D'après mon expérience de travail avec presses hydrauliques, la transformation technique du système hydraulique du Y32-200T presse hydraulique Ce projet a été à la fois fascinant et enrichissant. Cette transformation est essentielle pour améliorer l'efficacité, accroître les performances et réduire les coûts de maintenance. Grâce à la mise en œuvre de technologies modernes et à des améliorations de conception innovantes, j'ai constaté des progrès significatifs dans les capacités opérationnelles de la presse. Dans cet article, je partagerai mes connaissances sur la transformation technique du système hydraulique de la presse hydraulique Y32-200T, en abordant les principales améliorations et leur impact sur les performances globales dans diverses applications.

Y32-200T à quatre colonnes presse hydraulique Cette machine peut être utilisée pour l'usinage de pièces métalliques telles que le poinçonnage, l'emboutissage et le bordage. En pratique, nous avons constaté que son champ d'application était limité et qu'il était impossible de réaliser l'emboutissage, le découpage et le thermoformage par matriçage multidirectionnel. Afin d'exploiter pleinement l'équipement d'origine, il a été décidé de le transformer intégralement et d'élargir son champ d'application en remplaçant le moins de pièces possible. Cette transformation repose principalement sur la presse hydraulique à quatre colonnes Y32-200T, avec l'ajout d'un serre-flan et d'un dispositif de formage latéral pour l'adapter au matriçage multidirectionnel. La transformation du système hydraulique comprend les étapes suivantes : détermination des paramètres techniques du serre-flan et du formage latéral ; calcul des dimensions des vérins hydrauliques des dispositifs latéraux et de formage latéral ; conception schématique du système hydraulique.

Détermination des paramètres techniques

La structure de la presse hydraulique à quatre colonnes Y32-200T est illustrée à la Figure 1. Ses principaux paramètres techniques : force nominale 2000 kN ; force d'éjection 240 kN ; course du curseur 800 mm ; course d'éjection 200 mm ; surface effective de la table (1000 × 900) mm ; vitesse de course à vide du curseur 90 mm/s ; vitesse de course de travail du curseur 7 à 14 mm/s ; la vitesse de retour du curseur est de 60 mm/s ; la distance maximale entre le curseur et la table est de 1000 mm et la pression du fluide de travail est de 25 MPa.

Figure 1 — Schéma de principe d'une presse hydraulique de forgeage multidirectionnel

Conformément aux exigences de transformation, deux dispositifs hydrauliques de serrage de flans ont été ajoutés à la base d'origine. Le dispositif est installé sous la poutre supérieure. Les principaux paramètres techniques sont les suivants : force de serrage de 500 kN ; course maximale du serre-flan de 200 mm ; vitesse de course du serre-flan de 7 à 14 mm/s ; vitesse de retour du coulisseau de 40 mm/s ; distance maximale entre le serre-flan et la table de 850 mm.

En prenant en compte la surface effective de la table de travail de la presse hydraulique d'origine et la plage de force de formage du forgeage multidirectionnel pour les tests, les paramètres techniques du dispositif de formage latéral unilatéral sont les suivants : force nominale 1000 kN ; course de travail du curseur 300 mm ; vitesse de course de travail du curseur 7 à 14 mm/s ; la hauteur centrale du cylindre de formage latéral est de 550 mm.

Conception structurelle du vérin hydraulique de serre-flan et du vérin hydraulique de formage latéral

(1) Aperçu de la conception de la structure du vérin hydraulique

La conception de la structure d'un vérin hydraulique inclut son type, sa taille et son mode de support. En effet, le vérin hydraulique est l'actionneur de la presse hydraulique, sa puissance de sortie supporte la charge et il est également un composant sujet aux pannes. Le choix d'une structure, de spécifications et de modes de support appropriés permet non seulement de garantir un fonctionnement précis, mais aussi d'en prolonger la durée de vie. Lors de la conception, le choix de la structure dépend généralement du mode de support du vérin sur la presse hydraulique. Les spécifications et le modèle du vérin sont calculés et déterminés en fonction de la pression de service totale de la presse hydraulique.

(2) Conception de la structure du serre-flan

En raison des limitations de la structure principale de la presse hydraulique Y32-200T, le vérin hydraulique de serrage de flan ne peut être installé fixement sur la poutre supérieure. Nous avons donc choisi d'installer une plaque d'acier de 150 mm d'épaisseur sur la poutre mobile et d'y percer des trous traversants. La surface cylindrique de la paroi extérieure du vérin hydraulique est installée en coopération avec le trou traversant de la plaque d'acier. Comme il s'agit d'une presse hydraulique de petite taille, le vérin à piston sert de serre-flan.

1) Calcul du diamètre intérieur du serre-flan. Comme indiqué dans la formule 1, le diamètre intérieur du vérin hydraulique est déterminé par la pression nominale du serre-flan et la pression du fluide hydraulique du système hydraulique. La pression nominale F est de 500 kN, la pression hydraulique P = 20 MPa et la valeur calculée D1 est de 180 mm.

D1 = √4F / πP ①

2) Calcul du diamètre du piston du serre-flan. La relation entre le diamètre du piston et son diamètre intérieur est illustrée par la formule ②, où le quasi-diamètre est lié à la pression de service P. Lorsque la pression de service P est supérieure ou égale à 20 MPa, le quasi-diamètre est égal à 2,3 ; le diamètre du piston d est donc d = 0,75 D1, d étant arrondi à 135 mm.

d = D√Φ-1 / φ ②

3) Calcul du diamètre extérieur du serre-flan. Le diamètre intérieur du vérin hydraulique D1 est de 55 mm. Le vérin étant fabriqué avec le 35e cylindre, la contrainte admissible est de σ = 200 MPa. Le diamètre extérieur du vérin, calculé selon la formule ③, est de 210 mm.

D2 = D1√σ / σ-√3P ③

4) Vérifier la force de rappel du serre-flan. Le vérin hydraulique doit surmonter sa propre gravité, les frottements et d'autres facteurs lors du retour. La force de rappel générale est comprise entre 10% et 20% de la pression nominale. La force de rappel du serre-flan calculée par la formule ④ est de 247 kN, ce qui est conforme aux exigences de conception.

F1 = π (D1²-d²) P / 4 ④

(5) Détermination des autres dimensions du serre-flan. Épaisseur de paroi : δ = (D2-D1) / 2 = 15 mm, épaisseur du fond du cylindre : t1 = (1,5～2) δ, prendre t1 = 30 mm, épaisseur de la bride : t2 = (1,5～2) δ, prendre t2 = 30 mm.

(3) Conception structurelle du cylindre de formage latéral

Le vérin de formage latéral adopte le réglage symétrique du vérin à piston et utilise une tige de liaison pour soutenir la connexion. Le corps du vérin est fixé sur la base de support latéral, laquelle est reliée à la base de la presse hydraulique. La pression nominale du vérin de formage latéral est de 1 000 kN et la pression hydraulique de 25 MPa. Les paramètres techniques du vérin de formage latéral peuvent être obtenus à partir de la formule de calcul des paramètres du vérin hydraulique ci-dessus. Les paramètres techniques du vérin hydraulique de serre-flan et du vérin de formage latéral sont présentés dans le tableau 1.

Conception du système hydraulique

La conception du système hydraulique comprend deux parties, l'une est la conception du système hydraulique dans la direction verticale composée du cylindre de maintien de la pièce et du cylindre principal et du cylindre d'éjection, et l'autre est la conception du système hydraulique du cylindre hydraulique de formage latéral.

(1) Conception du circuit hydraulique d'une presse hydraulique à double effet

En raison de la nécessité de conserver le système hydraulique de la presse hydraulique Y32-200T d'origine, deux circuits hydrauliques de vérins de serre-flan sont ajoutés au système d'origine pour former le circuit hydraulique de la presse hydraulique à double effet.

Le fonctionnement de la presse hydraulique verticale est le suivant : la course à vide du maître-cylindre est rapide et descendante. Lorsque le serre-flan coulisse près de la pièce, le maître-cylindre descend lentement. Le serre-flan exerce une force variable, ce qui permet de terminer la pièce. Ensuite, le système relâche la pression et le vérin principal repousse la poutre mobile, qui remonte jusqu'à une certaine distance après le retour du serre-flan, puis éjecte le vérin pour éjecter la pièce, complétant ainsi le cycle de travail.

La figure 2 montre que le système hydraulique utilise un système de commande proportionnelle électrohydraulique et un automate programmable. En fonction du signal de déplacement défini par le système, celui-ci envoie les commandes correspondantes pour contrôler les actions séquentielles de chaque actionneur dans le sens vertical. La pompe hydraulique, une pompe à piston unique à débit variable, assure également le fonctionnement du vérin d'éjection rapide basse pression et le fonctionnement lent haute pression du vérin principal et du vérin de serre-flan, économisant ainsi l'énergie du système. Afin de réduire les vibrations et les chocs du système lors des commutations, une soupape de décharge 22 a été ajoutée pour le débordement et la décharge de pression. L'inversion et l'arrêt du dispositif de serre-flan sont commandés par les deux fonctions centrales des vannes 11 et 12, des vannes d'inversion à quatre voies à trois positions de type O. Lors du remplissage.

(2) Conception du système hydraulique du vérin hydraulique de formage latéral

Le dispositif de formage latéral est principalement utilisé pour le formage par matriçage à chaud multidirectionnel. Dans ce procédé, la température de l'ébauche influence fortement la force de formage et la ligne d'écoulement du produit métallique après formage. Par conséquent, lors du formage, le système hydraulique latéral doit assurer une extrusion rapide de l'ébauche et maintenir la pression. De plus, la forme des côtés gauche et droit des pièces forgées à chaud étant différente, la force et le temps de formage requis sont différents. Le système hydraulique doit donc pouvoir entraîner indépendamment les vérins gauche et droit, avec une pression opposée et une vitesse réglable.

Le processus de fonctionnement de la presse hydraulique dans le sens horizontal est le suivant : les vérins hydrauliques gauche et droit avancent rapidement, les pièces extrudées maintiennent la pression, relâchent la pression, les vérins hydrauliques des deux côtés sont rétractés simultanément.

La figure 3 présente le schéma du système hydraulique du dispositif de formage latéral. On y voit que les vérins hydrauliques gauche et droit sont entraînés indépendamment par leurs pompes à débit variable, et que leur vitesse est réglable par le débit de ces dernières. La pression maximale du système hydraulique des vérins gauche et droit est limitée. Lors de la course de retour, afin de réduire l'impact lors de la commutation, les soupapes de décharge 8 et 17 sont installées respectivement sur cette course. Les vérins gauche et droit peuvent fonctionner indépendamment et relâcher la pression, ou être connectés par commutation des distributeurs 21 et 22 pour synchroniser le travail et la détente.

De la conception du système hydraulique, on peut voir que dans le processus de formage par forgeage multidirectionnel de la presse hydraulique, les trois processus de formage suivants peuvent être sélectionnés en fonction des exigences du processus : tout d'abord, la direction verticale est formée, puis la direction horizontale, et enfin le moule est ouvert de haut en bas, éjecté à gauche et à droite ; deuxièmement, la direction horizontale est formée en premier, puis la direction verticale est formée, puis le moule est éjecté ; troisièmement, la direction horizontale et la direction verticale sont formées ensemble, et le moule est éjecté.

Résumé

(1) Selon les principaux paramètres techniques de la presse hydraulique Y32-200 T, les paramètres techniques du serre-flan et du dispositif de formage latéral sont déterminés sur la base de l'utilisation maximale de l'équipement d'origine.

(2) Sur cette base, sélectionnez le type de vérin hydraulique correspondant et calculez ses principales spécifications et paramètres de modèle.

(3) Selon les exigences des conditions de travail, le schéma du système hydraulique de la direction de moulage verticale et le schéma du système hydraulique de la direction de moulage latérale sont conçus, et trois plans de processus pour le forgeage multidirectionnel sont proposés.

Après la transformation globale de la presse hydraulique, elle est appliquée au formage à chaud par forgeage multidirectionnel réel de la bielle, qui peut répondre aux exigences technologiques du formage du produit, et la gamme d'applications de la presse hydraulique a été considérablement améliorée.