Como engenheiro experiente na área de máquinas hidráulicas, muitas vezes enfrentei os desafios associados à absorção de choque em grandes prensa hidráulica máquinas. O projeto e a aplicação de amortecedores para prensas hidráulicas de grande porte são cruciais para aprimorar o desempenho e garantir a segurança do operador. Neste artigo, explorarei os principais princípios de projeto, materiais e técnicas que contribuem para uma absorção eficaz de choques. Ao compreender esses elementos, podemos melhorar significativamente a confiabilidade e a eficiência das prensas hidráulicas, resultando em melhores resultados de produção. Vamos nos aprofundar nas soluções inovadoras que tornam isso possível.

Contexto do design

Com o rápido desenvolvimento da indústria de máquinas, prensas hidráulicas como os equipamentos de forjamento estão constantemente se movendo em direção a direções de larga escala, automatizadas, precisas e inteligentes, e ao mesmo tempo precisam atender aos requisitos de economia de baixo carbono e desenvolvimento de proteção ambiental verde defendidos pelo estado.

Quando a chapa metálica é puncionada, devido à redução repentina ou ao desaparecimento da resistência à deformação do material, ocorre um fenômeno de perda de carga, que frequentemente faz com que o corpo da prensa hidráulica seja submetido a vibrações de choque extremas, acompanhadas de ruídos intensos. A viga se rompe e a fundação é danificada. A poluição sonora severa também pode causar sérios danos à saúde dos trabalhadores. Controlar a vibração prejudicial e reduzir o ruído tornou-se um problema urgente a ser resolvido.

O princípio do amortecedor de impacto

O prensa hidráulica Desce através do cursor para acionar o molde de conformação fixado nele, fechando-o rapidamente, de modo que a chapa metálica seja deformada permanentemente para obter a peça final conformada. O princípio básico da vibração e do impacto da máquina hidráulica durante o corte é que, no momento em que a chapa cisalha e quebra, a alta pressão do cilindro principal do atuador da máquina hidráulica desaparece repentinamente, e a energia de compressão do líquido no cilindro e a deformação elástica da fuselagem podem ser liberadas repentinamente. Esse processo fazia com que a máquina hidráulica tremesse fortemente e a tubulação vibrasse, tornando todo o equipamento muito ruidoso.

Os amortecedores comuns são divididos em amortecedores mecânicos e amortecedores hidráulicos. Dentre eles, o amortecedor com absorção de energia por mola e o amortecedor de borracha pertencem aos amortecedores mecânicos, enquanto o amortecedor com absorção de energia hidráulica pertence aos amortecedores hidráulicos. Atualmente, o método de contrapressão é usado principalmente para redução de ruído em prensas hidráulicas. O princípio básico é que, quando a placa se rompe, uma força reversa é aplicada pelo cilindro hidráulico reverso para atuar no cursor, em vez da placa atuar no cursor da máquina hidráulica durante a punção.

A carga da máquina hidráulica permite que ela transite suavemente da carga do processo de puncionamento para a carga do cilindro hidráulico reverso, de modo que a energia hidráulica acumulada no cilindro hidráulico principal e a deformação elástica da fuselagem possam ser controladas e liberadas, garantindo que não haja perda repentina da máquina hidráulica durante o trabalho. O fenômeno de carga elimina o choque e a vibração resultantes.

Cálculo dos parâmetros do amortecedor

A altura da prensa hidráulica de 2000 t é de 500 a 2200 mm, e o tamanho da mesa de trabalho é de 4000 mm × 1900 mm. Dentre as principais matrizes de puncionamento, a matriz de corte de pilares laterais tem dimensões de 3200 mm × 1170 mm × 820 mm, e a matriz de corte de vigas grandes tem dimensões de 3850 mm × 860 mm × 705 mm, e a força de puncionamento necessária é de aproximadamente 11000 kN. Para garantir que o uso do molde de corte não seja prejudicado após a instalação do amortecedor, quatro cilindros de amortecedor são instalados nos lados esquerdo e direito da base da máquina hidráulica, e a força nominal de cada cilindro de amortecedor é de 2500 kN.

De acordo com o tamanho da mesa da prensa hidráulica e a largura do molde, o tamanho máximo do diâmetro externo do cilindro amortecedor é de 520 mm. Em combinação com o ajuste e a espessura da parede do cilindro amortecedor quando o molde é instalado, o diâmetro interno do cilindro amortecedor não deve ser superior a 360 mm.

Calculado com um diâmetro interno de 360 mm, a área de pressão do cilindro do amortecedor é de 0,102 metros quadrados. De acordo com a fórmula de pressão, a pressão do cilindro do amortecedor pode atingir 24,5 MPa. Utilizar vedações importadas para evitar vazamentos hidráulicos. De acordo com a altura do molde, a altura mínima do cilindro do amortecedor é de 700 mm, o curso do amortecedor é de 50 mm, a altura total ajustável é de 400 mm, a altura de ajuste fino é de 50 mm e a faixa total de ajuste da pressão do amortecedor é de 4000 kN a 10000 kN.

Estrutura do cilindro do amortecedor

O cilindro do amortecedor é composto por um corpo de cilindro, uma haste de pistão, uma mola borboleta, uma placa de suporte, um parafuso de ajuste, um bloco de amortecimento, um amortecimento fixo superior, um tanque de óleo, etc. A estrutura é mostrada na Figura 1, e o objeto real é mostrado na Figura 2.

Cada cilindro amortecedor é equipado com um reservatório de óleo hidráulico independente. O óleo hidráulico circula na tubulação hidráulica sem acionamento elétrico, o que reduz o consumo de energia e a taxa de falhas. Para não prejudicar o uso de outros moldes, o cilindro amortecedor é conectado à mesa de trabalho da prensa hidráulica por meio de parafusos, o que proporciona alta flexibilidade e facilidade de instalação e desmontagem.

A haste do pistão é processada em formato de rosca e equipada com um dispositivo de exaustão, que pode liberar rapidamente o ar do cilindro para garantir pressão estável e operação suave. A mola borboleta é instalada no corpo do cilindro e guiada pela haste guia, de modo que a mola borboleta não se desvie sob condições de vibração, e o movimento de elevação da haste do pistão seja estável e confiável.

O parafuso de ajuste é fixado na haste do pistão, e o parafuso de ajuste e a haste do pistão possuem uma estrutura roscada. Girando o parafuso de ajuste, a função de ajuste fino da altura é realizada. Uma porca de fixação é fornecida no dispositivo de ajuste fino da altura. Quando a altura é ajustada para uma altura adequada, a porca de fixação é apertada para evitar afrouxamento. Quando a altura de ajuste for superior a 50 mm, diferentes números de pastilhas podem ser colocados na superfície final do parafuso de ajuste para atender aos requisitos de uso de moldes de diferentes alturas. Há uma ranhura de posicionamento entre cada pastilha para evitar que a pastilha deslize para baixo devido à vibração.

Sistema hidráulico do cilindro amortecedor

O sistema hidráulico do cilindro do amortecedor é instalado na tubulação entre o tanque de óleo e o cilindro do amortecedor e é usado para fornecer pressão ao cilindro do amortecedor. O sistema hidráulico consiste em uma válvula de alívio unidirecional, juntas e tubos. A válvula de alívio unidirecional é equipada com escala e mostrador de pressão, que permitem o ajuste conveniente da pressão.

Aplicação de amortecedor

O amortecedor é instalado na máquina hidráulica de 2000 t. Ao substituir o molde de corte do pilar lateral pelo molde de viga grande, basta remover duas almofadas de acordo com a altura, e a altura do parafuso de ajuste pode ser ajustada para realizar a produção de corte. Há apenas um leve ruído durante a produção, o que reduz significativamente o impacto e a vibração da força de impacto no equipamento durante a punção.