ONTWERP VAN EEN DUBBELE WERKINGSMODEL BLADAPPARAAT

  Een bladvouwmachine die hydraulisch bediend kan worden door twee hydraulische cilinders of handmatig (met ontkoppelde cilinders) werd ontworpen. De ontwerpbehoefte kwam voort uit het gespannen nationale elektriciteitsnet dat recentelijk door industriëlen en huishoudens in Zimbabwe grote stroomuitval heeft ondervonden. Met de machine kunnen fabrikanten zwaardere taken plannen tijdens periodes dat de stroomtoevoer is opgestart en lichtere taken hebben tijdens periodes van stroomonderbreking. Vandaar dat ze hun werkplaatsen gedurende de dagelijkse productieverschuivingen kunnen gebruiken. De twee hydraulische cilinders kunnen worden losgekoppeld van de vouwbalk van de machine, zodat handmatige bediening kan worden uitgevoerd via een handmatig klemhefboomsysteem. De vouwkracht op volle capaciteit is 294,6 KN (29,46 Ton), totale buiglengte van 1,8 m en een werkhoogte van 1 m. De vouwkracht neemt in de handmatige bedieningsmodus aanzienlijk af tot 500 N, in aanmerking genomen dat gemiddeld een bediening die kracht met de hand kan uitoefenen. Een studentenversie van Simulation X 3.5 werd gebruikt om de hydraulische werking van de machine te simuleren.

  INLEIDING Buig- en vouwbladen voor plaatstaal voor de productie van een breed scala aan duurzame consumptiegoederen. De vraag naar goederen die volledig of tenminste gedeeltelijk uit gebogen plaatwerkdelen bestaat, belooft hoog te blijven. Typische producten gemaakt van vouwen van plaatstaal omvatten behuizingen, elektrische dozen, omhulsels voor elektrische en elektronische gadgets, trays, deksels, troggen, luchtkanalen en schoorstenen. De pape zal het ontwerp van de componenten van de vouwmachine uitdrukken die uit de vouwbalk, de klembalk, het hydraulische systeem, selectie van een pomp om het hydraulische systeem te bekrachtigen, ontwerp van de hydraulische cilinderverbindingen zodanig dat zij gemakkelijk kunnen zijn ontkoppeld van hydraulische naar handmatige modus. Momenteel wordt het grootste deel van de beschikbare machines voor het vouwen van plaatmateriaal met de hand bediend, terwijl er weinig hydraulisch bediende exemplaren bestaan. De werking van hydraulische vouwmachines wordt sterk beïnvloed door de stroomuitval, vandaar de behoefte aan een machine die zowel op hydraulische als handmatige modus werkt. Het ontwerpen van een machine met dubbele werkingsmodus geeft de fabrikanten meer flexibiliteit met betrekking tot beperkte middelen in vergelijking met het kopen van twee machines met verschillende bedrijfsmodi, zodat de andere kan worden opgeborgen als er geen stroomvoorziening is. Om dit probleem op te lossen, richt dit artikel zich op het ontwerp van een dubbelwerkende vouwmachine voor plaatstaal die in de kortste tijd kan worden uitgeschakeld van de hydraulische modus naar de handmatige modus. Met de groei van kleine en middelgrote ondernemingen (MKB) over de hele wereld, kan de vouwmachine worden gebruikt om een ​​breed scala aan producten te produceren in kleine fabrieken voor de lokale markt, evenals buitenlandse markten met een laag stroomverbruik, omdat de operators kunnen kiezen om in te schakelen de handmatige modus, zelfs tijdens periodes dat er stroom is.

CLASSIFICATIE VAN BLADMETALEN BUIGINGSPROCESSEN

  Er zijn verschillende plaatbewerkingbewerkingen, bijvoorbeeld lasersnijden en buigen, ponsen, dieptrekken en hertekenen, buigen, incrementeel vormen, afschuiven en stansen, strekvorming, rubber hydroforming, spinnen en explosievorming (Groover, 2010). Buigen langs een rechte lijn is de meest voorkomende van alle velvormende processen; het kan op verschillende manieren worden gedaan, zoals het vormen langs de volledige bocht in een matrijs, of door afvegen, vouwen of flenzen in speciale machines, of het schuiven van het vel over een straal in een matrijs (Marciniak, 2002). De termen vouwen en buigen worden los gebruikt in de plaatwerkindustrie en zijn grotendeels verwisselbaar in het spraakgebruik, om precies te zijn, de term 'vouwen' verwijst naar scherpe hoeken met een minimale buigradius en de term 'buigen' verwijst naar doorbuiging van relatief grote hoekradii. Vouwen en buigen omvat de vervorming van materiaal langs een rechte lijn in slechts twee dimensies (Timings, 2008).

Buigen met drukremmen

  Buigen is een metaalvormingsproces waarbij een kracht wordt uitgeoefend op een stuk plaatmetaal waardoor het onder een hoek wordt gebogen en de gewenste vorm wordt gevormd (Manar, 2013). Het proces wordt meestal uitgevoerd op een machine die een afkantpers wordt genoemd en die handmatig of automatisch kan worden bediend. Voor het buigen van plaatwerk is een ondergereedschap (matrijs) op een onderste stationaire balk (bed) gemonteerd en is een bovenste gereedschap (pons) op een bewegende bovenbalk (ram) gemonteerd (Simons, 2006). De tegenovergestelde configuratie is ook mogelijk. Buigen produceert een V-vorm, U-vorm of kanaalvorm langs een rechte as in ductiele materialen, meestal plaatmetaal. Veelgebruikte apparatuur omvat bak- en pannemmen, rempersen en andere gespecialiseerde machinepersen. Een typische kantpers is geïllustreerd in figuur 1.

  Buigen met V-matrijzen kan op twee verschillende manieren worden gebruikt: voor "luchtbuigen" of voor "dieptepunt". Bij het buigen van de lucht stopt de pons op een bepaalde afstand boven de bodem. De matrijsset kan worden gebruikt voor buiging onder elke hoek groter dan 85 °. De dieptemaker buigt het plaatmetaal onder een hoek van de matrijs, die 90 ° of een andere hoek kan zijn. Beide typen V-vormbuigen maken buiging over mogelijk, wat betekent dat de bochten onder 90 ° kunnen worden geproduceerd. Figuur 2 toont V-buigende matrijsets.

Plaatwerk vouwmachines

  Het vouwen van het bladmetaal wordt uitgevoerd op de vouwmachine van het bladmetaal. De machine bestaat uit een klembalk die het plaatwerk beperkt, en een vouwstraal die de vouwbewerking uitvoert. De klemmende balk bestaat uit een afneembaar klemmende blad en de vouwbalk van een hard en afneembaar segment, hierdoor kunnen beschadigde segmenten worden vervangen. Een ander kenmerk van de vouwmachine is een achtermaat die zorgt voor de hoogste herhaalbaarheid van het werk. Er zijn twee soorten vouwmachines voor plaatmetaal beschikbaar, een die op hydraulische wijze werkt en een die handmatig werkt. Handmatige vouwmachines hebben echter enkele nadelen omdat ze niet bevorderlijk zijn voor hogere productiesnelheden, kwaliteit of herhaalbaarheid; ze zijn echter geschikt voor lichte werkbelastingen met een lage planning. Hydraulisch aangedreven vouwmachines voor plaatstaal gaan de nadelen van met de hand bediende plooimachines van plaatstaal tegen, maar ze hebben een beperking omdat ze worden beïnvloed door stroomuitval. Het ontwerp op een opklapbare machine die zowel op hydraulische als handmatige modus werkt, minimaliseert dus de impact van stroomuitval op de productiesnelheid en verbetert tegelijkertijd het kwaliteitswerk door het plannen van lichte werkbelastingen tijdens periodes van stroomuitval en planning van andere veeleisende workloads tijdens periodes waarin elektriciteit beschikbaar is. Hydraulisch Power System Plaatbewerkingsmachines kunnen worden geclassificeerd volgens energievoorziening. Vijf categorieën kunnen als volgt worden geïdentificeerd; Mechanisch: waar de werkkracht wordt geleverd door een mechanisch middel zoals een nok of hendel. Hydraulisch: deze gebruiken de druk van water of andere vloeibare media. Stomen: ze gebruiken stoom onder druk. Elektromagnetisch: Gebruikt elektromagnetische kracht. Het hydraulische systeem werd gekozen voor de vouwmachine vanwege de volgende voordelen ten opzichte van andere methoden van krachtoverbrenging (Dawei, 2008):

• Eenvoudiger ontwerp - In de meeste gevallen vervangen enkele voorgekorste componenten gecompliceerde mechanische koppelingen.

• Flexibiliteit - Hydraulische componenten kunnen met grote flexibiliteit worden geplaatst. Buizen en slangen in plaats van mechanische elementen elimineren locatieproblemen praktisch.

• Gladheid - Hydraulische systemen werken soepel en stil. Trillingen worden tot een minimum beperkt.

• Controle - Het besturen van een breed scala aan snelheden en krachten is eenvoudig mogelijk. • Kosten - Hoog rendement met minimaal wrijvingsverlies houdt de kosten van een krachtoverbrenging tot een minimum beperkt.

• Overbelastingsbeveiliging - Automatische kleppen bewaken het systeem tegen een storing door overbelasting. Het grootste nadeel van een hydraulisch systeem is het handhaven van de precisieonderdelen wanneer ze worden blootgesteld aan slechte klimaten en vuile omgevingen, vandaar dat bescherming tegen roest, corrosie, vuil, olieverslechtering en andere ongunstige omgevingsomstandigheden erg belangrijk is. Verwijdering van de hydraulische vloeistof is ook een bedreiging voor het milieu.

ONTWERP VAN DE VOUWMACHINE-COMPONENTEN

  Gedetailleerde ontwerpberekeningen voor het dimensioneren van de componenten van de vouwmachine worden in dit gedeelte uitgevoerd. De beginvoorwaarden voor het baseren van het ontwerp staan ​​in Tabel 1.

Maximale vouwkracht

  De kracht vereist om vouwen uit te voeren hangt af van de sterkte, dikte en lengte van het plaatmetaal (Groover, 2010). Het maximum

Clamping Beam Design

  De klemstraal oefent een kracht uit die het plaatmetaal op het vouwbed houdt. De neerhoudkracht bij het uitvoeren van de vouwbewerking is 50% de vereiste vouwkracht omdat deze wordt toegepast over twee uiteinden van de machine. Daarom wordt de klemkracht gegeven door:

Klemkracht = 0,5 x vouwkracht

Klemkracht = 0,5 x 294,6 kN

Klemkracht = 147,3 kN

  De klemmende balk is zodanig ontworpen dat hij op zijplaten is gelast die zijn verbonden met een klemmechanisme zoals weergegeven in figuur 3.

  De klemmechanismen bevinden zich aan beide zijden van de klembalk, maar de klemknop bevindt zich slechts aan één uiteinde. De stelschroeven op het klemmechanisme moeten bestand zijn tegen de klemkracht waaraan ze worden blootgesteld. De bediening van het klemmechanisme is geïllustreerd in figuur 4.

  De belasting wordt gelijk verdeeld aan beide zijden van het klemmechanisme en is daarom gelijk aan de helft van de klemkracht die 73,65 kN bedraagt. Toegestane spanningsniveaus tot 75% van de bewijskracht moeten worden gebruikt in de bouten van het klemmechanisme. Het geselecteerde materiaal voor het klemmechanisme volgens de Society of Automotive Engineers (SAE), is klasse 4 zonder kopmarkering en teststerkte van 65 ksi.

  Dan is de toelaatbare stress:

a = 0,75 x proefsterkte ... (2)

a = 0,75 x 65000 psi

a = 48759

  psi De kracht aan elke kant van het klemmechanisme is 73,65 kN = 16,55

  klb Daarom is het vereiste trekgebied waarop de kracht zou moeten reageren:

a t Laad A ... (3)

2 48750/16550 lb in lb Op 2

Op 0.339 in

  Het trekspanningsgebied van 0,339 in2 vereist een diameter van 7/8 inch, wat overeenkomt met 22,22 mm. Daarom moet de diameter van de klemmechanismekolom 22,22 mm zijn met een schroefdraad van 9 draden per inch.

  Ontwerp van de vouwstraal

  Figuur 5 toont het vooraanzicht voor de vouwstraal

  De balk wordt ondersteund aan zijn twee uiteinden en de andere kracht (inclusief het gewicht) die op de balk inwerkt, is de maximaal benodigde vouwkracht van 294,6 kN die uniform over de lengte van de straal werkt. Figuur 6 geeft de belasting op de balk weer.

  Totale kracht werkend op de bundel = (294.6 + 58.135t) kN

  Het nemen van momenten en het oplossen van krachten op bepaalde punten langs de vouwstraal en het in rekening brengen van een veiligheidsfactor van n = 3 en een toelaatbare spanning van 350 MPa, blijkt t de volgende waarde te hebben;

  t = 0,015 of t = -0,015

  Daarom is de dikte van de vouwbalk 15 mm.