Het ontwerp van het hydraulische systeem van de buigmachine

De buigmachine behoort tot een soort smeedmachines. Het speelt een belangrijke rol in de metaalverwerkende industrie.De producten worden op grote schaal toegepast in: lichte industrie, luchtvaart, scheepvaart, metallurgie, instrumenten, elektrische apparaten, roestvrij staal staalproducten, staalconstructie- en decoratie-industrieën.

Het hydraulische systeem maakt gebruik van een zuigerpomp voor drukcompensatie om olie te leveren, de olieretourgasbediening, rationeel energiegebruik.De verticale hydraulische cilinder maakt gebruik van balans- en vergrendelingsmaatregelen, waardoor deze veilig en betrouwbaar werkt.Bij de Tegelijkertijd hebben hydraulische cilinders en de implementatie van componenten een grote klemkracht en schuifkracht.Wanneer het systeem afschuifplaatmateriaal is, zijn de prestaties goed.

Het ontwerp van de perssystemen, het plaatwerkschaarsysteem en het hydraulische pompstationsysteem heeft het circuitontwerp en de structuur van het pompstation, de lay-out en een aantal niet-standaard componentenontwerp.In het ontwerpproces is het bereikt compacte structuur en rationele lay-out en eenvoudige vervaardiging.

Overzicht van het hydraulische systeem

Elk medium (vloeistof of gas) dat op natuurlijke wijze stroomt of gedwongen kan worden te stromen, kan worden gebruikt om energie over te brengen in een vloeibaar energiesysteem.De vroegste gebruikte vloeistof was water, vandaar dat de naam hydraulica werd toegepast op systemen die vloeistoffen gebruikten.In moderne terminologie, hydrauliek impliceert een circuit dat gebruik maakt van minerale olie.Figuur 1.1 toont een basiskrachtbron voor een hydraulisch systeem. (Merk op dat water eind jaren negentig een soort comeback maakt; en sommige vloeistofkrachtsystemen vandaag de dag zelfs werken op zeewater.) De andere veel voorkomende vloeistof in vloeistofstroomcircuits is perslucht.Zoals aangegeven in figuur 1-2 is atmosferische lucht – zeven tot tien keer gecomprimeerd – direct beschikbaar en stroomt gemakkelijk door pijpen, buizen of slangen naar energie overbrengen om werk te doen.Andere gassen, zoals stikstof of argon, zouden kunnen worden gebruikt, maar deze zijn duur om te produceren en te verwerken.

Macht wordt door de industrie in het algemeen het minst begrepen.In de meeste fabrieken zijn er weinig personen met directe verantwoordelijkheid voor het ontwerp of onderhoud van vloeistofstroomcircuits.Vaak onderhouden algemene monteurs vloeistofstroomcircuits die er oorspronkelijk waren ontworpen door een verkoper van een vloeistofstroomdistributeur.In de meeste faciliteiten maakt de verantwoordelijkheid voor vloeistofkrachtsystemen deel uit van de taakomschrijving van werktuigbouwkundigen.Het probleem is dat werktuigbouwkundigen normaal gesproken weinig geld krijgen geen enkele vloeistofkrachttraining op de universiteit gehad, dus zijn ze slecht toegerust om deze taak uit te voeren.Met een bescheiden hoeveelheid vloeistofkrachttraining en meer dan genoeg werk om te verwerken, is de ingenieur vaak afhankelijk van de expertise van een vloeistofkrachtdistributeur.

Om een ​​bestelling te krijgen, ontwerpt de verkoper van de distributeur graag het circuit en helpt hij vaak bij de installatie en het opstarten.Deze regeling werkt redelijk goed, maar naarmate andere technologieën zich ontwikkelen, wordt de fluïde kracht steeds meer uitgeschakeld veel machinefuncties.Er bestaat altijd de neiging om de apparatuur te gebruiken die het meest wordt begrepen door de betrokkenen.

Vloeistofcilinders en motoren zijn compact en hebben een hoog energiepotentieel.Ze passen in kleine ruimtes en maken de machine niet rommelig.Deze apparaten kunnen voor langere tijd worden stilgezet, zijn onmiddellijk omkeerbaar en hebben oneindig veel mogelijkheden variabele snelheid, en vervangen vaak mechanische koppelingen tegen veel lagere kosten.Met een goed circuitontwerp zullen de stroombron, kleppen en actuatoren langere tijd met weinig onderhoud kunnen werken.De belangrijkste nadelen zijn het ontbreken ervan begrip van de apparatuur en een slecht circuitontwerp, wat kan leiden tot oververhitting en lekkages.Oververhitting treedt op wanneer de machine minder energie verbruikt dan de aandrijfeenheid levert.(Oververhitting is meestal eenvoudig te ontwerpen uit een Het controleren van lekken is een kwestie van O-ringfittingen met rechte schroefdraad gebruiken om slangverbindingen te maken, of slang- en SAE-flensfittingen met grotere buismaten.Het ontwerpen van het circuit voor minimale schokken en koele werking vermindert ook lekt.

Een algemene regel bij het kiezen tussen hydrauliek of pneumatiek voor cilinders is: als de gespecificeerde kracht een luchtcilinderboring van 4 of 5 inch of groter vereist, kies dan voor hydrauliek.De meeste pneumatische circuits zijn minder dan 3 pk omdat de De efficiëntie van luchtcompressie is laag.Een systeem dat 10 pk nodig heeft voor de hydrauliek zou ongeveer 30 tot 50 pk van de luchtcompressor gebruiken.Luchtcircuits zijn goedkoper om te bouwen omdat er geen aparte aandrijfmotor nodig is de bedrijfskosten zijn veel hoger en kunnen de lage componentkosten snel compenseren.Situaties waarin een 20-in.De luchtcilinder met boring zou zuinig kunnen zijn als hij maar een paar keer per dag fietste of werd gebruikt om spanning vast te houden en nooit fietste.

Zowel lucht- als hydraulische circuits kunnen in gevaarlijke gebieden werken wanneer ze worden gebruikt met luchtlogische besturingen of explosieveilige elektrische besturingen.Met bepaalde voorzorgsmaatregelen kunnen cilinders en motoren van beide typen werken bij hoge luchtvochtigheid atmosferen...of zelfs onder water.

Wanneer u vloeibare energie gebruikt rond voedsel of medische benodigdheden, kunt u de luchtuitlaten het beste buiten de schone ruimte leiden en een plantaardige vloeistof gebruiken voor hydraulische circuits.

Sommige toepassingen hebben de stijfheid van vloeistoffen nodig, dus het kan in deze gevallen noodzakelijk lijken om hydrauliek te gebruiken, zelfs als er weinig stroom nodig is.Gebruik voor deze systemen een combinatie van lucht voor de

Krachtbron en olie als werkvloeistof om de kosten te verlagen en toch een uitvalvrije controle te hebben met opties voor nauwkeurig stoppen en vasthouden.Lucht-olietanksystemen, tandemcilindersystemen, cilinders met geïntegreerde besturing, en versterkers zijn enkele van de beschikbare componenten.

De reden waarom vloeistoffen energie kunnen overbrengen als ze ingesloten zijn, wordt het beste uiteengezet door een man uit de 17e eeuw genaamd Blaise Pascal.De wet van Pascal is een van de basiswetten van de vloeiende macht.Deze wet zegt: Druk in een besloten lichaam van vloeistof werkt gelijkmatig in alle richtingen en loodrecht op de bevattende oppervlakken.Een andere manier om dit te zeggen is: als ik een gat in een container of lijn onder druk prik, krijg ik PSO.PSO staat voor druk uitspuiten en doorprikken De vloeistofleiding onder druk zal u nat maken.Figuur 1-3 laat zien hoe deze wet werkt in een cilindertoepassing.Olie uit een pomp stroomt in een cilinder die een last heft.De weerstand van de belasting zorgt ervoor dat er druk wordt opgebouwd in de cilinder totdat de last in beweging komt.Terwijl de belasting in beweging is, blijft de druk in het hele circuit vrijwel constant.De olie onder druk probeert uit de pomp, de leiding en de cilinder te ontsnappen, maar deze mechanismen zijn daartoe sterk genoeg houd de vloeistof vast. Wanneer de druk tegen het zuigergebied hoog genoeg wordt om de belastingsweerstand te overwinnen, dwingt de olie de lading omhoog te bewegen.Als u de wet van Pascal begrijpt, kunt u gemakkelijk zien hoe alle hydraulische en pneumatische circuits werken functie.

Let op twee belangrijke dingen in dit voorbeeld.Ten eerste maakte de pomp geen druk;het produceerde alleen maar stroom.Pompen maken nooit druk.Ze geven alleen maar stroom.Weerstand tegen de pompstroming veroorzaakt druk.Dit is een van de basisprincipes van vloeistofkracht die van het grootste belang is bij het oplossen van problemen in hydraulische circuits.Stel dat een machine waarvan de pomp draait bijna 0 psi op de manometer aangeeft.Betekent dit dat de pomp defect is?Zonder debietmeter bij de pompuitlaat, monteurs kunnen de pomp vervangen, omdat velen van hen denken dat pompen druk uitoefenen.Het probleem met dit circuit kan eenvoudigweg een open klep zijn waardoor alle pompstroom rechtstreeks naar de tank gaat.Omdat de pompuitlaatstroom nee ziet weerstand, een manometer geeft weinig of geen druk weer.Als er een debietmeter is geïnstalleerd, zou het duidelijk zijn dat de pomp in orde was en dat andere oorzaken, zoals een open pad naar de tank, moeten worden opgespoord en gecorrigeerd.

Een ander gebied dat het effect van de wet van Pascal laat zien, is een vergelijking van hydraulische en mechanische hefboomwerking.Figuur 1.4 laat zien hoe beide systemen werken.In beide gevallen wordt een grote kracht gecompenseerd door een veel kleinere kracht verschil in lengte van de hefboomarm of het zuigeroppervlak. Merk op dat de hydraulische hefboomwerking niet beperkt is tot een bepaalde afstand, hoogte of fysieke locatie, zoals mechanische hefboomwerking dat wel is.Dit is een beslist voordeel voor veel mechanismen, omdat de meeste ontwerpen die gebruik maken van vloeistofkracht nemen minder ruimte in beslag en worden niet beperkt door positieoverwegingen.Een cilinder, roterende actuator of vloeistofmotor met vrijwel onbeperkte kracht of koppel kan het machine-onderdeel rechtstreeks duwen of roteren.Deze acties vereisen alleen stroomlijnen van en naar de actuator en feedbackapparaten om de positie aan te geven.Het belangrijkste voordeel van de bediening van de hefinrichting is de nauwkeurige positionering en de mogelijkheid om te besturen zonder feedback.

Op het eerste gezicht lijkt het erop dat mechanische of hydraulische hefboomwerking energie kan besparen. Bijvoorbeeld: 40.000 lb wordt op zijn plaats gehouden door 10.000 lb in figuur 1.4.Merk echter op dat de verhouding tussen de hefboomarmen en de zuigeroppervlakken gelijk is 4:1.Dit betekent dat door bijvoorbeeld extra kracht toe te voegen aan de kant van 10.000 pond, deze naar beneden gaat en de kant van 40.000 pond omhoog gaat.Wanneer het gewicht van 10.000 pond over een afstand van 10 inch naar beneden beweegt, beweegt het gewicht van 40.000 pond slechts 2,5 inch omhoog.

Arbeid is de maatstaf voor een kracht die een afstand overbrugt.(Arbeid = Kracht X Afstand). Arbeid wordt gewoonlijk uitgedrukt in foot-pounds en, zoals de formule aangeeft, is het het product van kracht in ponden maal afstand in voet.Wanneer een cilinder Heft een last van 20.000 lb over een afstand van 3 meter, de cilinder verricht 200.000 lb arbeid.Deze actie kan plaatsvinden in drie seconden, drie minuten of drie uur, zonder dat de hoeveelheid werk verandert.

Wanneer er binnen een bepaalde tijd arbeid wordt verricht, wordt dit kracht genoemd.{Vermogen = (Kracht X Afstand) / Tijd.} Een gebruikelijke maatstaf voor kracht is paardenkracht - een term uit de begintijd toen de meeste mensen zich konden identificeren met de kracht van een paard.Hierdoor kon de De gemiddelde persoon moet overstappen op nieuwe machtsmiddelen, zoals de stoommachine.Vermogen is de snelheid waarmee arbeid wordt verricht.Eén paardenkracht wordt gedefinieerd als het gewicht in ponden (kracht) dat een paard in één seconde (tijd) één voet (afstand) kan optillen.Voor de gemiddeld paard bleek dit 550 lbs te zijn.één voet in één seconde.Als u de tijd wijzigt naar 60 seconden (één minuut), wordt deze normaal gesproken uitgedrukt als 33.000 ft-lb per minuut.

In de meeste hydraulische circuits hoeft geen aandacht te worden besteed aan de samendrukbaarheid, omdat olie slechts een zeer kleine hoeveelheid kan worden gecomprimeerd.Normaal gesproken worden vloeistoffen als zodanig beschouwd onsamendrukbaar, maar in bijna alle hydraulische systemen zit een beetje lucht vast.De luchtbellen zijn zo klein dat zelfs personen met een goed gezichtsvermogen ze niet kunnen zien, maar deze belletjes zorgen voor een samendrukbaarheid van ongeveer 0,5% per 1000 psi.

Toepassingen waarbij deze kleine mate van samendrukbaarheid een nadelig effect heeft, zijn onder meer: ​​lucht-olie met één slag versterkers;systemen die met zeer hoge cyclussnelheden werken;servosystemen die positionering of druk met gesloten tolerantie handhaven;en circuits die grote hoeveelheden vloeistof bevatten.In dit boek wordt bij het presenteren van circuits waar samendrukbaarheid een factor is, zal hierop worden gewezen samen met manieren om deze te verminderen of toe te staan.

Een andere situatie waardoor het lijkt alsof er meer samendrukbaarheid is dan eerder vermeld, is wanneer leidingen, slangen en cilinderbuizen uitzetten wanneer ze onder druk worden gezet.Dit vereist meer vloeistofvolume om druk op te bouwen en het gewenste werk uit te voeren.

Bovendien kunnen, wanneer cilinders tegen een last duwen, de machineonderdelen die deze kracht weerstaan, uitrekken, waardoor het opnieuw nodig is dat er meer vloeistof in de cilinder komt voordat de cyclus kan eindigen.

Zoals iedereen weet zijn gassen zeer samendrukbaar.Sommige applicaties gebruiken deze functie.In de meeste vloeistofstroomcircuits is samendrukbaarheid niet voordelig;bij velen is het een nadeel.Dit betekent dat het het beste is om eventuele ingesloten lucht in een apparaat te verwijderen hydraulisch circuit om snellere cyclustijden mogelijk te maken en het systeem stijver te maken.