PROJEKT Z PODWÓJNĄ MASZYNĄ SKŁADOWĄ

  Zaprojektowano maszynę do składania arkuszy, którą można obsługiwać hydraulicznie za pomocą dwóch cylindrów hydraulicznych lub ręcznie (przy wyłączonych cylindrach). Projekt musiał pochodzić z napiętego krajowego systemu sieci elektrycznych, który ostatnio widział przemysłowców i gospodarstwa domowe w Zimbabwe, które doświadczają poważnych przerw w dostawie prądu. Maszyna umożliwia producentom planowanie cięższych prac w okresach zwiększonego zapotrzebowania na energię i lżejszych prac w okresach przerw w zasilaniu, a tym samym prowadzenia warsztatów podczas codziennych zmian produkcyjnych. Dwa cylindry hydrauliczne można odłączyć od belki składanej maszyny, dzięki czemu można ręcznie obsługiwać za pomocą ręcznego układu dźwigni zaciskowej. Siła składania przy pełnej wydajności wynosi 294,6 KN (29,46 Ton), całkowita długość zginania 1,8 m, a wysokość robocza 1 m. Siła składania znacznie maleje w ręcznym trybie pracy do 500 N, biorąc pod uwagę, że średnio operatorzy mogą ręcznie wywierać tę siłę. Studencka wersja Simulation X 3.5 została użyta do symulacji hydraulicznej pracy maszyny.

  WPROWADZENIE Zaginanie i składanie blach zapewnia produkcję szerokiej gamy trwałych dóbr konsumpcyjnych. Zapotrzebowanie na towary, które w całości lub przynajmniej częściowo składają się z wygiętych części z blachy, nadal pozostaje wysokie. Typowe produkty wykonane z blachy składają się z obudów, skrzynek elektrycznych, obudów do elektrycznych i elektronicznych gadżetów, tacek, pokryw, koryt, kanałów powietrznych i kominów. Taśma będzie artykułować konstrukcję elementów składarki, które składają się z belki składanej, belki mocującej, układu hydraulicznego, wyboru pompy do zasilania układu hydraulicznego, konstrukcji połączeń siłowników hydraulicznych, tak aby można je było łatwo odłączony od trybu hydraulicznego do ręcznego. Obecnie większość dostępnych maszyn do zwijania blachy obsługiwana jest ręcznie, podczas gdy niewiele jest sterowanych hydraulicznie. Na pracę hydraulicznych maszyn składających duży wpływ mają przerwy w zasilaniu, stąd potrzeba maszyny pracującej zarówno w trybie hydraulicznym, jak i ręcznym. Projektowanie maszyny z podwójnym trybem pracy daje producentom większą elastyczność przy ograniczonych zasobach w porównaniu do zakupu dwóch maszyn z różnymi trybami pracy, tak aby drugie urządzenie mogło zostać odstawione, gdy nie ma zasilania. Aby poradzić sobie z tym problemem, niniejszy artykuł koncentruje się na projektowaniu dwuwarstwowej maszyny do składania blachy metalowej, która ma możliwość wyłączenia z trybu hydraulicznego do trybu ręcznego w najkrótszym czasie. Wraz z rozwojem małych i średnich przedsiębiorstw (MŚP) na całym świecie, maszyna do składania może być wykorzystana do produkcji szerokiej gamy produktów w małych fabrykach na rynek lokalny, a także na rynkach zagranicznych o niskim zużyciu energii, ponieważ operatorzy mogą wybrać przejście na tryb ręczny nawet w okresach, gdy występuje zasilanie.

KLASYFIKACJA PROCESÓW ZGNIATANIA METALU BLACH

  Istnieją różne operacje obróbki blachy, na przykład cięcie laserowe i gięcie, dziurkowanie, głębokie tłoczenie i przerysowanie, gięcie, formowanie przyrostowe, ścinanie i wygaszanie, formowanie rozciągające, hydroformowanie gumowe, formowanie przędzalnicze i wybuchowe (Groover, 2010). Gięcie wzdłuż linii prostej jest najczęstszym ze wszystkich procesów formowania arkuszy; można to zrobić na różne sposoby, takie jak formowanie wzdłuż całego zagięcia w matrycy, lub wycieranie, składanie lub zwijanie w specjalne maszyny lub przesuwanie arkusza przez promień w matrycy (Marciniak, 2002). Terminy składania i gięcia są luźno stosowane w przemyśle blacharskim i są w dużym stopniu zamienne w powszechnym języku, a dokładniej, termin "składanie" odnosi się do ostrych narożników o minimalnym promieniu zgięcia, a termin "zginanie" odnosi się do odchyleń względnych duże promienie naroża. Składanie i zginanie obejmuje deformację materiału wzdłuż linii prostej tylko w dwóch wymiarach (Timings, 2008).

Gięcie za pomocą hamulców prasy

  Gięcie to proces formowania metalu, w którym siła jest przykładana do kawałka blachy, powodując jego zginanie pod kątem i kształtowanie pożądanego kształtu (Manar, 2013). Proces jest zwykle wykonywany na maszynie zwanej prasą krawędziową, którą można obsługiwać ręcznie lub automatycznie. Aby zgiąć blachę, dolne narzędzie (matryca) jest zamontowane na dolnej, stacjonarnej belce (łóżku), a górne narzędzie (stempel) jest zamontowane na ruchomej górnej belce (ramie) (Simons, 2006). Odwrotna konfiguracja jest również możliwa. Gięcie wytwarza kształt litery V, kształt litery U lub kształt kanału wzdłuż prostej osi z materiałów ciągliwych, najczęściej blach. Powszechnie stosowanym sprzętem są hamulce skrzyniowe i pancerne, prasy hamulcowe i inne wyspecjalizowane maszyny. Typowy prasę krawędziową przedstawiono na rysunku 1.

  Gięcie matrycowe w kształcie litery V można stosować na dwa różne sposoby: do "gięcia pneumatycznego" lub "do dna". Podczas gięcia pneumatycznego stempel zatrzymuje się pewną odległość nad dnem. Zestaw matryc może być używany do zginania pod dowolnym kątem większym niż 85 °. Dolna matryca wygina blachę pod kątem matrycy, która może być 90 ° lub dowolnym innym kątem. Oba typy gięcia matrycowego typu "V" umożliwiają nadmierne zginanie, co oznacza, że ​​można wygiąć pod kątem 90 °. Figura 2 pokazuje zestawy matryc do gięcia V.

Maszyny do falcowania blachy

  Proces składania blach wykonywany jest na maszynie do składania blachy. Maszyna składa się z belki mocującej, która przytrzymuje blachę, oraz składanej belki, która wykonuje operację składania. Belka dociskająca składa się z odłączalnego ostrza mocującego i składanej belki twardego i usuwanego segmentu, co pozwala na wymianę uszkodzonych segmentów. Inną cechą składarki jest tylny manometr, który pozwala na najwyższą powtarzalność pracy. Dostępne są dwa rodzaje maszyn do zwijania blachy, jeden zasilany hydraulicznie i obsługiwany ręcznie. Ręczne maszyny składające mają jednak pewne wady, ponieważ nie sprzyjają wyższym szybkościom produkcji, jakości lub powtarzalności; jednakże są odpowiednie do lekkich obciążeń o niskim czasie planowania. Zasilane hydraulicznie maszyny do składania blachy przeciwdziałają wadom ręcznie obsługiwanych maszyn do składania blachy, ale mają one ograniczenia polegające na tym, że mają wpływ na przerwy w dostawie prądu. W związku z tym konstrukcja na maszynie składającej, która działa zarówno w trybie hydraulicznym, jak i ręcznym, zminimalizuje wpływ przerw w dostawie prądu na wydajność produkcji, a jednocześnie poprawi jakość pracy poprzez planowanie lekkich obciążeń w okresach przerw w dostawie prądu i planowaniu innych wymagające obciążenia w okresach, w których dostępna jest energia elektryczna. Hydrauliczny system zasilania Maszyny do obróbki blachy można klasyfikować według zapotrzebowania na energię. Pięć kategorii można zidentyfikować w następujący sposób; Mechaniczne: gdy siła robocza jest dostarczana przez niektóre mechaniczne środki, takie jak krzywka lub dźwignia. Hydrauliczne: Wykorzystują ciśnienie wody lub innych mediów płynnych. Para: używają pary pod ciśnieniem. Elektromagnetyczne: Wykorzystuje siłę elektromagnetyczną. Hydrauliczny układ napędowy został wybrany do maszyny do składania ze względu na następujące zalety w stosunku do innych metod przenoszenia mocy (Dawei, 2008):

• Prostszy projekt - w większości przypadków kilka wstępnie zaprojektowanych komponentów zastąpi skomplikowane połączenia mechaniczne.

• Elastyczność - elementy hydrauliczne mogą być umieszczone ze znaczną elastycznością. Rury i węże zamiast elementów mechanicznych praktycznie eliminują problemy lokalizacyjne.

• Gładkość - układy hydrauliczne pracują płynnie i cicho. Wibracje są ograniczone do minimum.

• Sterowanie - Kontrola szerokiego zakresu prędkości i sił jest łatwo możliwa. • Koszt - Wysoka sprawność przy minimalnym współczynniku tarcia minimalizuje koszt transmisji mocy.

• Zabezpieczenie przed przeciążeniem - Automatyczne zawory chronią system przed awarią przed przeciążeniem. Główną wadą układu hydraulicznego jest utrzymanie precyzyjnych części, gdy są wystawione na zły klimat i zanieczyszczoną atmosferę, dlatego bardzo ważne jest zabezpieczenie przed rdzą, korozją, zabrudzeniem, pogorszeniem stanu oleju i innymi niekorzystnymi warunkami środowiskowymi. Utylizacja płynu hydraulicznego stanowi również zagrożenie dla środowiska.

PROJEKTOWANIE SKŁADNIKÓW SKŁADANYCH MASZYN

  W tej sekcji dokonano szczegółowych obliczeń projektowych dotyczących wymiarowania elementów składanych maszyny. Początkowe warunki oparcia projektu są podane w Tabeli 1.

Maksymalna siła składania

  Siła wymagana do wykonania składania zależy od wytrzymałości, grubości i długości blachy (Groover, 2010). Maksymalny

Projekt belek mocujących

  Belka dociskowa wywiera siłę, która utrzymuje arkusz metalu na złożonym łóżku. Siła docisku podczas wykonywania operacji składania wynosi 50% wymaganej siły składania, ponieważ jest ona nakładana na dwa końce maszyny. Dlatego siła mocowania jest określona przez:

Siła zacisku = 0,5 x siła fałdowania

Siła mocowania = 0,5 x 294,6 kN

Siła mocowania = 147,3 kN

  Belka mocująca jest zaprojektowana w taki sposób, że jest przyspawana do płyt bocznych, które są połączone z mechanizmem zaciskowym, jak pokazano na rysunku 3.

  Mechanizmy zaciskowe znajdują się po obu stronach belki mocującej, ale pokrętło zaciskowe znajduje się tylko na jednym końcu. Śruby regulacyjne mechanizmu zaciskowego muszą być odporne na siłę docisku, na którą są narażone. Działanie mechanizmu zaciskowego przedstawiono na rysunku 4.

  Obciążenie jest dzielone równo po obu stronach mechanizmu zaciskowego, dlatego jest równe połowie siły mocowania wynoszącej 73,65 kN. Dopuszczalne poziomy naprężenia do 75% siły dowodzenia są stosowane w śrubach mechanizmu zaciskowego. Wybranym materiałem do mechanizmu zaciskowego według Society of Automotive Engineers (SAE) jest gatunek 4 bez oznakowania głowicy i wytrzymałości na próbę 65 ksi.

  Następnie dopuszczalne obciążenie wynosi:

a = 0,75 x wytrzymałość dowodową ... (2)

a = 0,75 x 65000 psi

a = 48759

  psi Siła z każdej strony mechanizmu zaciskowego wynosi 73,65 kN = 16,55

  klb Dlatego wymagana strefa rozciągania, do której powinna oddziaływać siła, to:

a t Załaduj A ... (3)

2 48750/16550 funtów w funtach Przy 2

Przy 0.339 w

  Powierzchnia naprężenia rozciągającego 0,339 in2 wymaga średnicy 7/8 cala, co odpowiada 22,22 mm. W związku z tym średnica kolumny mechanizmu zaciskowego powinna wynosić 22,22 mm z gwintem przewodzącym 9 nitek na cal.

  Konstrukcja składanej belki

  Figura 5 pokazuje widok z przodu dla belki składanej

  Belka jest podtrzymywana na jej dwóch końcach, a druga siła (w tym jej ciężar) działająca na belkę jest maksymalną wymaganą siłą składającą 294,6 kN działającą równomiernie na całej długości belki. Figura 6 przedstawia obciążenie belki.

  Siła całkowita działająca na wiązkę = (294,6 ± 58.135t) kN

  Przyjmując momenty i siły rozdzielające w określonych punktach wzdłuż belki składanej i uwzględniając współczynnik bezpieczeństwa n = 3, i dopuszczalne naprężenie o wartości 350 MPa, t ma następującą wartość;

  t = 0,015 lub t = -0,015

  Dlatego grubość belki składanej wynosi 15 mm.