باعتباري مهندسًا متمرسًا في مجال الآلات الهيدروليكية، واجهت في كثير من الأحيان التحديات المرتبطة بامتصاص الصدمات في الآلات الكبيرة مكبس هيدروليكي الآلات. يُعد تصميم وتطبيق ممتصات الصدمات لآلات الضغط الهيدروليكية الكبيرة أمرًا بالغ الأهمية لتحسين الأداء وضمان سلامة المُشغّل. في هذه المقالة، سأستكشف مبادئ التصميم والمواد والتقنيات الرئيسية التي تُسهم في امتصاص الصدمات بفعالية. بفهم هذه العناصر، يُمكننا تحسين موثوقية وكفاءة آلات الضغط الهيدروليكية بشكل كبير، مما يؤدي في النهاية إلى نتائج إنتاجية أفضل. دعونا نتعمق في الحلول المبتكرة التي تُمكّن من ذلك.

خلفية التصميم

مع التطور السريع لصناعة الآلات، مكابس هيدروليكية مع تطور معدات التشكيل باستمرار نحو اتجاهات واسعة النطاق وآلية ودقيقة وذكية، تحتاج في الوقت نفسه إلى تلبية متطلبات الاقتصاد منخفض الكربون وتنمية حماية البيئة الخضراء التي تدعو إليها الدولة.

عند ثقب الصفائح المعدنية، بسبب الانخفاض المفاجئ أو الاختفاء التام لمقاومة المادة للتشوه، تحدث ظاهرة فقدان الحمل، مما يؤدي غالبًا إلى تعرض جسم المكبس الهيدروليكي لاهتزازات صدمية شديدة، مصحوبة بضوضاء قوية. يؤدي ذلك إلى كسر العارضة وتضرر الأساس. كما أن التلوث الضوضائي الشديد قد يُلحق أضرارًا جسيمة بصحة العمال. لذا، أصبح التحكم في الاهتزازات الضارة وتقليل الضوضاء مشكلة ملحة تتطلب حلًا.

مبدأ امتصاص الصدمات اللكمة

ال مكبس هيدروليكي يتحرك لأسفل عبر المنزلق لدفع قالب التشكيل المثبت عليه، مما يُغلق القالب بسرعة، مما يُؤدي إلى تشوه الصفيحة المعدنية بشكل دائم للحصول على القطعة المُشكلة النهائية. يكمن المبدأ الرئيسي لاهتزاز وتأثير الآلة الهيدروليكية أثناء عملية القطع في أنه عند انكسار الصفيحة، يختفي الضغط العالي للأسطوانة الرئيسية لمشغل الآلة الهيدروليكية فجأةً، مما يُحرر طاقة ضغط السائل في الأسطوانة والتشوه المرن لجسم الطائرة فجأةً. تُسبب هذه العملية اهتزازًا قويًا للآلة الهيدروليكية واهتزازًا للأنابيب، مما يُصدر ضوضاء عالية جدًا من جميع المعدات.

تُقسّم ممتصات الصدمات الشائعة إلى ممتصات صدمات ميكانيكية وممتصات صدمات هيدروليكية. من بينها، ينتمي ممتص الصدمات الذي يستخدم امتصاص طاقة الزنبرك وجهاز امتصاص طاقة ممتص الصدمات المطاطي إلى ممتصات الصدمات الميكانيكية، بينما ينتمي ممتص الصدمات الذي يستخدم امتصاص طاقة الهيدروليكي إلى ممتصات الصدمات الهيدروليكية. حاليًا، تُستخدم طريقة الضغط الخلفي بشكل رئيسي لتقليل الضوضاء في المكابس الهيدروليكية. المبدأ الأساسي هو أنه عند انكسار الصفيحة، تُوفر الأسطوانة الهيدروليكية العكسية قوة عكسية تؤثر على المنزلق، بدلاً من تأثير الصفيحة على منزلق الآلة الهيدروليكية أثناء التثقيب.

يُمكّن حمل الآلة الهيدروليكية من الانتقال بسلاسة من حمل عملية التثقيب إلى حمل الأسطوانة الهيدروليكية العكسية، مما يُتيح التحكم في الطاقة الهيدروليكية المتراكمة في الأسطوانة الهيدروليكية الرئيسية والتشوه المرن لهيكل الطائرة، مما يضمن عدم حدوث فقدان مفاجئ للآلة الهيدروليكية أثناء العمل. تُزيل ظاهرة الشحن الصدمات والاهتزازات الناتجة.

حساب معلمات ممتص الصدمات

يتراوح ارتفاع مكبس هيدروليكي سعة 2000 طن بين 500 و2200 مم، وأبعاد طاولة العمل 4000 مم × 1900 مم. من بين قوالب التثقيب الرئيسية، يبلغ حجم قالب تقطيع العمود الجانبي 3200 مم × 1170 مم × 820 مم، بينما يبلغ حجم قالب تقطيع العارضة الكبيرة 3850 مم × 860 مم × 705 مم، وتبلغ قوة التثقيب المطلوبة حوالي 11000 كيلو نيوتن. لضمان عدم عرقلة استخدام قالب التثقيب بعد تركيب ممتص الصدمات، تم تركيب أربع أسطوانات ممتص صدمات على الجانبين الأيمن والأيسر من قاعدة الآلة الهيدروليكية، وتبلغ القوة الاسمية لكل أسطوانة 2500 كيلو نيوتن.

وفقًا لحجم طاولة الضغط الهيدروليكية وعرض القالب، يبلغ الحد الأقصى للقطر الخارجي لأسطوانة امتصاص الصدمات 520 مم. مع مراعاة مقدار التعديل وسمك جدار أسطوانة امتصاص الصدمات عند تركيب القالب، يجب ألا يتجاوز القطر الداخلي 360 مم.

تم حساب مساحة ضغط أسطوانة ممتص الصدمات بقطر داخلي يبلغ 360 مم، وتبلغ 0.102 متر مربع. وفقًا لمعادلة الضغط، يمكن أن يصل ضغط أسطوانة ممتص الصدمات إلى 24.5 ميجا باسكال. تُستخدم أختام مستوردة لمنع التسرب الهيدروليكي. وفقًا لارتفاع القالب، يبلغ الحد الأدنى لارتفاع أسطوانة ممتص الصدمات 700 مم، وشوط ممتص الصدمات 50 مم، والارتفاع الإجمالي القابل للتعديل 400 مم، وارتفاع الضبط الدقيق 50 مم، ويتراوح نطاق ضبط ضغط ممتص الصدمات بين 4000 كيلو نيوتن و10000 كيلو نيوتن.

هيكل أسطوانة امتصاص الصدمات

تتكون أسطوانة امتصاص الصدمات من جسم أسطوانة، وقضيب مكبس، ونابض فراشة، ولوحة دعم، ومسمار تعديل، وكتلة وسادة، ووسادة ثابتة علوية، وخزان زيت، وما إلى ذلك. يظهر الهيكل في الشكل 1، ويظهر الكائن الفعلي في الشكل 2.

كل أسطوانة ممتص صدمات مزودة بخزان زيت هيدروليكي مستقل. يدور الزيت الهيدروليكي ذهابًا وإيابًا في خط الأنابيب الهيدروليكي دون الحاجة إلى محرك كهربائي، مما يقلل من استهلاك الطاقة ويخفض معدل الأعطال. ولتجنب إعاقة استخدام القوالب الأخرى، تتصل أسطوانة ممتص الصدمات بطاولة عمل المكبس الهيدروليكي بمسامير، مما يوفر مرونة عالية وسهولة في التركيب والفك.

يُعالج قضيب المكبس على شكل خيط، وهو مزود بجهاز عادم يُخرج الهواء بسرعة من الأسطوانة، مما يضمن ضغطًا مستقرًا وسلاسة في التشغيل. يُثبّت زنبرك الفراشة في جسم الأسطوانة، ويُوجّه بواسطة قضيب التوجيه، مما يضمن عدم انحراف زنبرك الفراشة في ظروف الاهتزاز، وتكون حركة رفع قضيب المكبس مستقرة وموثوقة.

برغي الضبط مُثبَّت في قضيب المكبس، ويتخذ برغي الضبط وقضيب المكبس شكل برغي ملولب. بتدوير برغي الضبط، يتم ضبط الارتفاع بدقة. يحتوي جهاز ضبط الارتفاع على صامولة قفل. عند ضبط الارتفاع إلى الارتفاع المناسب، تُشد صامولة القفل لمنع ارتخائها. عندما يزيد ارتفاع الضبط عن 50 مم، يمكن وضع عدد مختلف من الوسادات على السطح النهائي لبرغي الضبط لتلبية متطلبات استخدام القوالب ذات الارتفاعات المختلفة. توجد فتحة تثبيت بين كل وسادة لمنع انزلاق الوسادة للأسفل بسبب الاهتزاز.

نظام هيدروليكي لأسطوانة امتصاص الصدمات

يُركّب النظام الهيدروليكي لأسطوانة ممتص الصدمات على خط الأنابيب بين خزان الزيت وأسطوانة ممتص الصدمات، ويُستخدم لتوفير الضغط لها. يتكون النظام الهيدروليكي من صمام تخفيف أحادي الاتجاه، ووصلات، وأنابيب. يُزوّد صمام تخفيف الضغط أحادي الاتجاه بمقياس وقرص ضغط، مما يُتيح ضبط الضغط بسهولة.

تطبيق ممتص الصدمات

تم تركيب ممتص الصدمات على الآلة الهيدروليكية 2000 طن. عند استبدال قالب حشو العمود الجانبي بقالب العارضة الكبيرة، يكفي إزالة وسادتين حسب الارتفاع، ويمكن تعديل ارتفاع برغي الضبط لإجراء عملية حشو. يكون هناك ضوضاء طفيفة أثناء الإنتاج، مما يقلل بشكل كبير من تأثير قوة الصدمة على المعدات أثناء التثقيب والاهتزاز.