La progettazione del sistema idraulico della macchina piegatubi

IL macchina piegatrice appartiene a una sorta di macchinari per la forgiatura. Ha un ruolo importante nel settore della lavorazione dei metalli.I prodotti sono ampiamente applicati a: industria leggera, aviazione, navigazione, metallurgia, strumenti, elettrodomestici, acciaio inossidabile prodotti siderurgici, costruzioni di strutture in acciaio e industrie della decorazione.

L'impianto idraulico utilizza una pompa a pistone di compensazione della pressione per fornire olio, il controllo dell'acceleratore per il ritorno dell'olio e un uso razionale dell'energia.Il cilindro idraulico verticale utilizza misure di equilibrio e bloccaggio, quindi funziona in modo sicuro e affidabile.Al Allo stesso tempo, i cilindri idraulici poiché l'implementazione dei componenti hanno una grande forza di serraggio e forza di taglio.Quando il materiale della piastra di taglio del sistema, le sue prestazioni sono buone.

La progettazione dei sistemi di pressa, del sistema di taglio della lamiera e del sistema delle stazioni di pompaggio idraulico prevede la progettazione del circuito e la struttura della stazione di pompaggio, il layout e la progettazione di alcuni componenti non standard.Nel processo di progettazione, esso ottiene una struttura compatta, un layout razionale e una fabbricazione semplice.

Panoramica del sistema idraulico

Qualsiasi mezzo (liquido o gas) che scorre naturalmente o che può essere forzato a fluire potrebbe essere utilizzato per trasmettere energia in un sistema di potenza fluida.Il primo fluido utilizzato fu l'acqua, da qui il nome idraulica fu applicato ai sistemi che utilizzavano liquidi.In terminologia moderna, l'idraulica implica un circuito che utilizza olio minerale.La Figura 1-1 mostra un'unità di potenza di base per un sistema idraulico. (Si noti che l'acqua sta tornando in auge alla fine degli anni '90; e alcuni sistemi di potenza fluida oggi addirittura funzionare con acqua di mare.) L'altro fluido comune nei circuiti di potenza fluida è l'aria compressa.Come indicato nella Figura 1-2, l'aria atmosferica, compressa da 7 a 10 volte, è facilmente disponibile e scorre facilmente attraverso tubi, tubi o manichette per raggiungere trasmettere energia per compiere un lavoro.Potrebbero essere utilizzati altri gas, come l’azoto o l’argon, ma sono costosi da produrre e trattare.

Il potere è quello meno compreso dall’industria in generale.Nella maggior parte degli impianti ci sono poche persone con responsabilità diretta per la progettazione o la manutenzione del circuito di potenza oleodinamica.Spesso, la meccanica generale mantiene i circuiti di potenza fluida che lo erano originariamente progettato da un venditore di distributori di energia fluida.Nella maggior parte delle strutture, la responsabilità dei sistemi di potenza fluida fa parte della descrizione del lavoro degli ingegneri meccanici.Il problema è che gli ingegneri meccanici normalmente ricevono poco se qualsiasi formazione sulla potenza fluida al college, quindi non sono attrezzati per svolgere questo compito.Con una modesta formazione sulla potenza fluida e un lavoro più che sufficiente da gestire, l'ingegnere spesso dipende dall'esperienza di un distributore di potenza fluida.

Per ottenere un ordine, il venditore del distributore è felice di progettare il circuito e spesso assiste nell'installazione e nell'avvio.Questa soluzione funziona ragionevolmente bene, ma con l’avanzare di altre tecnologie, la potenza fluida viene ridotta molte funzioni della macchina.C'è sempre la tendenza a utilizzare l'attrezzatura più compresa dalle persone coinvolte.

I cilindri e i motori oleodinamici sono compatti e hanno un elevato potenziale energetico.Stanno in piccoli spazi e non ingombrano la macchina.Questi dispositivi possono essere bloccati per periodi di tempo prolungati, sono immediatamente reversibili e hanno una durata infinita velocità variabile e spesso sostituiscono i collegamenti meccanici a un costo molto inferiore.Con una buona progettazione del circuito, la fonte di alimentazione, le valvole e gli attuatori funzioneranno con poca manutenzione per periodi prolungati.I principali svantaggi sono la mancanza di comprensione dell'apparecchiatura e progettazione inadeguata del circuito, che può provocare surriscaldamenti e perdite.Il surriscaldamento si verifica quando la macchina utilizza meno energia di quella fornita dall'unità di potenza.(Il surriscaldamento di solito è facile da progettare da a circuito.) Il controllo delle perdite è una questione di utilizzo di raccordi O-ring a filettatura diritta per realizzare collegamenti di tubi o raccordi per tubi flessibili e flange SAE con tubi di dimensioni maggiori.Anche la progettazione del circuito per shock minimi e funzionamento a freddo riduce perdite.

Una regola generale da utilizzare nella scelta tra idraulica o pneumatica per i cilindri è: se la forza specificata richiede un alesaggio del cilindro pneumatico di 4 o 5 pollici o maggiore, scegliere l'idraulica.La maggior parte dei circuiti pneumatici hanno una potenza inferiore a 3 CV perché il l'efficienza della compressione dell'aria è bassa.Un sistema che richiede 10 CV per l'idraulica utilizzerebbe circa 30-50 cavalli di potenza del compressore d'aria.I circuiti d'aria sono meno costosi da costruire perché non è tuttavia necessario un motore primo separato i costi operativi sono molto più elevati e possono compensare rapidamente le basse spese dei componenti.Situazioni in cui un 20 pollici.Il cilindro ad aria compressa potrebbe essere economico se venisse utilizzato solo poche volte al giorno o se fosse utilizzato per mantenere la tensione e non fosse mai utilizzato.

Sia i circuiti pneumatici che quelli idraulici sono in grado di funzionare in aree pericolose se utilizzati con controlli logici pneumatici o controlli elettrici antideflagranti.Con alcune precauzioni, i cilindri e i motori di entrambi i tipi possono funzionare in condizioni di elevata umidità atmosfere...o anche sott'acqua.

Quando si utilizza l'energia fluida attorno a forniture alimentari o mediche, è meglio convogliare gli scarichi dell'aria all'esterno dell'area pulita e utilizzare un fluido a base vegetale per i circuiti idraulici.

Alcune applicazioni necessitano della rigidità dei liquidi quindi potrebbe sembrare necessario utilizzare l'idraulica in questi casi anche con esigenze di bassa potenza.Per questi sistemi, utilizzare una combinazione di aria per il

Fonte di energia e olio come fluido di lavoro per ridurre i costi e avere comunque un controllo senza affondi con opzioni per arresto e mantenimento accurati.Sistemi di serbatoi aria-olio, sistemi di cilindri tandem, cilindri con controlli integrati e gli intensificatori sono alcuni dei componenti disponibili.

Il motivo per cui i fluidi possono trasmettere energia quando sono contenuti è spiegato meglio da un uomo del XVII secolo di nome Blaise Pascal.La legge di Pascal è una delle leggi fondamentali della potenza dei fluidi.Questa legge dice: La pressione in un corpo confinato di fluido agisce equamente in tutte le direzioni e perpendicolarmente alle superfici di contenimento.Un altro modo per dirlo è: se faccio un buco in un contenitore o in una linea pressurizzata, riceverò PSO.PSO sta per schizzi di pressione e perforazioni a la linea del liquido pressurizzato ti bagnerà.La Figura 1-3 mostra come funziona questa legge in un'applicazione con cilindro.L'olio proveniente da una pompa scorre in un cilindro che solleva un carico.La resistenza del carico provoca la formazione di pressione all'interno cilindro finché il carico non inizia a muoversi.Mentre il carico è in movimento, la pressione nell'intero circuito rimane pressoché costante.L'olio pressurizzato cerca di uscire dalla pompa, dal tubo e dal cilindro, ma questi meccanismi sono abbastanza forti da farlo contenere il fluido. Quando la pressione contro l'area del pistone diventa sufficientemente elevata da superare la resistenza del carico, l'olio costringe il carico a spostarsi verso l'alto.Comprendere la legge di Pascal rende facile vedere come funzionano tutti i circuiti idraulici e pneumatici funzione.

Nota due cose importanti in questo esempio.Innanzitutto la pompa non produceva pressione;produceva solo flusso.Le pompe non esercitano mai pressione.Danno solo flusso.La resistenza al flusso della pompa provoca pressione.Questo è uno dei principi fondamentali di potenza fluida che è di primaria importanza per la risoluzione dei problemi dei circuiti idraulici.Supponiamo che una macchina con la pompa in funzione mostri quasi 0 psi sul manometro.Questo significa che la pompa è difettosa?Senza un flussometro all'uscita della pompa, i meccanici potrebbero cambiare la pompa, perché molti di loro pensano che le pompe producano pressione.Il problema con questo circuito potrebbe essere semplicemente una valvola aperta che consente a tutto il flusso della pompa di andare direttamente al serbatoio.Poiché il flusso in uscita della pompa non vede resistenza, un manometro mostra poca o nessuna pressione.Con un flussometro installato, sarebbe ovvio che la pompa fosse a posto e che altre cause, come un percorso aperto verso il serbatoio, debbano essere trovate e corrette.

Un'altra area che mostra l'effetto della legge di Pascal è il confronto tra la leva idraulica e quella meccanica.La Figura 1-4 mostra come funzionano entrambi questi sistemi.In entrambi i casi, una forza grande è compensata da una forza molto più piccola a causa della differenza nella lunghezza del braccio della leva o nell'area del pistone. Si noti che la leva idraulica non è limitata a una certa distanza, altezza o posizione fisica come lo è la leva meccanica.Questo è un vantaggio decisivo per molti meccanismi perché la maggior parte i progetti che utilizzano la potenza fluida occupano meno spazio e non sono limitati da considerazioni di posizione.Un cilindro, un attuatore rotante o un motore a fluido con forza o coppia quasi illimitata può spingere o ruotare direttamente il membro della macchina.Queste azioni richiedono solo linee di flusso da e verso l'attuatore e i dispositivi di feedback per indicare la posizione.Il vantaggio principale dell'attuazione del collegamento è il posizionamento di precisione e la capacità di controllo senza feedback.

A prima vista, potrebbe sembrare che la leva meccanica o idraulica sia in grado di risparmiare energia. Ad esempio: 40.000 libbre sono mantenute in posizione da 10.000 libbre nella Figura 1-4.Tuttavia, notare che il rapporto tra i bracci della leva e le aree del pistone è 4:1.Ciò significa che aggiungendo ulteriore forza, ad esempio, al lato da 10.000 libbre, questo si abbassa e il lato da 40.000 libbre si alza.Quando il peso di 10.000 libbre si sposta verso il basso di una distanza di 10 pollici, il peso di 40.000 libbre si sposta solo di 2,5 pollici.

Il lavoro è la misura di una forza che attraversa una distanza.(Lavoro = Forza X Distanza.). Il lavoro è solitamente espresso in piedi per libbra e, come afferma la formula, è il prodotto della forza in libbre per la distanza in piedi.Quando un cilindro solleva un carico di 20.000 libbre per una distanza di 10 piedi, il cilindro esegue un lavoro di 200.000 piedi-libbre.Questa azione potrebbe avvenire in tre secondi, tre minuti o tre ore senza modificare la quantità di lavoro.

Quando il lavoro viene svolto in un certo tempo, si chiama potere.{Potenza = (Forza X Distanza) / Tempo.} Una misura comune di potenza è la potenza, un termine utilizzato fin dai tempi antichi, quando la maggior parte delle persone poteva identificarsi con la forza di un cavallo.Ciò ha consentito al persona media a valutare nuovi mezzi di alimentazione, come il motore a vapore.La potenza è la velocità con cui si esegue il lavoro.Un cavallo è definito come il peso in libbre (forza) che un cavallo potrebbe sollevare un piede (distanza) in un secondo (tempo).Per il cavallo medio questo si è rivelato essere di 550 libbre.un piede in un secondo.Cambiando il tempo a 60 secondi (un minuto), viene normalmente indicato come 33.000 piedi-libbre al minuto.

Nella maggior parte dei circuiti idraulici non è necessaria alcuna considerazione per la compressibilità poiché l'olio può essere compresso solo in quantità molto piccola.Normalmente si considerano liquidi incomprimibili, ma quasi tutti i sistemi idraulici contengono aria intrappolata.Le bolle d'aria sono così piccole che anche le persone con una buona vista non possono vederle, ma queste bolle consentono una comprimibilità di circa lo 0,5% per 1000 psi.

Le applicazioni in cui questa piccola quantità di comprimibilità ha un effetto negativo includono: aria-olio a corsa singola intensificatori;sistemi che operano a velocità di ciclo molto elevate;servosistemi che mantengono posizioni o pressioni vicine alla tolleranza;e circuiti che contengono grandi volumi di fluido.In questo libro, quando si presentano i circuiti dove la comprimibilità è un fattore, verrà sottolineato insieme ai modi per ridurla o consentirla.

Un'altra situazione che fa sembrare che vi sia una maggiore compressibilità rispetto a quanto affermato in precedenza è se tubi, tubi flessibili e tubi del cilindro si espandono quando pressurizzati.Ciò richiede più volume di fluido per aumentare la pressione ed eseguire il lavoro desiderato.

Inoltre, quando i cilindri spingono contro un carico, gli elementi della macchina che resistono a questa forza possono allungarsi, rendendo nuovamente necessario l'ingresso di più fluido nel cilindro prima che il ciclo possa terminare.

Come tutti sanno, i gas sono molto comprimibili.Alcune applicazioni utilizzano questa funzionalità.Nella maggior parte dei circuiti oleodinamici la comprimibilità non è vantaggiosa;in molti, è uno svantaggio.Ciò significa che è meglio eliminare l'aria intrappolata in a circuito idraulico per consentire tempi ciclo più rapidi e per rendere il sistema più rigido.