Projekt układu hydraulicznego maszyny do gięcia

The Giętarka należy do rodzaju maszyn do kucia. Odgrywa główną rolę w przemyśle obróbki metali.Produkty znajdują szerokie zastosowanie w: przemyśle lekkim, lotnictwie, spedycji, metalurgii, instrumentach, urządzeniach elektrycznych, stali nierdzewnej wyroby stalowe, konstrukcje stalowe i branża dekoracyjna.

Układ hydrauliczny wykorzystuje pompę tłokową kompensującą ciśnienie do dostarczania oleju, sterowanie przepustnicą powrotu oleju, racjonalne wykorzystanie energii.Pionowy siłownik hydrauliczny wykorzystuje środki równoważące i blokujące, dzięki czemu działa bezpiecznie i niezawodnie.Na w tym samym czasie cylindry hydrauliczne, jak wykonanie komponentów, mają dużą siłę mocowania i siłę ścinającą.W przypadku materiału płyty ścinanej system jego działanie jest dobre.

Projekt systemów pras, systemów ścinania blach i systemów pomp hydraulicznych obejmuje projekt obwodu i strukturę przepompowni, układ i projekt niektórych niestandardowych komponentów.W procesie projektowania tak pozwala uzyskać zwartą konstrukcję, racjonalny układ i prostą produkcję.

Przegląd układu hydraulicznego

Do przesyłania energii w systemie zasilania strumieniowego można wykorzystać dowolne media (ciecz lub gaz), które przepływają w sposób naturalny lub mogą być wymuszone.Najwcześniejszym używanym płynem była woda, stąd nazwa hydraulika została zastosowana do systemów wykorzystujących ciecze.W nowoczesna terminologia hydraulika oznacza obwód wykorzystujący olej mineralny.Rysunek 1-1 przedstawia podstawowy zespół napędowy układu hydraulicznego. (Należy zauważyć, że woda powróciła pod koniec lat 90., a niektóre dzisiejsze systemy zasilania strumieniowego działają na wodzie morskiej.) Innym powszechnym płynem w obwodach zasilania cieczą jest sprężone powietrze.Jak pokazano na rysunku 1-2, powietrze atmosferyczne – sprężone 7 do 10 razy – jest łatwo dostępne i łatwo przepływa przez rury, rurki lub węże do przekazywać energię do wykonania pracy.Można zastosować inne gazy, takie jak azot lub argon, ale ich produkcja i przetwarzanie są drogie.

Władza jest w ogóle najmniej rozumiana przez przemysł.W większości zakładów jest niewiele osób bezpośrednio odpowiedzialnych za projektowanie lub konserwację obwodów zasilania płynami.Często mechanicy ogólni utrzymują obwody zasilania płynami, które pierwotnie istniały zaprojektowany przez sprzedawcę zajmującego się dystrybutorem płynów.W większości obiektów odpowiedzialność za systemy zasilania cieczą stanowi część zakresu obowiązków inżyniera mechanika.Problem w tym, że inżynierowie mechanicy zwykle otrzymują niewiele nie przeszli żadnego szkolenia w dziedzinie energetyki płynnej w college'u, więc nie są przygotowani do pełnienia tego obowiązku.Mając skromne szkolenie w zakresie zasilania płynami i więcej niż wystarczającą ilość pracy do wykonania, inżynier często polega na wiedzy specjalistycznej dystrybutora płynów.

Aby otrzymać zamówienie, sprzedawca dystrybutora chętnie zaprojektuje obwód i często pomaga w instalacji i uruchomieniu.To rozwiązanie działa całkiem nieźle, ale wraz z rozwojem innych technologii zmniejsza się moc płynu wiele funkcji maszyny.Zawsze istnieje tendencja do korzystania ze sprzętu najlepiej zrozumiałego dla zaangażowanych osób.

Cylindry i silniki zasilane cieczą są kompaktowe i mają wysoki potencjał energetyczny.Mieszczą się w małych przestrzeniach i nie zagracają maszyny.Urządzenia te mogą zostać zatrzymane na dłuższy czas, można je natychmiast odwrócić i można je uruchamiać w nieskończoność o zmiennej prędkości i często zastępują połączenia mechaniczne znacznie niższym kosztem.Przy dobrej konstrukcji obwodu źródło zasilania, zawory i siłowniki będą działać bezobsługowo przez dłuższy czas.Główną wadą jest brak zrozumienie sprzętu i zła konstrukcja obwodu, co może skutkować przegrzaniem i wyciekami.Przegrzanie ma miejsce, gdy urządzenie zużywa mniej energii niż zapewnia zasilacz.(Przegrzanie zwykle można łatwo zaprojektować na podstawie np kontrolowanie wycieków polega na zastosowaniu łączników typu O-ring z prostym gwintem do wykonywania połączeń rurowych lub złączy wężowych i kołnierzowych SAE w przypadku rur o większych średnicach.Zaprojektowanie obwodu pod kątem minimalnych wstrząsów i chłodnej pracy również zmniejsza przecieki.

Ogólna zasada dotycząca wyboru między hydrauliką a pneumatyką cylindrów brzmi: jeśli określona siła wymaga cylindra pneumatycznego o średnicy 4 lub 5 cali lub większej, wybierz hydraulikę.Większość obwodów pneumatycznych ma moc poniżej 3 KM, ponieważ wydajność sprężania powietrza jest niska.System wymagający 10 KM dla hydrauliki zużywałby około 30 do 50 koni mechanicznych sprężarki powietrza.Obwody powietrzne są tańsze w budowie, ponieważ nie jest wymagany oddzielny silnik napędowy koszty operacyjne są znacznie wyższe i mogą szybko zrekompensować niskie wydatki na komponenty.Sytuacje, w których 20-calowy.Cylinder pneumatyczny z otworem mógłby być ekonomiczny, gdyby uruchamiał się tylko kilka razy dziennie lub był używany do utrzymywania napięcia i nigdy nie był uruchamiany.

Zarówno obwody powietrzne, jak i hydrauliczne mogą pracować w obszarach niebezpiecznych, jeśli są używane ze sterownikami pneumatycznymi lub elektrycznymi sterownikami przeciwwybuchowymi.Przy zachowaniu pewnych środków ostrożności cylindry i silniki obu typów mogą pracować w wysokiej wilgotności atmosfery...lub nawet pod wodą.

W przypadku stosowania zasilania płynnego w pobliżu żywności lub środków medycznych najlepiej jest wyprowadzić wyloty powietrza poza czysty obszar i zastosować płyn na bazie roślinnej w obwodach hydraulicznych.

Niektóre zastosowania wymagają sztywności cieczy, więc może się wydawać konieczne użycie w takich przypadkach hydrauliki, nawet przy niskim zapotrzebowaniu na moc.W przypadku tych systemów należy zastosować kombinację powietrza do

Źródło zasilania i olej jako płyn roboczy pozwalają obniżyć koszty przy jednoczesnym zapewnieniu swobodnej kontroli z możliwością dokładnego zatrzymywania i trzymania.Systemy zbiorników powietrza i oleju, systemy cylindrów tandemowych, cylindry ze zintegrowanym sterowaniem i wzmacniacze to tylko niektóre z dostępnych komponentów.

Powód, dla którego płyny mogą przenosić energię, gdy są zawarte, najlepiej opisuje człowiek z XVII wieku, Blaise Pascal.Prawo Pascala jest jednym z podstawowych praw energii cieczy.Prawo to mówi: Ciśnienie w zamkniętym ciele płynnym działa jednakowo we wszystkich kierunkach i pod kątem prostym do powierzchni zawierających.Można to powiedzieć inaczej: jeśli zrobię dziurę w pojemniku lub przewodzie pod ciśnieniem, otrzymam PSO.PSO oznacza wytryskiwanie i przebijanie ciśnienia Linia cieczy pod ciśnieniem spowoduje zamoknięcie.Rysunek 1-3 pokazuje, jak to prawo działa w zastosowaniu z cylindrem.Olej z pompy przepływa do cylindra podnoszącego ładunek.Opór obciążenia powoduje wzrost ciśnienia wewnątrz cylindra, aż ładunek zacznie się poruszać.Gdy obciążenie jest w ruchu, ciśnienie w całym obwodzie pozostaje prawie stałe.Olej pod ciśnieniem próbuje wydostać się z pompy, rury i cylindra, ale te mechanizmy są na to wystarczająco mocne zawierać płyn. Kiedy nacisk na obszar tłoka staje się wystarczająco wysoki, aby pokonać opór obciążenia, olej zmusza ładunek do przemieszczenia się w górę.Zrozumienie prawa Pascala ułatwia zrozumienie działania wszystkich obwodów hydraulicznych i pneumatycznych funkcjonować.

Zwróć uwagę na dwie ważne rzeczy w tym przykładzie.Po pierwsze, pompa nie wytwarzała ciśnienia;wytwarzał jedynie przepływ.Pompy nigdy nie wytwarzają ciśnienia.Dają tylko przepływ.Opór przepływu pompy powoduje powstanie ciśnienia.To jedna z podstawowych zasad moc płynu, która ma pierwszorzędne znaczenie przy rozwiązywaniu problemów z obwodami hydraulicznymi.Załóżmy, że maszyna z uruchomioną pompą wskazuje na manometrze prawie 0 psi.Czy to oznacza, że ​​pompa jest uszkodzona?Bez przepływomierza na wylocie pompy, mechanicy mogliby zmienić pompę, ponieważ wielu z nich uważa, że ​​pompy wytwarzają ciśnienie.Problemem w tym obwodzie może być po prostu otwarty zawór, który umożliwia przepływ całego przepływu pompy bezpośrednio do zbiornika.Ponieważ przepływ wylotowy pompy nie widzi opór, manometr wskazuje niewielkie ciśnienie lub nie pokazuje go wcale.Po zainstalowaniu przepływomierza byłoby oczywiste, że z pompą wszystko jest w porządku, dlatego należy znaleźć i usunąć inne przyczyny, takie jak otwarta droga do zbiornika.

Kolejnym obszarem pokazującym wpływ prawa Pascala jest porównanie dźwigni hydraulicznej i mechanicznej.Rysunek 1-4 pokazuje, jak działają oba te systemy.W obu przypadkach duża siła jest równoważona przez znacznie mniejszą siłę ze względu na różnica w długości ramienia dźwigni lub powierzchni tłoka. Należy zauważyć, że dźwignia hydrauliczna nie jest ograniczona do określonej odległości, wysokości lub lokalizacji fizycznej, jak ma to miejsce w przypadku dźwigni mechanicznej.Jest to zdecydowana zaleta wielu mechanizmów, bo większości projekty wykorzystujące moc płynu zajmują mniej miejsca i nie są ograniczone względami pozycyjnymi.Cylinder, siłownik obrotowy lub silnik płynowy o niemal nieograniczonej sile lub momencie obrotowym mogą bezpośrednio popychać lub obracać element maszyny.Te działania wymagają jedynie linii przepływu do i od siłownika oraz urządzeń sprzężenia zwrotnego w celu wskazania położenia.Główną zaletą uruchamiania podnośników jest precyzyjne pozycjonowanie i możliwość sterowania bez sprzężenia zwrotnego.

Na pierwszy rzut oka może się wydawać, że dźwignia mechaniczna lub hydrauliczna pozwala oszczędzać energię. Na przykład: 40 000 funtów jest utrzymywane w miejscu przez 10 000 funtów na rysunku 1-4.Należy jednak zauważyć, że stosunek ramion dźwigni do powierzchni tłoka wynosi 4:1.Oznacza to, że dodając dodatkową siłę, powiedzmy do strony o masie 10 000 funtów, obniża się ona, a strona o masie 40 000 funtów podnosi się.Kiedy ciężar o masie 10 000 funtów przesunie się w dół o odległość 10 cali, ciężar o masie 40 000 funtów przesunie się tylko o 2,5 cala.

Praca jest miarą siły przemieszczającej się na drodze.(Praca = siła X odległość). Pracę zwykle wyraża się w stopofuntach i, jak wynika ze wzoru, jest ona iloczynem siły w funtach i odległości w stopach.Kiedy cylinder podnosi ładunek o masie 20 000 funtów na odległość 3 stóp, cylinder wykonuje pracę o wartości 200 000 funtów na stopę.Ta czynność może nastąpić w ciągu trzech sekund, trzech minut lub trzech godzin bez zmiany ilości pracy.

Gdy praca zostanie wykonana w określonym czasie, nazywa się to mocą.{Moc = (Siła X Odległość) / Czas.} Powszechną miarą mocy jest moc konia - termin zaczerpnięty z początków, kiedy większość ludzi mogła odnieść się do siły konia.Pozwoliło to przeciętnego człowieka do wykorzystania nowych środków mocy, takich jak maszyna parowa.Moc to szybkość wykonywania pracy.Jeden koń mechaniczny definiuje się jako ciężar w funtach (siła), jaki koń może podnieść jedną stopę (odległość) w ciągu jednej sekundy (czas).Dla okazało się, że przeciętny koń waży 550 funtów.jedną stopę w ciągu jednej sekundy.Zmieniając czas na 60 sekund (jedną minutę), zwykle podaje się go jako 33 000 ft-lb na minutę.

W większości obwodów hydraulicznych nie ma potrzeby uwzględniania ściśliwości, ponieważ olej można sprężać tylko w bardzo małej ilości.Zwykle uważa się, że ciecze są nieściśliwy, ale w prawie wszystkich układach hydraulicznych znajduje się trochę powietrza.Pęcherzyki powietrza są tak małe, że nawet osoby o dobrym wzroku nie mogą ich zobaczyć, ale pęcherzyki te zapewniają ściśliwość około 0,5% na 1000 psi.

Zastosowania, w których ta niewielka stopień ściśliwości ma niekorzystny wpływ, obejmują: jednosuwowy olej pneumatyczny wzmacniacze;systemy działające przy bardzo dużej liczbie cykli;systemy serwo, które utrzymują położenie lub ciśnienie z małą tolerancją;oraz obwody zawierające duże ilości płynu.W tej książce, przedstawiając obwody, w których ściśliwość jest czynnikiem, zostanie to wskazane wraz ze sposobami jej ograniczenia lub umożliwienia.

Inną sytuacją, która sprawia wrażenie, że ściśliwość jest większa niż podano wcześniej, jest sytuacja, gdy rury, węże i rury cylindrów rozszerzają się pod ciśnieniem.Wymaga to większej objętości płynu, aby wytworzyć ciśnienie i wykonać pożądaną pracę.

Ponadto, gdy cylindry naciskają na obciążenie, elementy maszyny wytrzymujące tę siłę mogą się rozciągać, co ponownie powoduje konieczność przedostania się większej ilości płynu do cylindra przed zakończeniem cyklu.

Jak powszechnie wiadomo, gazy są bardzo ściśliwe.Niektóre aplikacje korzystają z tej funkcji.W większości obwodów zasilania cieczą ściśliwość nie jest korzystna;w wielu przypadkach jest to wada.Oznacza to, że najlepiej jest wyeliminować wszelkie powietrze uwięzione w a obwód hydrauliczny, aby umożliwić krótsze czasy cykli i uczynić system bardziej sztywnym.