Jako doświadczony inżynier w dziedzinie maszyn hydraulicznych często spotykałem się z wyzwaniami związanymi z amortyzacją wstrząsów w dużych prasa hydrauliczna Maszyny. Projektowanie i stosowanie amortyzatorów w dużych prasach hydraulicznych ma kluczowe znaczenie dla zwiększenia wydajności i zapewnienia bezpieczeństwa operatora. W tym artykule omówię kluczowe zasady projektowania, materiały i techniki, które przyczyniają się do skutecznej amortyzacji wstrząsów. Zrozumienie tych elementów pozwala znacząco poprawić niezawodność i wydajność pras hydraulicznych, co ostatecznie prowadzi do lepszych wyników produkcyjnych. Przyjrzyjmy się innowacyjnym rozwiązaniom, które to umożliwiają.

Tło projektu

Wraz z szybkim rozwojem przemysłu maszynowego, prasy hydrauliczne ponieważ urządzenia kuźnicze nieustannie ewoluują w kierunku masowej, zautomatyzowanej, precyzyjnej i inteligentnej produkcji, a jednocześnie muszą spełniać wymogi gospodarki niskoemisyjnej i rozwoju zielonej ochrony środowiska, propagowane przez państwo.

Podczas wykrawania blachy, z powodu nagłego zmniejszenia lub zaniku oporu materiału na odkształcenie, występuje zjawisko utraty obciążenia, które często powoduje, że korpus prasy hydraulicznej jest poddawany ekstremalnym drganiom udarowym, którym towarzyszy hałas. Belka zostaje złamana, a fundament uszkodzony. Silny hałas może również powodować poważne szkody dla zdrowia pracowników. Kontrola szkodliwych drgań i redukcja hałasu stały się pilnym problemem do rozwiązania.

Zasada działania amortyzatora uderzeniowego

Ten prasa hydrauliczna Przesuwa się w dół przez suwak, aby napędzać zamocowaną na nim formę formującą, która szybko się zamyka, dzięki czemu blacha zostaje trwale odkształcona i uzyskuje finalny kształt. Główną zasadą wibracji i uderzeń maszyny hydraulicznej podczas wykrawania jest to, że w momencie ścinania i pękania blachy, wysokie ciśnienie w głównym cylindrze siłownika maszyny hydraulicznej nagle zanika, a energia sprężania cieczy w cylindrze i sprężyste odkształcenie kadłuba mogą zostać nagle uwolnione. Proces ten powoduje silne drgania maszyny hydraulicznej i wibracje orurowania, co powoduje duży hałas całego urządzenia.

Powszechnie stosowane amortyzatory dzielą się na mechaniczne i hydrauliczne. Spośród nich amortyzator wykorzystujący sprężynową absorpcję energii oraz amortyzator gumowy należą do amortyzatorów mechanicznych, a amortyzator hydrauliczny do amortyzatorów hydraulicznych. Obecnie do redukcji hałasu w prasach hydraulicznych stosuje się głównie metodę przeciwciśnienia. Zasada działania polega na tym, że w przypadku pęknięcia płyty, siła odwrotnego działania siłownika hydraulicznego jest wywierana na suwak, zamiast działania płyty na suwak maszyny hydraulicznej podczas wykrawania.

Obciążenie maszyny hydraulicznej umożliwia jej płynne przejście z obciążenia procesu wykrawania na obciążenie siłownika hydraulicznego odwrotnego, dzięki czemu energia hydrauliczna zgromadzona w głównym siłowniku hydraulicznym oraz sprężyste odkształcenia kadłuba mogą być kontrolowane i uwalniane, co zapobiega nagłej utracie mocy maszyny hydraulicznej podczas pracy. Zjawisko ładowania eliminuje wynikające z tego wstrząsy i wibracje.

Obliczanie parametrów amortyzatora

Wysokość prasy hydraulicznej o nacisku 2000 ton wynosi 500–2200 mm, a wymiary stołu roboczego to 4000 mm × 1900 mm. Spośród głównych matryc wykrawających, wymiary matrycy bocznego słupa wynoszą 3200 mm × 1170 mm × 820 mm, a wymiary matrycy dużej belki wynoszą 3850 mm × 860 mm × 705 mm. Wymagana siła wykrawania wynosi około 11000 kN. Aby zapewnić płynne działanie formy wykrawającej po zamontowaniu amortyzatora, po lewej i prawej stronie podstawy maszyny hydraulicznej zamontowano cztery siłowniki amortyzatora, a nominalna siła każdego siłownika amortyzatora wynosi 2500 kN.

W zależności od wielkości stołu prasy hydraulicznej i szerokości formy, maksymalna średnica zewnętrzna cylindra amortyzatora wynosi 520 mm. W połączeniu z zakresem regulacji i grubością ścianki cylindra amortyzatora po zamontowaniu formy, średnica wewnętrzna cylindra amortyzatora nie powinna przekraczać 360 mm.

Obliczona dla średnicy wewnętrznej 360 mm powierzchnia nacisku cylindra amortyzatora wynosi 0,102 metra kwadratowego. Zgodnie ze wzorem na ciśnienie, ciśnienie w cylindrze amortyzatora może osiągnąć 24,5 MPa. Aby zapobiec wyciekom hydraulicznym, należy stosować importowane uszczelki. W zależności od wysokości formy, minimalna wysokość cylindra amortyzatora wynosi 700 mm, skok amortyzatora 50 mm, całkowita regulowana wysokość 400 mm, wysokość precyzyjnej regulacji 50 mm, a całkowity zakres regulacji ciśnienia w amortyzatorze wynosi 4000 kN ~ 10000 kN.

Struktura cylindra amortyzatora

Cylinder amortyzatora składa się z korpusu cylindra, tłoczyska, sprężyny motylkowej, płyty podporowej, śruby regulacyjnej, bloku amortyzującego, górnej stałej poduszki, zbiornika oleju itd. Strukturę pokazano na rysunku 1, a rzeczywisty obiekt na rysunku 2.

Każdy cylinder amortyzatora jest wyposażony w niezależny zbiornik oleju hydraulicznego. Olej hydrauliczny krąży tam i z powrotem w rurociągu hydraulicznym bez napędu, co pozwala zmniejszyć zużycie energii i awaryjność. Aby nie utrudniać korzystania z innych form, cylinder amortyzatora jest połączony ze stołem roboczym prasy hydraulicznej za pomocą śrub, co zapewnia dużą elastyczność oraz łatwość montażu i demontażu.

Tłoczysko ma gwint i jest wyposażone w zawór wydechowy, który umożliwia szybkie usunięcie powietrza z cylindra, zapewniając stabilne ciśnienie i płynną pracę. Sprężyna motylkowa jest zamontowana w korpusie cylindra i prowadzona przez pręt prowadzący, dzięki czemu sprężyna motylkowa nie ulega odchyleniu pod wpływem drgań, a ruch podnoszący tłoczysko jest stabilny i niezawodny.

Śruba regulacyjna jest osadzona w tłoczysku, a śruba regulacyjna i tłoczysko mają formę gwintowanej konstrukcji śrubowej. Obrót śruby regulacyjnej umożliwia precyzyjną regulację wysokości. Na urządzeniu do precyzyjnej regulacji wysokości znajduje się nakrętka zabezpieczająca. Po ustawieniu wysokości na odpowiednią wysokość, nakrętka zabezpieczająca jest dokręcana, aby zapobiec jej poluzowaniu. Gdy wysokość regulacji przekracza 50 mm, na końcowej powierzchni śruby regulacyjnej można umieścić różną liczbę podkładek, aby spełnić wymagania dotyczące form o różnej wysokości. Pomiędzy każdą podkładką znajduje się szczelina pozycjonująca, która zapobiega jej zsuwaniu się pod wpływem drgań.

Układ hydrauliczny cylindra amortyzatora

Układ hydrauliczny siłownika amortyzatora jest zamontowany na rurociągu między zbiornikiem oleju a siłownikiem amortyzatora i służy do dostarczania ciśnienia do siłownika amortyzatora. Układ hydrauliczny składa się z zaworu bezpieczeństwa jednokierunkowego, złączy i przewodów. Zawór bezpieczeństwa jednokierunkowego jest wyposażony w skalę i pokrętło ciśnienia, które umożliwiają wygodne ustawienie ciśnienia.

Zastosowanie amortyzatora

Amortyzator jest zamontowany w maszynie hydraulicznej o mocy 2000 ton. Po wymianie formy do wykrawania z bocznym słupkiem na formę z dużą belką, wystarczy zdemontować tylko dwie podkładki, zależnie od wysokości, a wysokość śruby regulacyjnej można regulować, aby wykonać wykrawanie. Podczas produkcji panuje jedynie niewielki hałas, co znacznie redukuje siłę uderzenia i wibracje działające na urządzenie podczas wykrawania.