في تجربتي في العمل مع مكابس هيدروليكية، التحول التقني للنظام الهيدروليكي للطراز Y32-200T مكبس هيدروليكي لقد كان هذا التحول مسعىً رائعًا ومثمرًا. يُعدّ هذا التحول أساسيًا لتعزيز الكفاءة، وتحسين الأداء، وخفض تكاليف الصيانة. ومن خلال تطبيق التقنيات الحديثة والتحسينات المبتكرة في التصميم، شهدتُ تطوراتٍ ملحوظة في القدرات التشغيلية للمكبس. في هذه المقالة، سأشارك رؤىً حول التحول التقني للنظام الهيدروليكي للمكبس الهيدروليكي Y32-200T، مناقشًا أهم التحديثات وتأثيرها على الأداء العام في مختلف التطبيقات.

Y32-200T بأربعة أعمدة مكبس هيدروليكي يمكن استخدام الآلة في معالجة الأجزاء المعدنية مثل التثقيب والسحب العميق والتشفيه. في عملية الاستخدام الفعلية، وجدنا أن نطاق تطبيقها محدود، ومن المستحيل إجراء السحب العميق والتقطيع والتشكيل الحراري متعدد الاتجاهات. من أجل الاستفادة الكاملة من المعدات الأصلية، تقرر تحويلها ككل وتوسيع نطاق تطبيقها على أساس استبدال أقل عدد ممكن من الأجزاء. يعتمد هذا التحويل بشكل أساسي على آلة الضغط الهيدروليكية رباعية الأعمدة Y32-200T لإضافة حامل فارغ وجهاز تشكيل جانبي للتكيف مع التشكيل بالقالب متعدد الاتجاهات. محتويات تحويل النظام الهيدروليكي هي كما يلي: تحديد المعلمات الفنية لحامل الفراغ والتشكيل الجانبي؛ حساب حجم الأسطوانة الهيدروليكية للجهاز الجانبي والأسطوانة الهيدروليكية للتشكيل الجانبي، والتصميم التخطيطي للنظام الهيدروليكي.

تحديد المعايير الفنية

يظهر هيكل آلة الضغط الهيدروليكية ذات الأعمدة الأربعة Y32-200T في الشكل 1. معلماتها التقنية الرئيسية: القوة الاسمية 2000 كيلو نيوتن ؛ قوة القذف 240 كيلو نيوتن ؛ شوط المنزلق 800 مم ؛ شوط القذف 200 مم ؛ مساحة الطاولة الفعالة (1000 × 900) مم ؛ سرعة الشوط الفارغ للمنزلق 90 مم / ثانية ؛ سرعة شوط عمل المنزلق 7～14 مم / ثانية ؛ سرعة عودة المنزلق هي 60 مم / ثانية ؛ الحد الأقصى للمسافة بين المنزلق والطاولة هو 1000 مم ، وضغط سائل العمل هو 25 ميجا باسكال.

الشكل 1 - رسم تخطيطي لآلة الضغط الهيدروليكية متعددة الاتجاهات

وفقًا لمتطلبات التحويل، أُضيف جهازان هيدروليكيان لتثبيت الفراغات إلى الأساس الأصلي. رُكّب جهاز التثبيت أسفل العارضة العلوية. المعايير الفنية الرئيسية هي كما يلي: قوة تثبيت الفراغات ٥٠٠ كيلو نيوتن؛ أقصى شوط عمل لحامل الفراغات ٢٠٠ مم؛ سرعة شوط العمل لحامل الفراغات تتراوح بين ٧ و١٤ مم/ثانية؛ سرعة عودة المنزلق ٤٠ مم/ثانية؛ أقصى مسافة بين حامل الفراغات والطاولة ٨٥٠ مم.

مع الأخذ في الاعتبار المساحة الفعالة لطاولة عمل آلة الضغط الهيدروليكية الأصلية ونطاق قوة التشكيل للقوالب متعددة الاتجاهات للاختبار، فإن المعلمات الفنية لجهاز التشكيل الجانبي أحادي الجانب هي كما يلي: القوة الاسمية 1000 كيلو نيوتن؛ شوط عمل المنزلق 300 مم؛ سرعة شوط عمل المنزلق 7～14 مم/ثانية؛ ارتفاع مركز أسطوانة التشكيل الجانبية 550 مم.

التصميم الهيكلي للأسطوانة الهيدروليكية ذات الحامل الفارغ والأسطوانة الهيدروليكية ذات التشكيل الجانبي

(1) نظرة عامة على تصميم هيكل الأسطوانة الهيدروليكية

يتضمن تصميم هيكل الأسطوانة الهيدروليكية نوع وحجم وطريقة دعمها. ويرجع ذلك إلى أن الأسطوانة الهيدروليكية هي المحرك الرئيسي لآلة الضغط الهيدروليكي، حيث تتحمل طاقة الخرج الحمل، كما أنها من المكونات التي يسهل تلفها في آلة الضغط الهيدروليكي. إن اختيار هيكل الأسطوانة ومواصفاتها وطرق دعمها المناسبة لا يضمن دقة عملها فحسب، بل يطيل عمرها الافتراضي أيضًا. عند تصميم هيكل الأسطوانة الهيدروليكية، يعتمد اختيار شكلها الهيكلي بشكل عام على طريقة دعمها في آلة الضغط الهيدروليكي، ويتم حساب مواصفاتها ونماذجها وتحديدها وفقًا لضغط العمل الكلي لآلة الضغط الهيدروليكي.

(2) تصميم هيكل الحامل الفارغ

نظرًا لمحدودية الهيكل الرئيسي لآلة الضغط الهيدروليكي Y32-200T، لا يُمكن تثبيت أسطوانة هيدروليكية حاملة الفراغات على العارضة العلوية، لذلك اخترنا تركيب صفيحة فولاذية بسمك 150 مم على العارضة المتحركة، وحفر ثقوب فيها. يُركّب السطح الأسطواني للجدار الخارجي للأسطوانة الهيدروليكية مع الثقب في الصفيحة الفولاذية. ولأنها آلة ضغط هيدروليكية صغيرة، تُستخدم أسطوانة المكبس كحاملة فراغات.

١) حساب القطر الداخلي لحامل الفراغ. كما هو معلوم من الصيغة ١، يُحدَّد القطر الداخلي للأسطوانة الهيدروليكية بالضغط الاسمي لحامل الفراغ وضغط السائل الهيدروليكي للنظام الهيدروليكي. الضغط الاسمي F هو ٥٠٠ كيلو نيوتن، والضغط الهيدروليكي P = ٢٠ ميجا باسكال، وD1 المحسوب هو ١٨٠ مم.

D1 = √4F / πP ①

٢) حساب قطر مكبس حامل الفراغ. تُوضَّح العلاقة بين قطر مكبس حامل الفراغ وقطره الداخلي في الصيغة ②، حيث يرتبط شبه المكبس بضغط العمل P. عندما يكون ضغط العمل P أكبر من أو يساوي ٢٠ ميجا باسكال، يكون شبه المكبس = ٢.٣، وبالتالي يكون قطر المكبس d = ٠.٧٥D١، ويُقرَّب d إلى ١٣٥ مم.

د = د√Φ-1 / φ②

٣) حساب القطر الخارجي لحامل الفراغ. من المعروف أن القطر الداخلي للأسطوانة الهيدروليكية D1 = ٥٥ مم. ولأن مادة الأسطوانة الهيدروليكية تستخدم الأسطوانة رقم ٣٥، فإن الإجهاد المسموح به للمادة هو σ = ٢٠٠ ميجا باسكال، والقطر الخارجي للأسطوانة الهيدروليكية المحسوب بالصيغة ٣ هو ٢١٠ مم.

D2 = D1√σ / σ-√3P ③

٤) تحقق من قوة إرجاع حامل الفراغ. يجب أن تتغلب الأسطوانة الهيدروليكية على جاذبيتها الذاتية واحتكاكها وعوامل أخرى عند إرجاعها. تتراوح قوة الإرجاع العامة بين ١٠١TP3T و٢٠١TP3T من الضغط الاسمي. قوة إرجاع حامل الفراغ، المحسوبة بالصيغة ④، هي ٢٤٧ كيلو نيوتن، وهي مطابقة لمتطلبات التصميم.

F1 = π (D1²-d²) P / 4 ④

(٥) تحديد الأبعاد الأخرى لحامل الفراغ. سُمك الجدار: δ = (D2-D1) / 2 = 15 مم، سُمك قاع الأسطوانة: t1 = (1.5～2) δ، بفرض t1 = 30 مم، سُمك الحافة: t2 = (1.5～2) δ، بفرض t2 = 30 مم.

(3) التصميم الهيكلي للأسطوانة التشكيلية الجانبية

تعتمد أسطوانة التشكيل الجانبي على الإعداد المتماثل لأسطوانة المكبس، وتعتمد على قضيب ربط لدعم التوصيل. يُثبّت جسم الأسطوانة على قاعدة الدعم الجانبي، التي تتصل بدورها بقاعدة آلة الضغط الهيدروليكي. يبلغ الضغط الاسمي لأسطوانة التشكيل الجانبي 1000 كيلو نيوتن، بينما يبلغ الضغط الهيدروليكي 25 ميجا باسكال. يمكن الحصول على المعلمات الفنية ذات الصلة لأسطوانة التشكيل الجانبي من صيغة حساب معلمات الأسطوانة الهيدروليكية أعلاه. يوضح الجدول 1 المعلمات الفنية لأسطوانة هيدروليكية لحامل الفراغ وأسطوانة التشكيل الجانبي.

تصميم النظام الهيدروليكي

يتضمن تصميم النظام الهيدروليكي جزأين، الأول هو تصميم النظام الهيدروليكي في الاتجاه الرأسي المكون من أسطوانة الإمساك الفارغة والأسطوانة الرئيسية وأسطوانة القذف، والآخر هو تصميم النظام الهيدروليكي للأسطوانة الهيدروليكية ذات التشكيل الجانبي.

(1) تصميم الدائرة الهيدروليكية لآلة الضغط الهيدروليكية مزدوجة الفعل

بسبب مراعاة الاحتفاظ بالنظام الهيدروليكي لآلة الضغط الهيدروليكية الأصلية Y32-200T، تمت إضافة دائرتين هيدروليكيتين من أسطوانات حامل فارغة إلى النظام الأصلي لتشكيل الدائرة الهيدروليكية لآلة الضغط الهيدروليكية ذات الفعل المزدوج.

آلية عمل آلة الضغط الهيدروليكية في الاتجاه الرأسي هي كما يلي: يتحرك الشوط الفارغ للأسطوانة الرئيسية لأسفل بسرعة. عندما ينزلق حامل المادة الخام بالقرب منها، تنزل الأسطوانة الرئيسية ببطء. يوفر حامل المادة الخام قوة متغيرة، ويكتمل العمل. بعد ذلك، يُخفف النظام الضغط، وتدفع الأسطوانة الرئيسية الشعاع المتحرك للخلف، والذي يرتفع لمسافة معينة بعد عودة حامل المادة الخام، ثم تُخرج الأسطوانة لإخراج المنتج، مُكملةً دورة العمل.

يتضح من الشكل 2 أن النظام الهيدروليكي يستخدم نظام تحكم تناسبي كهروهيدروليكي وتحكم برمجة PLC. ووفقًا لإشارة الإزاحة التي يضبطها النظام، فإنه يرسل أوامر مقابلة للتحكم في الإجراءات المتسلسلة لكل مشغل في الاتجاه الرأسي. المضخة الهيدروليكية عبارة عن مضخة ذات مكبس متغير واحد، والتي تلبي أيضًا ظروف عمل أسطوانة القذف السريع منخفضة الضغط والسرعة البطيئة عالية الضغط للأسطوانة الرئيسية وأسطوانة حامل الفراغ، مما يوفر طاقة النظام. لتقليل اهتزاز النظام وتأثيره أثناء التبديل، تمت إضافة صمام الفائض 22 لتخفيف الفائض والضغط. يتم التحكم في عكس وإيقاف جهاز تثبيت الفراغ من خلال الوظيفتين المركزيتين للصمام 11 والصمام 12، وهما صمامان عكسيان من النوع O بثلاثة أوضاع وأربعة اتجاهات. عند التعبئة.

(2) تصميم النظام الهيدروليكي للأسطوانة الهيدروليكية ذات التشكيل الجانبي

يُستخدم جهاز التشكيل الجانبي بشكل أساسي لتشكيل قوالب التشكيل الساخن متعددة الاتجاهات. نظرًا لأن درجة حرارة الفراغ في عملية التشكيل الساخن متعددة الاتجاهات لها تأثير كبير على القوة أثناء التشكيل وخط تدفق المنتج المعدني بعد التشكيل، لذلك عند تشكيل منتج التشكيل الساخن، يلزم أن يكون النظام الهيدروليكي الجانبي قادرًا على العمل بسرعة لإكمال عملية بثق الفراغ، ويجب أن يكون لديه وظيفة الاحتفاظ بالضغط. في الوقت نفسه، نظرًا لاختلاف أشكال الجانبين الأيسر والأيمن لأجزاء التشكيل الساخن، تختلف القوة المطلوبة ووقت التشكيل أيضًا، لذلك يلزم أن يكون النظام الهيدروليكي قادرًا على تشغيل الأسطوانات اليسرى واليمنى بشكل مستقل، ويكون الضغط متعاكسًا، وسرعة قابلة للتعديل.

تتم عملية عمل آلة الضغط الهيدروليكية في الاتجاه الأفقي على النحو التالي: يتم تقدم الأسطوانات الهيدروليكية اليسرى واليمنى بسرعة - الأجزاء المبثوقة - الاحتفاظ بالضغط - تحرير الضغط - يتم سحب الأسطوانات الهيدروليكية على كلا الجانبين في وقت واحد.

يوضح الشكل 3 مخطط النظام الهيدروليكي لجهاز التشكيل الجانبي. يتضح من الشكل أن الأسطوانتين الهيدروليكيتين اليسرى واليمنى تعملان بشكل مستقل بواسطة مضخاتهما المتغيرة، ويمكن تعديل سرعتهما من خلال تدفق المضخة المتغيرة. يتم تحديد أقصى ضغط للنظام الهيدروليكي للأسطوانتين اليسرى واليمنى؛ وخلال شوط العودة، لتقليل تأثير التصادم أثناء التبديل، يتم تركيب صمامي تخفيف الضغط 8 و17 على التوالي. تعمل الأسطوانتان اليسرى واليمنى بشكل مستقل وتخففان الضغط، أو يمكن توصيلهما عن طريق تبديل صمامي الاتجاه 21 و22 لتحقيق تزامن العمل وتخفيف الضغط.

من تصميم النظام الهيدروليكي، يمكن ملاحظة أنه في عملية تشكيل القوالب متعددة الاتجاهات لآلة الضغط الهيدروليكية، يمكن اختيار عمليات التشكيل الثلاث التالية وفقًا لمتطلبات العملية: أولاً، يتم تشكيل الاتجاه الرأسي، ثم الاتجاه الأفقي، وأخيراً يتم فتح القالب لأعلى ولأسفل، اليسار واليمين القذف؛ ثانياً، يتم تشكيل الاتجاه الأفقي أولاً، ثم يتم تشكيل الاتجاه الرأسي، ثم يتم إخراج القالب؛ ثالثاً، يتم تشكيل الاتجاه الأفقي والاتجاه الرأسي معًا، ويتم إخراج القالب.

ملخص

(1) وفقًا للمعايير الفنية الرئيسية لآلة الضغط الهيدروليكية Y32-200 T، يتم تحديد المعلمات الفنية لحامل الفراغ وجهاز التشكيل الجانبي على أساس الاستخدام الأقصى للمعدات الأصلية.

(2) على هذا الأساس، حدد نوع الأسطوانة الهيدروليكية المقابلة واحسب مواصفاتها الرئيسية ومعلمات النموذج.

(3) وفقًا لمتطلبات ظروف العمل، تم تصميم مخطط النظام الهيدروليكي لاتجاه التشكيل الرأسي ومخطط النظام الهيدروليكي لاتجاه التشكيل الجانبي، وتم اقتراح ثلاث خطط عملية للتشكيل متعدد الاتجاهات.

بعد التحول الشامل لآلة الضغط الهيدروليكية، يتم تطبيقها على التشكيل الساخن متعدد الاتجاهات الفعلي لقضيب التوصيل، والذي يمكن أن يلبي المتطلبات التكنولوجية لتشكيل المنتج، وتم تحسين نطاق تطبيق آلة الضغط الهيدروليكية بشكل كبير.