypełniającego jest duża, ruch zaworu wypełniającego dwóch cylindrów ma sekwencję, więc rdzeń pompowania jednego zaworu wypełniającego jest obliczany zgodnie z Pełny przepływ pompy, v = 682 mm/ s.

Następnie według wzoru (3):

F2 = M · △ V/△ T ≈ 6,8 ~ 68N

Można wiadomo, że F2 ≤ F, to znaczy, jakość szpuli nie jest przyczyną złamania dna cylindra.

1.3 Wpływ ciśnienia hydraulicznego

Po tym, jak ciecz popycha szpulę, zamknij ciśnienie hydrauliczne szpuli:

F3 = pπd2/4 (5)

Ciśnienie hydrauliczne jest przenoszone na dno cylindra przez siedzenie zaworu zaworu napełniającego. Po zamknięciu szpuli aktywna powierzchnia oleju jest maksymalną zewnętrzną średnicą całego siedzenia, a ciągły ciąg można uznać równoważnie jako masę M obiektu.

Dlatego można go uzyskać: M = f3 ≈ 173kn = 17300 kg

Zgodnie z formułem (3) Twierdzenie impulsowe:

F4 = 117Nn ~ 1179NN

W ciężkich warunkach siła uderzenia F4 jest zbliżona do siły ścinającej F, a im mniejszy czas zderzenia między ciałami sztywnymi, tym większa siła uderzenia hydrauliczna. Chociaż siła jest mniejsza niż siła ścinająca, współczynnik bezpieczeństwa jest niski w ciężkich warunkach (S = 1780/1179 = 1,5).

Dlatego główną przyczyną dna cylindra jest kontrola ciśnienia oleju i prędkość ruchu szpuli. Ponieważ ciśnienie hydrauliczne rdzenia zaworu ciągle uderza w dno cylindra z dużą prędkością, dno cylindra jest cienkie, a dno otworu jest strukturą prawego, a istnieje stężenie naprężeń. Stężenie naprężeń wytwarzane przez hydrauliczną siłę uderzenia pod kątem prawej dolnej części otworu jest większa niż wytrzymałość na zrywanie materiału i kąt prosty na dnie cylindra. Pęknięcia są generowane, dopóki nie zostaną całkowicie zepsute.

Z dołu cylindra można również zobaczyć, że dno cylindra zostało całkowicie zdeformowane pod dużym uderzeniem hydraulicznego wstrząsu, a kształt dna cylindra jest zmieniany na ten sam kształt, co dno miski, a deformacja zginania dna cylindra jest również duża.

2. Analiza warunku pracy układu hydraulicznego

Dalsza analiza przeprowadza się w połączeniu z poniższą zasadą hydrauliczną. Zasada hydrauliczna bloku zaworu źródłowego pompy pokazano na rysunku 5. Port P to port wlotowy oleju, port T jest portem powrotu oleju, port P2 jest podłączony do głównego bloku zaworu cylindra, port E1 jest podłączony do portu sterującego zaworem napełniającym X, a F1 jest zawór ciśnienia. Ustaw maksymalne ciśnienie robocze portu pompy na 20 MPa, F2 jest proporcjonalnym zaworem ciśnienia i ustaw ciśnienie robocze systemu przez proporcjonalne elektromagnety 1Y1.

Rysunek 5 - - Zasada hydrauliczna zaworu źródłowego

W programie kontrolnym zaworu wypełniającego elektromagnety 1Y1 i 1Y2 są jednocześnie energetyzowane, F2 jest budowane wysokim ciśnieniem, a ciśnienie zamykające zawór zaworu zaworu wypełniającego jest wysokim ciśnieniem. W tej chwili zawór elektromagnesu 1Y2 jest uszczelniony tłumiącym N1 (φ1,2 mm). Szybkość przepływu tłumienia przy 20 MPa oblicza się za pomocą otworów cienkościennych.

CD ——— Mały współczynnik przepływu otworu, CD = 0,7

A ——— Mały powierzchnia przepływu otworu

ρ ——— gęstość oleju hydraulicznego, ρ = 900 kg/m3

△ ρ ——— Różnica ciśnienia, △ ρ = 20mpa

Szybkość przepływu pompy: q '= ηqn = 0,9 × 80 × 1,75 = 126 l / min

η ——— Wydajność objętości pompy przekładniowej

Można wiadomo, że Q> q ', to znaczy pod wysokim ciśnieniem 20MPa wyjście przepływu pompy przekładniowej może całkowicie przejść przez otwór tłumienia φ1,2 mm, a natężenie przepływu jest wysokie.

Dlatego w celu rozwiązania siły uderzenia zaworu wypełniającego na dnie cylindra konieczne jest zmniejszenie ciśnienia zamykającego i natężenia przepływu zaworu wypełniającego.

3. Rozwiązanie

(1) Zmodyfikuj program sterowania PLC, tak aby proporcjonalny zawór elektromagnesu 1Y1 i elektromagnet 1y2 były jednocześnie energetyzowane, ale ciśnienie proporcjonalnego ciśnienia kontroli 1y1 nie jest ustawione na 20 MPa na raz, ale czas od czasu od czasu od Ustawienie około 5 MPa wynosi około 0,4 s, więc po całkowitym zamknięciu zaworu napełniającego przy niskim ciśnieniu ciśnienie układu jest podnoszone do wysokiego ciśnienia. Zmniejsza to hydrauliczny wpływ szpuli zaworu wypełnienia na dno cylindra o około cztery razy.

(2) Zmniejsz prędkość ruchu wtyczki zaworu zaworu napełniającego, steruj przy V = 80 mm/s i zmniejsz F4 o 8,5 razy. Odległość ruchu szpuli wynosi 25 mm. Obliczona przy tej prędkości czas zamknięcia wynosi około 0,31S. Odwrotne tłumienie można wybrać zgodnie z równaniem (6), aby wybrać odpowiednie tłumienie N1.

Dane zastępujące można uzyskać: D '= 0,79 mm.

Dlatego średnicę tłumienia N1 można wybrać na φ0,8 mm.

(3) Grubość dna cylindra jest niewielka, a dno otworu jest kątem prostym, a stężenie naprężeń. Obliczanie wytrzymałości na podstawie wytrzymałości statycznej jest wystarczające, ale konstrukcja strukturalna cylindra powinna również uwzględniać trudne warunki przy dynamicznym uderzeniu. Dlatego grubość dna cylindra powinna być odpowiednio zwiększona do 20 mm, a dno otworu montażowego zaworu napełniającego jest zaokrąglone, a fotelik zaworu napełniającego jest fazowany.

4. Wniosek

Poprzez powyższe dwa miary (1) i (2) hydrauliczna siła uderzenia zaworu wypełniającego można zmniejszyć o około 34 razy. Po zmodyfikowaniu programu sterowania wibracje wstrząsu zaworu wypełniającego są zamknięte po tłumienie, cylindrze i zaworu wypełniającego są wymieniane. Dźwięk jest znacznie zmniejszony. Po użyciu maszyny zginającej przez kilka miesięcy wadliwa część jest usuwana, nie widać żadnych znaków uszkodzeń i deformacji, a dno cylindra nie jest zepsute. Miara była minimalna, ale efekt był całkiem dobry.