Oorzaak analyse en oplossing voor het breken en vallen van de cilinderbodem van de buigmachinescilinder

Nadat een bepaalde buigmachine enkele maanden was gebruikt, bleek dat de onderkant van de cilinder brak en de onderkant van de cilindercilinder viel en de vulklep ook brak.

De bodem van de cilinder wordt getoond in figuur 1 en de schade van de vulklep wordt getoond in figuur 2. De impact -trillingen en het metaalkloppende geluid van de vulklep kunnen duidelijk worden gevoeld tijdens het werk van de buigmachine.

（1） Positief （2） Negatief

Afbeelding 1— - Bottombreuk op de machine -cilinderbodem

Afbeelding 2— - Vulklepstoelbreuk

1. Analyse van de onderste sterkte van de cilinder

Figuur 3 toont de structuur en de hoofdafmetingen van het onderste deel van de cilinder van de buigmachine. Figuur 4 toont de structuur en de hoofdafmetingen van de vulklep. De vulklep is geïnstalleerd in het gat van φ105H8 aan de onderkant van de cilinder en wordt gedrukt door de afdekplaat. De afdekplaat en de onderkant van de cilinder zijn verbonden door schroeven en het olie -inlaatgat wordt geopend in de afdekplaat. De vulklep is van een normaal open type structuur, waarbij de poort A een vloeistofvulgat (φ63 gat) is, en de ringvormige ruimte van de buitenste ring van de klepstoel communiceert met het vloeistofvulgat van de oliecilinder en de Poort B communiceert met de oliecilinder door het gat van de bodem van de cilinder. De X -poort is de hydraulische controlepoort en de X -poortdrukolie duwt de klepkern om te bewegen, zodat het kegeloppervlak van de klepkern samenwerkt met de klepstoeloppervlak om afdichting te bereiken. Omdat de diameter van de klepkern groter is dan de diameter van het kegelvlak, wordt de klepkern gesloten onder de controleoliedruk, de drukregelverhouding: i = 662/622 = 1.133

Afbeelding 3— - Bottomstructuur en grootte van de machine -cilindercilinder

Figuur 4— - Vullende klepstructuur en hoofdafmetingen

1.1 afschuifkracht aan de onderkant van de cilinder

Om de onderkant van de cilinder volledig te verwijderen, kan deze worden berekend volgens de afschuifkracht:

F = πdtrm （1）

D ——— De diameter van het vulgat van de vulklep;

t ——— De dikte van de bodem van de cilinder,

RM ——— De treksterkte van het materiaal van de cilinder, RM ≈ 450MPa

Dus: F ≈ 1780kn

Daarom is een kracht van 1780 kN vereist om de bodem van de cilinder volledig te verwijderen.

Bereken de statische belasting van de spoel volgens de diameter van de klepstekker:

F1 = pa = pπd2/4 （2）

P ——— Maximale druk van het hydraulisch systeem, P = 20MPa

D ——— Klepdiameter, D = φ66mm

Gegevens vervangen: F1 = 68KN

Dat wil zeggen, de statische belastingskracht F1 ≤ F van de klepkern is niet de belangrijkste oorzaak van de bodem van de cilinder.

1.2 Impulse stelling

F2*△ t = m*△ v (3)

Botsingstijd tussen stijve lichamen: △ t = 0,01 ~ 0,1s

Kwaliteit van de spoel: M = 1 kg

Spool Bewegingssnelheid:

V = 10*qn/60/π*[(d1/20) 2 - (d1/20) 2] (4)

Q ——— Pompverplaatsing, q = 80 ml/r;

n ——— Motorsnelheid, n = 1750r/min;

D1 ——— Spooldiameter;

D1 ——— Veerstaafdiameter.

Gegevens vervangen: v = 682 mm/s

Het aantal vloeistofvulkleppen is 2, omdat de bewegingsweerstand van het kleplichaam van de vulklep groot is, de beweging van de vulklep van de twee cilinders heeft een volgorde, dus de pompkern van één vulklep wordt berekend volgens De volledige stroom van de pomp, V = 682 mm/ s.

Vervolgens volgens formule (3):

F2 = m · △ v/△ t ≈ 6.8 ~ 68n

Het kan bekend zijn dat f2 ≤ f, dat wil zeggen dat de kwaliteit van de spoel niet de oorzaak is van de breuk van de bodem van de cilinder.

1.3 Impact van hydraulische druk

Nadat de vloeistof de spoel heeft geduwd, sluit u de hydraulische druk van de spoel af:

F3 = pπd2/4 (5)

De hydraulische druk wordt overgedragen naar de bodem van de cilinder door de klepstoel van de vulklep. Nadat de spoel is gesloten, is het actieve oppervlak van de olie de maximale buitendiameter van de gehele stoel en kan de continue stuwkracht gelijkwaardig worden beschouwd als de massa M van het object.

Daarom kan het worden verkregen: M = F3 ≈ 173Kn = 17300kg

Volgens de formule (3) Impulse -stelling:

F4 = 117kn ~ 1179Kn

Onder ernstige omstandigheden ligt de impactkracht F4 dicht bij de afschuifkracht F, en hoe kleiner de botsingstijd tussen de stijve lichamen, hoe groter de hydraulische impactkracht. Hoewel de kracht minder is dan de afschuifkracht, is de veiligheidsfactor laag onder ernstige omstandigheden (s = 1780/1179 = 1,5).

Daarom is de belangrijkste oorzaak van de bodem van de cilinder de regeling van de oliedruk en de snelheid van de spoelbeweging. Omdat de hydraulische druk van de klepkern continu de bodem van de cilinder met een hoge snelheid raakt, is de bodem van de cilinder dun en is de bodem van het gat een rechthoekige structuur en is er spanningsconcentratie. De spanningsconcentratie gegenereerd door de hydraulische impactkracht onder de rechte hoek van de bodem van het gat is groter dan de breeksterkte van het materiaal en de rechte hoek aan de onderkant van de cilinder. Scheuren worden gegenereerd totdat ze volledig zijn gebroken.

Van de onderkant van de cilinder is ook te zien dat de bodem van de cilinder volledig is vervormd onder de hoge snelheid impact van de hydraulische schok, en de vorm van de bodem van de cilinder wordt in dezelfde vorm veranderd als de onderkant van de kom, en de buigende vervorming van de bodem van de cilinder is ook groot.

2. Analyse van de werkomstandigheden van het hydraulische systeem

Verdere analyse wordt uitgevoerd in combinatie met het onderstaande hydraulische principe. Het hydraulische principe van het pompbronventielblok wordt weergegeven in figuur 5. De P -poort is de olie -inlaatpoort, de T -poort is de olie -retourpoort, de P2 -poort is verbonden met het hoofdcilinderklepblok, de E1 -poort is verbonden Naar de vulklepregelingspoort X en F1 is de drukklep. Stel de maximale werkdruk van de pomppoort in op 20MPa, F2 is de proportionele drukventiel en stel het systeem werkdruk in door de proportionele elektromagneet 1Y1.

Figuur 5— - Pompbronventielblok Hydraulisch principe

In het controleprogramma van de vulklep worden de elektromagneten 1Y1 en 1Y2 tegelijkertijd bekrachtigd, F2 is gebouwd hoge druk en de klepafsluitingsdruk van de vulklep is hogedruk. Op dit moment wordt de magneetklep 1Y2 afgesloten met een demping N1 (φ1,2 mm). De stroomsnelheid van de demping bij 20 MPa wordt berekend door dunwandige gaten.

CD ——— Flowcoëfficiënt met kleine gaten, CD = 0,7

A ——— Small gat stroomgebied

ρ ——— De dichtheid van hydraulische olie, ρ = 900 kg/m3

△ ρ ——— Drukverschil, △ ρ = 20MPa

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

η ——— Volume -efficiëntie van tandwielpomp

Het kan bekend zijn dat q> q ', dat wil zeggen onder de hoge druk van 20MPa, de stroomuitgang van de tandwielpomp volledig door het dempingsgat van φ1,2 mm kan passeren en de stroomsnelheid hoog is.

Om de impactkracht van de vulklep op de bodem van de cilinder op te lossen, is het daarom noodzakelijk om de sluitingsdruk en stroomsnelheid van de vulklep te verminderen.

3. Oplossing

(1) Modificeer het PLC -regelingsprogramma zodat de proportionele magneetklep 1y1 en de elektromagneet 1Y2 tegelijkertijd worden bekrachtigd, maar de druk van de 1Y1 -controle proportionele drukklep is niet ingesteld op 20 MPa tegelijk, maar het tijdstip van Het instellen van ongeveer 5 MPa is ongeveer 0,4 sec, zodat nadat de vulklep volledig is gesloten bij lage druk, de systeemdruk wordt verhoogd tot hoge druk. Dit vermindert de hydraulische impact van de vulklepspoel naar de bodem van de cilinder met ongeveer vier keer.

(2) Verminder de bewegingssnelheid van de klepstekker van de vulklep, regel op V = 80 mm/s en verminder F4 met 8,5 keer. De spoolbewegingsafstand is 25 mm. Op deze snelheid berekend, de sluitingstijd is ongeveer 0,31s. De omgekeerde demping kan worden geselecteerd volgens vergelijking (6) om de juiste demping N1 te selecteren.

Het vervangen van gegevens kunnen worden verkregen: d '= 0,79 mm.

Daarom kan de diameter van de demping N1 worden geselecteerd als φ0,8 mm.

(3) De dikte van de bodem van de cilinder is klein en de bodem van het gat is een rechte hoek en er is spanningsconcentratie. Het berekenen van de sterkte door statische sterkte is voldoende, maar het structurele ontwerp van de cilinder moet ook rekening houden met de ruwe omstandigheden onder dynamische impact. Daarom moet de dikte van de bodem van de cilinder op passende wijze worden verhoogd tot 20 mm en wordt de onderkant van het vulklep -montagegat afgerond en wordt de vulklepstoel afgeschuind.

4. Conclusie

Door de bovenstaande twee maatregelen (1) en (2) kan de hydraulische impactkracht van de vulklep met ongeveer 34 keer worden verminderd. Nadat het controleprogramma is gewijzigd, wordt de schoktrillingen van de vulklep gesloten na de demping, de cilinder en de vulklep worden vervangen. Het geluid is aanzienlijk verminderd. Nadat de buigmachine gedurende enkele maanden is gebruikt, wordt het defecte deel verwijderd, worden er geen schademekens en vervormingen gezien en wordt de onderkant van de cilinder niet verbroken. De maatregel was minimaal, maar het effect was redelijk goed.