Auf meiner Reise durch die Welt der Metallverarbeitung habe ich wertvolle Einblicke in die pneumatische Systemkonstruktion von Biegemaschinen gewonnen. Pneumatische Systeme spielen eine entscheidende Rolle bei der Steigerung der Effizienz und Präzision von Biegeprozessen, indem sie Druckluft zum Betreiben verschiedener Komponenten nutzen. Das Verständnis der Feinheiten der pneumatischen Systemkonstruktion ist für die Optimierung der Leistung und die Gewährleistung eines zuverlässigen Betriebs unerlässlich. Im Laufe der Jahre habe ich die wichtigsten Elemente dieser Systeme erforscht, darunter Antriebe, Ventile und Steuerungsmechanismen. In diesem Artikel teile ich mein Wissen über die pneumatische Systemkonstruktion von Biegemaschinen und beleuchte deren Bedeutung und praktische Anwendungen in der Branche.

Biegen ist eine Methode, verschiedene Metallrohlinge in einen bestimmten Winkel, Krümmungsradius und eine bestimmte Form zu biegen. Die Biegemaschine ist eine Spezialausrüstung zum Blechbiegen. Aufgrund ihrer einfachen Bedienung und hohen Vielseitigkeit wird sie häufig in der Blechverarbeitung eingesetzt. Derzeit wird für Biegemaschinen meist ein Hydrauliksystem verwendet.

Obwohl Hydrauliksysteme höhere Drücke erreichen und die Übertragung relativ stabil ist, sind Leckagen im Hydrauliksystem nicht zu vernachlässigen. Sie verursachen leicht Umweltverschmutzung, sind schwer zu beheben und erfordern einen vergleichsweise hohen Wartungsaufwand. Pneumatische Systeme sind drucklos, kosten nichts und verursachen keine Umweltverschmutzung, wenn sie in die Atmosphäre abgegeben werden. Darüber hinaus ist die Wartung einfach und bequem, die Rohrleitungen verstopfen nicht so leicht, die Anwendung ist sicher und zuverlässig und ein automatischer Überlastschutz ist realisierbar. Sie finden in der Maschinenbauindustrie immer mehr Anwendung.

1. Arbeitsanforderungen für hydraulische Biegemaschinen

Wenn die Biegemaschine in Betrieb ist (Abbildung 1), das Werkstück die angegebene Position (a2) erreicht und die Starttaste gedrückt wird, fährt der Zylinder aus, um das Werkstück gemäß den Konstruktionsanforderungen zu biegen (Ankunftsposition a1), kehrt dann schnell zurück und schließt einen Arbeitszyklus ab. Wenn das Werkstück die angegebene Position (a2) nicht erreicht, funktioniert der Zylinder auch dann nicht, wenn die Taste gedrückt wird. Um den Anforderungen der Verarbeitung von Werkstücken unterschiedlicher Materialien oder Durchmesser gerecht zu werden, sollte der Systemarbeitsdruck außerdem einstellbar sein.

2. Biegekraftberechnung

Derzeit gibt es für das V-förmige freie Biegen im Allgemeinen zwei Berechnungsformeln für die üblicherweise verwendete Biegekraft. In der Berechnungsformel beträgt die Breite V der Formöffnung im Allgemeinen das 8- bis 10-fache der Dicke S des Blechmaterials, und der Innendurchmesser des Biegewerkstücks beträgt r = (0,16 ~ 0,17) V, wie in Abbildung 2 dargestellt.

 F——Biegekraft, KN;

 S——Blechdicke, mm;

 l——Blechbiegelänge, m;

 V——untere Öffnungsbreite, mm;

 σb – Zugfestigkeit des Materials, MPa.

Als Beispiel wird eine Stahlplatte mit einer Länge l = 1 m, einer Dicke S = 2 mm und einer Materialzugfestigkeit von σb = 450 MPa sowie einem Biegeradius von r = 3,5 mm und einer unteren Formöffnungsweite von V = 20 mm verwendet.

Berechnen Sie zunächst das Seitenverhältnis und das Seitenverhältnis:

  V/S = 10 r/V = 0,17

  Das Breiten-Dicken-Verhältnis und das Seitenverhältnis entsprechen den Anforderungen des Formelbereichs und die Biegekraft wird mit zwei Berechnungsformeln berechnet:

Aus den Berechnungsergebnissen ist ersichtlich, dass sich die mit den beiden häufig verwendeten Berechnungsformeln berechnete Biegekraft nicht wesentlich unterscheidet und dass für die Konstruktion die mit der vorherigen Formel berechnete Biegekraft F = 416 kN ausgewählt wird.

3. Design des pneumatischen Systems einer Biegemaschine

Analysieren Sie die Arbeitsanforderungen der Biegemaschine. Das pneumatische System der Biegemaschine hat eine geringere Bewegungsgeschwindigkeit und einen geringen Bewegungsabstand, erfordert jedoch eine hohe Biegekraft. Bei der Rückkehr spart es Arbeitsstunden und muss schnell zurückkehren. Zur Positionsregelung der gebogenen Platte kann der Hubschalter verwendet werden. Da die Biegemaschine eine hohe Biegekraft aufweist, wird bei der Auslegung des pneumatischen Systems aus Sicherheitsgründen eine Doppeldruckventilsteuerung berücksichtigt. Basierend auf der Analyse wird das pneumatische Systemdiagramm der Biegemaschine wie in Abbildung 3 dargestellt ausgelegt.

Funktionsprinzip des pneumatischen Systems der Biegemaschine: Das Blech wird in die Position A2 bewegt, um Ventil 9 zu drücken, Ventil 3 wird gedrückt, die Druckluft gelangt über Ventil 3 und Ventil 9 in das Doppeldruckventil 4, gelangt in den linken Luftsteueranschluss von Ventil 7, die linke Position von Ventil 7 funktioniert, die Druckluft wird über Ventil 5 vom linken Einlassventil 7 in den Zylinder ohne Stangenhohlraum eingelassen und der Kolben wird zum Biegen ausgefahren.

Wenn das Blechmaterial gebogen und in die Position a1 gedrückt wird, wird das Ventil 8 geöffnet, die Druckluft gelangt durch die linke Position des Ventils 8 in den rechten Luftsteueranschluss des Ventils 7, und das Ventil 7 wird in die rechte Position geändert, und die Druckluft gelangt durch das Ventil 7 in den Zylinder mit der Stangenkammer und die stangenlose Kammer. Die Druckluft wird durch den Schnellentlüftungsanschluss des Ventils 5 abgelassen und der Kolben wird schnell zurückgezogen.

4. Auswahl der Zylinder für das pneumatische System der Biegemaschine

Derzeit werden in China fünf Arten von Standardzylindern hergestellt, aus denen die Anwender wählen können. Versuchen Sie, bei der Produktion Standardzylinder zu verwenden. Gemäß dem Hydraulik- und Pneumatik-Konstruktionshandbuch ist der Zylinderansaugdruck p=1MPa, die Zylinderbelastungsrate η=75% zu wählen und der Zylinderinnendurchmesser gemäß der Berechnungsformel für den Zylinderbohrungsdurchmesser zu berechnen:

Gemäß der Norm für den Zylinderinnendurchmesser wird ein Zylinder mit einem Innendurchmesser von 250 mm und einem Kolbenstangendurchmesser von 70 mm ausgewählt.

5. Fazit

Biegemaschinen sind in verschiedenen Branchen weit verbreitet. Die Biegemaschine verfügt über ein pneumatisches Systemdesign, um die Umweltbelastung durch Öllecks zu reduzieren, Energie zu sparen und die Bedienung zu vereinfachen. Durch die Analyse der Arbeit der Biegemaschine wird das pneumatische System der Biegemaschine entworfen und die verwendeten Zylinder ausgewählt. Dies soll als Referenz für die spätere Konstruktion des pneumatischen Systems gängiger mechanischer Geräte dienen.