Podczas mojej podróży przez świat obróbki metali zdobyłem cenną wiedzę na temat projektowania układów pneumatycznych giętarek. Układy pneumatyczne odgrywają kluczową rolę w zwiększaniu wydajności i precyzji procesów gięcia poprzez wykorzystanie sprężonego powietrza do obsługi różnych komponentów. Zrozumienie zawiłości projektowania układów pneumatycznych jest niezbędne do optymalizacji wydajności i zapewnienia niezawodnej pracy. Przez lata zgłębiałem kluczowe elementy tych układów, w tym siłowniki, zawory i mechanizmy sterujące. W tym artykule podzielę się swoją wiedzą na temat projektowania układów pneumatycznych giętarek, podkreślając ich znaczenie i praktyczne zastosowania w przemyśle.

Gięcie to metoda gięcia różnych metalowych półfabrykatów pod określonym kątem, o określonym promieniu krzywizny i kształcie. maszyna do gięcia to specjalistyczne urządzenie do gięcia blach. Ze względu na prostotę obsługi i wszechstronność, jest szeroko stosowane w przemyśle obróbki blach. Obecnie giętarki wykorzystują głównie układ hydrauliczny.

Chociaż układ hydrauliczny może osiągać wyższe ciśnienie, a przekładnia jest stosunkowo stabilna, nie można ignorować problemu wycieków, które łatwo zanieczyszczają środowisko. Ponadto układ hydrauliczny jest trudny do usunięcia, a personel konserwacyjny musi porównywać jego parametry. Relatywnie rzecz biorąc, układ pneumatyczny jest bezpowietrzny, niedrogi i nie powoduje zanieczyszczeń po uwolnieniu do atmosfery. Co więcej, konserwacja jest prosta i wygodna, rurociąg nie zatyka się, użytkowanie jest bezpieczne i niezawodne, a automatyczne zabezpieczenie przed przeciążeniem jest możliwe. System ten jest coraz szerzej stosowany w produkcji mechanicznej.

1. Wymagania dotyczące pracy giętarki hydraulicznej

Podczas pracy giętarki (rys. 1), gdy przedmiot obrabiany osiągnie zadaną pozycję (a2), naciśnięcie przycisku start powoduje wysunięcie cylindra, aby zgiąć przedmiot obrabiany zgodnie z wymaganiami projektowymi (pozycja dojścia a1), a następnie szybki powrót, kończąc jeden cykl roboczy. Jeśli przedmiot obrabiany nie osiągnie zadanej pozycji (a2), cylinder nie pracuje, nawet po naciśnięciu przycisku. Ponadto, aby sprostać wymaganiom obróbki przedmiotów obrabianych z różnych materiałów lub o różnych średnicach, ciśnienie robocze systemu powinno być regulowane.

2. Obliczanie siły zginającej

Obecnie, w przypadku gięcia swobodnego typu V, istnieją dwa wzory obliczeniowe dla powszechnie stosowanej siły gięcia. W tym wzorze szerokość otworu formy V jest zazwyczaj 8-10 razy większa od grubości S materiału arkuszowego, a średnica wewnętrzna giętego przedmiotu wynosi r = (0,16 ~ 0,17) V, jak pokazano na rysunku 2.

 F—siła zginająca, kN;

 S——grubość blachy, mm;

 l——długość gięcia blachy, m;

 V——szerokość dolnego otworu, mm;

 σb – wytrzymałość materiału na rozciąganie, MPa.

Jako przykład przyjęto płytę stalową o długości l = 1 m, grubości S = 2 mm i wytrzymałości materiału na rozciąganie σb = 450 MPa, promieniu gięcia r = 3,5 mm i szerokości otworu dolnej formy V = 20 mm.

Najpierw oblicz współczynnik kształtu i proporcje obrazu:

  V/S = 10 r/V = 0,17

  Stosunek szerokości do grubości oraz współczynnik kształtu są zgodne z wymaganiami zakresu wzorów, a siła gięcia jest obliczana za pomocą dwóch wzorów obliczeniowych:

Z wyników obliczeń wynika, że siła zginająca obliczona za pomocą dwóch powszechnie stosowanych wzorów obliczeniowych nie różni się znacząco, a jako siłę zginającą blachę do obliczeń wybrano siłę F=416KN obliczoną za pomocą poprzedniego wzoru.

3. Projektowanie układów pneumatycznych giętarek

Przeanalizuj wymagania robocze giętarki. Układ pneumatyczny giętarki charakteryzuje się niższą prędkością i krótkim dystansem, ale wymagana siła gięcia jest duża. Podczas powrotu oszczędza roboczogodziny i wymaga szybkiego powrotu. Do kontroli położenia giętej blachy można zastosować przełącznik skoku. Ze względu na dużą siłę gięcia giętarki, w celu zapewnienia bezpieczeństwa, w projekcie układu pneumatycznego uwzględniono sterowanie zaworem dwuciśnieniowym. Zgodnie z analizą, zaprojektowano schemat układu pneumatycznego giętarki, jak pokazano na rysunku 3.

Zasada działania pneumatycznego układu giętarki: arkusz przesuwa się do pozycji a2, aby nacisnąć zawór 9, nacisnąć zawór 3, sprężone powietrze dostaje się do zaworu podwójnego ciśnienia 4 przez zawór 3 i zawór 9, dostaje się do lewego portu sterowania powietrzem zaworu 7, zawór 7 znajduje się w lewej pozycji roboczej, zawór wlotowy sprężonego powietrza 7 zostaje pozostawiony, aby wejść do cylindra bez wnęki pręta przez zawór 5, a tłok zostaje wysunięty w celu zgięcia.

Gdy materiał arkuszowy jest zginany i dociskany do pozycji a1, zawór 8 zostaje otwarty, sprężone powietrze dostaje się do prawego portu sterowania powietrzem zaworu 7 przez lewe położenie zaworu 8, a zawór 7 zostaje przestawiony w prawe położenie. Sprężone powietrze dostaje się do cylindra z komorą tłoczyskową przez zawór 7 i komorę beztłoczyskową. Sprężone powietrze jest odprowadzane przez szybki port wydechowy zaworu 5, a tłok zostaje szybko cofnięty.

4. Wybór cylindrów do układu pneumatycznego giętarki

Obecnie w Chinach produkowanych jest pięć rodzajów znormalizowanych cylindrów, z których użytkownicy mogą wybierać. Podczas produkcji należy starać się używać znormalizowanych cylindrów. Zgodnie z podręcznikiem projektowania hydraulicznego i pneumatycznego, ciśnienie wlotowe cylindra p = 1 MPa, współczynnik obciążenia cylindra η = 75%, a średnicę wewnętrzną cylindra oblicza się zgodnie ze wzorem na obliczenie średnicy otworu cylindra:

Zgodnie ze standardem dotyczącym średnicy wewnętrznej cylindra wybiera się cylinder o średnicy wewnętrznej wynoszącej 250 mm i średnicy tłoczyska wynoszącej 70 mm.

5. Wnioski

Giętarki są szeroko stosowane w różnych gałęziach przemysłu. Giętarka wykorzystuje układ pneumatyczny, aby zmniejszyć wpływ na środowisko spowodowany wyciekami oleju, oszczędzać energię i być łatwa w obsłudze. Poprzez analizę pracy giętarki, projektowany jest układ pneumatyczny giętarki i dobierane są odpowiednie cylindry. Oczekuje się, że będzie to stanowić punkt odniesienia dla późniejszego projektowania układów pneumatycznych typowych urządzeń mechanicznych.