За время своего путешествия по миру металлообработки я получил ценные знания о конструкции пневматических систем гибочных станков. Пневматические системы играют важнейшую роль в повышении эффективности и точности гибочных процессов, используя сжатый воздух для управления различными компонентами. Понимание тонкостей конструкции пневматических систем крайне важно для оптимизации производительности и обеспечения надёжной работы. За эти годы я изучил ключевые элементы этих систем, включая приводы, клапаны и механизмы управления. В этой статье я поделюсь своими знаниями о конструкции пневматических систем гибочных станков, подчеркнув их важность и практическое применение в отрасли.

Гибка — это метод изгибания различных металлических заготовок под определённым углом, радиусом кривизны и формой. гибочная машина — это специальное оборудование для гибки листового металла. Благодаря простоте эксплуатации и универсальности оно широко используется в листообработке. В настоящее время гибочные машины в основном оснащены гидравлической системой.

Несмотря на то, что гидравлическая система может достигать более высокого давления, а трансмиссия относительно стабильна, нельзя игнорировать проблему утечек в гидравлической системе, которая легко загрязняет окружающую среду, а устранение неисправностей гидравлической системы затруднено, и требуется высокий уровень обслуживания. В свою очередь, пневматическая система не содержит воздуха, не требует больших затрат и не загрязняет атмосферу при выбросе. Кроме того, обслуживание простое и удобное, трубопровод не подвержен засорению, использование безопасно и надежно, а также реализована автоматическая защита от перегрузки. Она все более широко используется в машиностроении.

1. Требования к работе гидравлического гибочного станка

При работе гибочного станка (рис. 1), когда заготовка достигает заданного положения (a2), при нажатии кнопки «Пуск» цилиндр выдвигается, чтобы согнуть заготовку в соответствии с проектными требованиями (положение прибытия a1), а затем быстро возвращается, завершая один рабочий цикл. Если заготовка не достигает заданного положения (a2), цилиндр не срабатывает даже при нажатии кнопки. Кроме того, для удовлетворения требований обработки заготовок из разных материалов или диаметров, рабочее давление системы должно быть регулируемым.

2. Расчет изгибающей силы

В настоящее время для свободной гибки V-образным профилем обычно используются две формулы расчёта усилия гибки. В них ширина V отверстия пресс-формы обычно в 8–10 раз превышает толщину листового материала S, а внутренний диаметр гибочной заготовки r = (0,16 ~ 0,17) V, как показано на рисунке 2.

 F——изгибающая сила, кН;

 S——толщина листа, мм;

 l——длина гиба листа, м;

 V——ширина нижнего проема, мм;

 σб – предел прочности материала на растяжение, МПа.

Например, в качестве примера взята стальная пластина длиной l = 1 м, толщиной S = 2 мм и пределом прочности материала σb = 450 МПа, радиусом изгиба r = 3,5 мм и шириной нижнего отверстия формы V = 20 мм.

Сначала рассчитаем соотношение сторон и пропорций:

  V/S = 10 r/V = 0,17

  Соотношение ширины к толщине и соотношение сторон соответствуют требованиям диапазона формул, а изгибающее усилие рассчитывается по двум расчетным формулам:

Из результатов расчетов видно, что изгибающее усилие, рассчитанное по двум общепринятым расчетным формулам, мало чем отличается, а в качестве проектного изгибающего усилия листа выбрано F=416КН, рассчитанное по предыдущей формуле.

3. Проектирование пневматической системы гибочного станка

Проанализируйте рабочие требования к гибочному станку. Пневматическая система гибочного станка имеет низкую скорость перемещения и небольшой ход, но требуемое усилие гибки велико. Возврат в исходное положение экономит трудозатраты и требует быстрого возврата. Для управления положением гнутой пластины можно использовать датчик хода. Поскольку гибочный станок имеет большое усилие гибки, для обеспечения безопасности в конструкции пневматической системы предусмотрено управление двойным клапаном давления. В соответствии с проведенным анализом разработана схема пневматической системы гибочного станка, представленная на рисунке 3.

Принцип работы пневматической системы гибочного станка: лист перемещается в положение а2, нажимает на клапан 9, нажимает на клапан 3, сжатый воздух через клапан 3 и клапан 9 поступает в двойной клапан давления 4, поступает в левый порт управления воздухом клапана 7, клапан 7 работает в левом положении, впускной клапан сжатого воздуха 7 остается в левом положении, поступает в цилиндр без штоковой полости через клапан 5, и поршень выдвигается для гибки.

При сгибании и прессовании листового материала в положение а1 клапан 8 открывается, сжатый воздух через левое положение клапана 8 поступает в правое воздушное отверстие управления клапана 7, а клапан 7 переключается в правое положение, и сжатый воздух через клапан 7 поступает в цилиндр со штоковой камерой, а в бесштоковую камеру сжатый воздух выпускается через быстродействующее выпускное отверстие клапана 5, и поршень быстро втягивается.

4. Выбор цилиндров для пневматической системы гибочного станка

В настоящее время в Китае производится пять типов стандартизированных цилиндров на выбор. При производстве старайтесь использовать стандартизированные цилиндры. Согласно руководству по гидравлическому и пневматическому проектированию, давление на входе цилиндра p = 1 МПа, коэффициент нагрузки цилиндра η = 75%, внутренний диаметр цилиндра рассчитывается по формуле для расчёта диаметра отверстия цилиндра:

В соответствии со стандартом внутреннего диаметра цилиндра выбран цилиндр с внутренним диаметром 250 мм и диаметром штока поршня 70 мм.

5. Заключение

Гибочные станки широко используются в различных отраслях промышленности. Конструкция пневматической системы гибочного станка позволяет снизить воздействие на окружающую среду, вызванное утечкой масла, экономить энергию и обеспечивает простоту эксплуатации. На основе анализа работы гибочного станка была разработана его пневматическая система и выбраны используемые цилиндры. Ожидается, что она послужит основой для последующего проектирования пневматической системы для обычного механического оборудования.