Das Design des Hydrauliksystems einer Biegemaschine

Der Biegemaschine gehört zu einer Art Schmiedemaschinen und spielt eine wichtige Rolle in der metallverarbeitenden Industrie.Die Produkte werden häufig in folgenden Bereichen eingesetzt: Leichtindustrie, Luftfahrt, Schifffahrt, Metallurgie, Instrumente, Elektrogeräte, Edelstahl Stahlprodukte, Stahlkonstruktionsbau und Dekorationsindustrie.

Das Hydrauliksystem verwendet eine Kolbenpumpe mit Druckausgleich zur Ölversorgung, die Steuerung der Ölrücklaufdrossel und eine rationelle Energienutzung.Der vertikale Hydraulikzylinder verfügt über Ausgleichs- und Verriegelungsmaßnahmen, sodass er sicher und zuverlässig arbeitet.Bei der Gleichzeitig verfügen Hydraulikzylinder als Komponenten über eine große Klemm- und Scherkraft.Beim Systemscherplattenmaterial ist die Leistung gut.

Das Design der Presssysteme, des Blechschersystems und des hydraulischen Pumpstationssystems basiert auf dem Schaltungsdesign und der Struktur der Pumpstation, dem Layout und dem Design einiger nicht standardmäßiger Komponenten.Im Designprozess ist es Erzielt eine kompakte Struktur, ein rationales Layout und eine einfache Herstellung.

Übersicht über das Hydrauliksystem

Jedes Medium (Flüssigkeit oder Gas), das auf natürliche Weise fließt oder zum Fließen gezwungen werden kann, könnte zur Energieübertragung in einem Fluidenergiesystem verwendet werden.Die früheste verwendete Flüssigkeit war Wasser, daher wurde der Name Hydraulik für Systeme verwendet, die Flüssigkeiten verwenden.In In der modernen Terminologie bedeutet Hydraulik einen Kreislauf, der Mineralöl verwendet.Abbildung 1-1 zeigt eine grundlegende Antriebseinheit für ein hydraulisches System. (Beachten Sie, dass Wasser in den späten 90er-Jahren ein Comeback erlebt; und einige Fluidantriebssysteme erleben es sogar heute noch.) Betrieb mit Meerwasser.) Die andere übliche Flüssigkeit in Fluidkreisläufen ist Druckluft.Wie in Abbildung 1-2 dargestellt, ist atmosphärische Luft – sieben- bis zehnfach komprimiert – leicht verfügbar und strömt problemlos durch Rohre, Röhren oder Schläuche Energie übertragen, um Arbeit zu verrichten.Andere Gase wie Stickstoff oder Argon könnten verwendet werden, ihre Herstellung und Verarbeitung ist jedoch teuer.

Die Industrie im Allgemeinen versteht Macht am wenigsten.In den meisten Anlagen gibt es nur wenige Personen, die direkt für die Gestaltung oder Wartung der Fluidkreisläufe verantwortlich sind.Oftmals warten allgemeine Mechaniker die Fluidtechnik-Kreisläufe, die ursprünglich vorhanden waren entworfen von einem Vertriebsmitarbeiter für Fluidtechnik.In den meisten Betrieben gehört die Verantwortung für Fluidtechniksysteme zum Berufsbild des Maschinenbauingenieurs.Das Problem besteht darin, dass Maschinenbauingenieure normalerweise nur wenig Geld erhalten Sie haben keine Fluidtechnik-Ausbildung an der Hochschule und sind daher für diese Aufgabe schlecht gerüstet.Bei einem bescheidenen Umfang an Fluidtechnik-Schulungen und mehr als genug zu bewältigender Arbeit ist der Ingenieur häufig auf die Fachkenntnisse eines Fluidtechnik-Vertriebshändlers angewiesen.

Um eine Bestellung zu erhalten, entwirft der Vertriebsmitarbeiter gerne die Schaltung und hilft häufig bei der Installation und Inbetriebnahme.Diese Anordnung funktioniert einigermaßen gut, aber mit der Weiterentwicklung anderer Technologien wird die Fluidtechnik immer weniger genutzt viele Maschinenfunktionen.Es besteht immer die Tendenz, die Ausrüstung zu verwenden, die die Beteiligten am besten verstehen.

Fluidkraftzylinder und -motoren sind kompakt und haben ein hohes Energiepotenzial.Sie passen in kleine Räume und überladen die Maschine nicht.Diese Geräte können über längere Zeiträume blockiert werden, sind sofort reversibel und haben eine unbegrenzte Betriebsdauer variabler Geschwindigkeit und ersetzen oft mechanische Verbindungen zu wesentlich geringeren Kosten.Bei einem guten Schaltungsdesign laufen die Stromquelle, Ventile und Aktuatoren über längere Zeiträume mit geringem Wartungsaufwand.Die Hauptnachteile sind das Fehlen Verständnis der Ausrüstung und schlechtes Schaltungsdesign, was zu Überhitzung und Undichtigkeiten führen kann.Eine Überhitzung entsteht, wenn die Maschine weniger Energie verbraucht, als das Aggregat liefert.(Eine Überhitzung lässt sich normalerweise leicht aus einem herausrechnen Zur Kontrolle von Lecks werden O-Ring-Anschlüsse mit geradem Gewinde zur Herstellung von Rohrverbindungen oder Schlauch- und SAE-Flanschanschlüsse bei größeren Rohrgrößen verwendet.Durch die Auslegung des Schaltkreises auf minimale Erschütterungen und einen kühlen Betrieb wird ebenfalls eine Reduzierung erreicht Lecks.

Eine allgemeine Regel für die Wahl zwischen Hydraulik oder Pneumatik für Zylinder lautet: Wenn die angegebene Kraft eine Luftzylinderbohrung von 4 oder 5 Zoll oder mehr erfordert, wählen Sie Hydraulik.Die meisten pneumatischen Kreisläufe haben weniger als 3 PS, weil die Die Effizienz der Luftkompression ist gering.Ein System, das 10 PS für die Hydraulik benötigt, würde etwa 30 bis 50 PS Luftkompressor verbrauchen.Der Bau von Luftkreisläufen ist kostengünstiger, da keine separate Antriebsmaschine erforderlich ist Die Betriebskosten sind viel höher und können niedrige Komponentenkosten schnell ausgleichen.Situationen, in denen ein 20-Zoll.Ein Luftzylinder mit Bohrung könnte wirtschaftlich sein, wenn er nur ein paar Mal am Tag betätigt würde oder zum Halten der Spannung verwendet würde und nie betätigt würde.

Sowohl Luft- als auch Hydraulikkreisläufe können in explosionsgefährdeten Bereichen betrieben werden, wenn sie mit Luftlogiksteuerungen oder explosionsgeschützten elektrischen Steuerungen verwendet werden.Mit bestimmten Vorsichtsmaßnahmen können Zylinder und Motoren beider Typen bei hoher Luftfeuchtigkeit betrieben werden Atmosphären...oder sogar unter Wasser.

Wenn Sie Fluidtechnik in der Nähe von Lebensmitteln oder medizinischen Hilfsgütern einsetzen, ist es am besten, die Luftauslässe außerhalb des sauberen Bereichs zu verlegen und für Hydraulikkreisläufe eine Flüssigkeit auf pflanzlicher Basis zu verwenden.

Einige Anwendungen erfordern die Steifigkeit von Flüssigkeiten, sodass es in diesen Fällen auch bei geringem Leistungsbedarf notwendig erscheinen kann, Hydraulik einzusetzen.Verwenden Sie für diese Systeme eine Kombination aus Luft

Stromquelle und Öl als Arbeitsflüssigkeit, um Kosten zu senken und dennoch eine bewegungsfreie Steuerung mit Optionen für präzises Anhalten und Halten zu gewährleisten.Luft-Öl-Tanksysteme, Tandemzylindersysteme, Zylinder mit integrierter Steuerung usw Verstärker sind nur einige der verfügbaren Komponenten.

Der Grund, warum Flüssigkeiten Energie übertragen können, wenn sie eingeschlossen sind, wird am besten von einem Mann aus dem 17. Jahrhundert namens Blaise Pascal dargelegt.Das Pascalsche Gesetz ist eines der Grundgesetze der Fluidtechnik.Dieses Gesetz besagt: In einem begrenzten Flüssigkeitskörper wirkt Druck gleichmäßig in alle Richtungen und im rechten Winkel zu den umgebenden Oberflächen.Anders ausgedrückt: Wenn ich ein Loch in einen unter Druck stehenden Behälter oder eine unter Druck stehende Leitung stecke, erhalte ich PSO.PSO steht für „Druckausspritzen und Durchstechen“. Die unter Druck stehende Flüssigkeitsleitung wird Sie nass machen.Abbildung 1-3 zeigt, wie dieses Gesetz in einer Zylinderanwendung funktioniert.Von einer Pumpe fließt Öl in einen Zylinder, der eine Last anhebt.Durch den Widerstand der Last baut sich im Inneren ein Druck auf Zylinder, bis sich die Last zu bewegen beginnt.Während die Last in Bewegung ist, bleibt der Druck im gesamten Kreislauf nahezu konstant.Das unter Druck stehende Öl versucht, aus der Pumpe, dem Rohr und dem Zylinder herauszukommen, aber diese Mechanismen sind stark genug, um es zu schaffen enthalten die Flüssigkeit. Wenn der Druck auf die Kolbenfläche hoch genug wird, um den Lastwiderstand zu überwinden, zwingt das Öl die Last dazu, sich nach oben zu bewegen.Wenn man das Pascalsche Gesetz versteht, kann man leicht erkennen, wie alle hydraulischen und pneumatischen Schaltkreise funktionieren Funktion.

Beachten Sie in diesem Beispiel zwei wichtige Dinge.Erstens erzeugte die Pumpe keinen Druck;es erzeugte nur Fluss.Pumpen erzeugen nie Druck.Sie geben nur Fluss.Der Widerstand gegen den Pumpenfluss verursacht Druck.Dies ist eines der Grundprinzipien von Fluidtechnik, die für die Fehlersuche in Hydraulikkreisläufen von größter Bedeutung ist.Angenommen, eine Maschine mit laufender Pumpe zeigt auf ihrem Manometer fast 0 psi an.Bedeutet das, dass die Pumpe defekt ist?Ohne Durchflussmesser am Pumpenausgang, Mechaniker könnten die Pumpe wechseln, weil viele von ihnen denken, dass Pumpen Druck erzeugen.Das Problem bei diesem Kreislauf könnte einfach ein offenes Ventil sein, das den gesamten Pumpenfluss direkt zum Tank fließen lässt.Weil der Pumpenauslass keinen Durchfluss sieht Widerstand zeigt ein Manometer keinen oder nur geringen Druck an.Wenn ein Durchflussmesser installiert ist, ist es offensichtlich, dass die Pumpe in Ordnung ist und andere Ursachen wie ein offener Weg zum Tank müssen gefunden und behoben werden.

Ein weiterer Bereich, der die Wirkung des Pascalschen Gesetzes zeigt, ist ein Vergleich der hydraulischen und mechanischen Hebelwirkung.Abbildung 1-4 zeigt, wie diese beiden Systeme funktionieren.In beiden Fällen wird eine große Kraft durch eine viel kleinere Kraft ausgeglichen Unterschied in der Länge des Hebelarms oder der Kolbenfläche. Beachten Sie, dass die hydraulische Hebelwirkung nicht auf eine bestimmte Entfernung, Höhe oder physische Position beschränkt ist, wie dies bei der mechanischen Hebelwirkung der Fall ist.Dies ist für viele Mechanismen ein entscheidender Vorteil, da die meisten Konstruktionen mit Fluidtechnik benötigen weniger Platz und sind nicht durch Positionsaspekte eingeschränkt.Ein Zylinder, Drehantrieb oder Fluidmotor mit nahezu unbegrenzter Kraft oder Drehmoment kann das Maschinenelement direkt drücken oder drehen.Diese Aktionen Für die Positionsanzeige sind lediglich Flussleitungen zum und vom Aktuator und den Rückmeldegeräten erforderlich.Der Hauptvorteil der Gestängebetätigung ist die präzise Positionierung und die Möglichkeit der Steuerung ohne Rückmeldung.

Auf den ersten Blick mag es scheinen, dass eine mechanische oder hydraulische Hebelwirkung Energie sparen kann. Beispiel: In Abbildung 1-4 werden 40.000 Pfund durch 10.000 Pfund an Ort und Stelle gehalten.Beachten Sie jedoch, dass das Verhältnis der Hebelarme zu den Kolbenflächen gleich ist 4:1.Dies bedeutet, dass durch zusätzliche Krafteinwirkung, beispielsweise auf die 10.000-Pfund-Seite, dieser abgesenkt und die 40.000-Pfund-Seite angehoben wird.Wenn sich das 10.000-Pfund-Gewicht um 10 Zoll nach unten bewegt, bewegt sich das 40.000-Pfund-Gewicht nur um 2,5 Zoll nach oben.

Arbeit ist das Maß einer Kraft, die eine Strecke zurücklegt.(Arbeit = KraftWenn ein Zylinder Hebt eine 20.000-Pfund-Last über eine Distanz von 10 Fuß, verrichtet der Zylinder eine Arbeit von 200.000 ft-lb.Diese Aktion könnte in drei Sekunden, drei Minuten oder drei Stunden erfolgen, ohne dass sich der Arbeitsaufwand ändert.

Wenn in einer bestimmten Zeit Arbeit geleistet wird, spricht man von Leistung.{Leistung = (KraftDies ermöglichte die Der Durchschnittsmensch schätzt neue Antriebsmittel wie die Dampfmaschine ein.Leistung ist die Geschwindigkeit, mit der Arbeit geleistet wird.Eine Pferdestärke ist definiert als das Gewicht in Pfund (Kraft), das ein Pferd in einer Sekunde (Zeit) einen Fuß (Distanz) heben könnte.Für die Es stellte sich heraus, dass ein durchschnittliches Pferd 550 Pfund wog.ein Fuß in einer Sekunde.Wenn man die Zeit auf 60 Sekunden (eine Minute) ändert, wird sie normalerweise mit 33.000 ft-lb pro Minute angegeben.

In den meisten Hydraulikkreisläufen muss die Kompressibilität nicht berücksichtigt werden, da Öl nur in sehr geringem Umfang komprimiert werden kann.Normalerweise werden Flüssigkeiten als Flüssigkeiten betrachtet inkompressibel, aber in fast allen hydraulischen Systemen ist etwas Luft eingeschlossen.Die Luftblasen sind so klein, dass selbst Personen mit gutem Sehvermögen sie nicht sehen können, aber diese Blasen ermöglichen eine Kompressibilität von etwa 0,5 % pro 1000 psi.

Zu den Anwendungen, bei denen diese geringe Kompressibilität einen nachteiligen Effekt hat, gehören: Einzeltakt-Luft-Öl Verstärker;Systeme, die mit sehr hohen Taktraten arbeiten;Servosysteme, die Positionierungen oder Drücke mit engen Toleranzen aufrechterhalten;und Kreisläufe, die große Flüssigkeitsmengen enthalten.In diesem Buch wird bei der Darstellung von Schaltungen wo Da die Kompressibilität ein Faktor ist, wird darauf hingewiesen und Möglichkeiten aufgezeigt, sie zu reduzieren oder zu berücksichtigen.

Eine weitere Situation, die den Anschein erweckt, dass eine höhere Kompressibilität vorliegt als zuvor angegeben, ist, wenn sich Rohre, Schläuche und Zylinderrohre unter Druck ausdehnen.Dies erfordert mehr Flüssigkeitsvolumen, um Druck aufzubauen und die gewünschte Arbeit auszuführen.

Wenn außerdem Zylinder gegen eine Last drücken, können sich die Maschinenelemente, die dieser Kraft widerstehen, dehnen, was wiederum dazu führt, dass mehr Flüssigkeit in den Zylinder eindringen muss, bevor der Zyklus beendet werden kann.

Wie jeder weiß, sind Gase sehr komprimierbar.Einige Anwendungen nutzen diese Funktion.In den meisten Fluidkreisläufen ist die Kompressibilität nicht vorteilhaft;in vielen Fällen ist es ein Nachteil.Dies bedeutet, dass es am besten ist, jegliche eingeschlossene Luft in einem zu entfernen Hydraulikkreislauf, um schnellere Zykluszeiten zu ermöglichen und das System steifer zu machen.