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Ursachenanalyse und Lösung für das Brechen und Fallen des Zylinderbodens des Biegemaschinenzylinders

Anzahl Durchsuchen:21     Autor:Site Editor     veröffentlichen Zeit: 2018-11-13      Herkunft:Powered erkundigen

  Nachdem eine bestimmte Biegemaschine mehrere Monate verwendet wurde, stellte sich heraus, dass der Boden des Zylinders abbrach und der Boden des Zylinderzylinders abbrach und das Füllventil ebenfalls brach. Der Boden des Zylinders ist in Fig. 1 gezeigt, und die Beschädigung des Füllventils ist in Fig. 2 gezeigt. Die Stoßvibration und das Metallklopfgeräusch des Füllventils sind während der Biegemaschinenarbeit deutlich zu spüren.

Ursachenanalyse (1)

(1) positiv (2) negativ

Abbildung 1 —— Bruch des Biegungsmaschinenzylinders

Ursachenanalyse (2)

Abbildung 2 —— Füllen Sie den Ventilsitzbruch

  1. Analyse der Bodenfestigkeit des Zylinders

  Abbildung 3 zeigt den Aufbau und die Hauptabmessungen des unteren Teils des Zylinders der Biegemaschine. Abbildung 4 zeigt den Aufbau und die Hauptabmessungen des Füllventils. Das Füllventil ist in der Bohrung von φ105H8 am Boden des Zylinders installiert und wird durch die Abdeckplatte gedrückt. Die Abdeckplatte und der Boden des Zylinders sind durch Schrauben miteinander verbunden, und das Öleinlassloch ist in der Abdeckplatte geöffnet. Das Füllventil weist eine normalerweise offene Bauweise auf, wobei die Öffnung A ein Flüssigkeitsfüllloch (6363-Loch) ist und der ringförmige Raum des äußeren Rings des Ventilsitzes mit dem Flüssigkeitsfüllloch des Ölzylinders und dem Öl in Verbindung steht Anschluss B kommuniziert mit dem Ölzylinder durch das Loch am Boden des Zylinders. Der X-Anschluss ist der hydraulische Steueranschluss, und das Drucköl des X-Anschlusses drückt den Ventilkern in Bewegung, so dass die Kegelfläche des Ventilkerns mit der Kegelfläche des Ventilsitzes zusammenwirkt, um eine Abdichtung zu erreichen. Da der Durchmesser des Ventilkerns größer ist als der Durchmesser der Kegelfläche, wird der Ventilkern unter dem Steueröldruck geschlossen, dessen Drucksteuerungsverhältnis: i = 662/622 = 1,133

Ursachenanalyse (3)

Abbildung 3 —— Bodenstruktur und Größe der Biegemaschine

Ursachenanalyse (4)

Abbildung 4 —— Struktur des Füllventils und Hauptabmessungen

  1.1 Scherkraft am Boden des Zylinders

  Um den Boden des Zylinders vollständig zu entfernen, kann er anhand der Scherkraft berechnet werden:

F = πDtRm (1

  D - der Durchmesser des Fülllochs des Füllventils;

  t - die Dicke des Bodens des Zylinders,

  Rm - Die Zugfestigkeit des Materials des Zylinders, Rm ≈ 450 MPa

  Also: F ≈ 1780KN

  Um den Boden des Zylinders vollständig zu entfernen, ist daher eine Kraft von 1780 KN erforderlich.

  Berechnen Sie die statische Belastung des Schiebers entsprechend dem Durchmesser des Ventilkegels:

F1 = PA = Pπd2 / 4 (2

  P - Maximaldruck des Hydrauliksystems, P = 20 MPa

  d - Ventildurchmesser, d = 6666 mm

  Ersetzungsdaten: F1 = 68kN

  Das heißt, die statische Lastkraft F1 ≤ F des Ventilkerns ist nicht die Hauptursache des Bodens des Zylinders.

  1.2 Impulssatz

F2 * △ t = M * △ V (3)

Kollisionszeit zwischen starren Körpern: △ t = 0,01 ~ 0,1 s

  Qualität der Spule: M = 1 kg

  Spulenbewegungsgeschwindigkeit:

V = 10 * qn / 60 / π * [(D1 / 20) 2 - (d1 / 20) 2] (4)

  q - Pumpenverdrängung, q = 80 ml / r;

  n - Motorgeschwindigkeit, n = 1750 U / min;

  D1 - Spulendurchmesser;

  d1 ——— Durchmesser der Federstange.

  Ersetzungsdaten: V = 682 mm / s

Die Anzahl der Flüssigkeitsfüllventile beträgt 2, da der Bewegungswiderstand des Ventilkörpers des Füllventils groß ist, die Bewegung des Füllventils der beiden Zylinder eine Reihenfolge hat, so dass der Pumpkern eines Füllventils entsprechend berechnet wird der volle Fluss der Pumpe, V = 682 mm / s.

  Dann gemäß Formel (3):

F2 = M · V / · t · 6,8 ~ 68N

  Es kann bekannt sein, dass F2 ≤ F ist, das heißt, die Qualität des Schiebers ist nicht die Ursache für den Bruch des Zylinderbodens.

  1.3 Einfluss des Hydraulikdrucks

  Nachdem die Flüssigkeit auf die Spule gedrückt hat, schließen Sie den Hydraulikdruck der Spule:

F3 = PπD2 / 4 (5)

  Der Hydraulikdruck wird durch den Ventilsitz des Füllventils zum Boden des Zylinders übertragen. Nach dem Schließen der Spule ist die aktive Oberfläche des Öls der maximale Außendurchmesser des gesamten Sitzes, und der kontinuierliche Schub kann äquivalent als Masse M des Objekts betrachtet werden.

  Daher kann erhalten werden: M = F3 ≈ 173KN = 17300 kg

  Nach der Formel (3) Impulssatz:

F4 = 117KN ~ 1179KN

  Unter schwierigen Bedingungen liegt die Aufprallkraft F4 nahe an der Scherkraft F, und je kleiner die Kollisionszeit zwischen den starren Körpern ist, desto größer ist die hydraulische Aufprallkraft. Obwohl die Kraft geringer ist als die Scherkraft, ist der Sicherheitsfaktor unter schwierigen Bedingungen niedrig (s = 1780/1179 = 1,5).

  Daher ist die Hauptursache für den Boden des Zylinders die Steuerung des Öldrucks und der Geschwindigkeit der Spulenbewegung. Da der Hydraulikdruck des Ventilkerns kontinuierlich mit hoher Geschwindigkeit auf den Boden des Zylinders auftrifft, ist der Boden des Zylinders dünn und der Boden des Lochs weist eine rechtwinklige Struktur auf und es gibt eine Spannungskonzentration. Die Spannungskonzentration, die durch die hydraulische Schlagkraft im rechten Winkel des Bohrlochs erzeugt wird, ist größer als die Bruchfestigkeit des Materials und der rechte Winkel am Boden des Zylinders. Risse werden erzeugt, bis sie vollständig gebrochen sind.

  Aus dem Boden des Zylinders ist auch ersichtlich, dass der Boden des Zylinders unter dem Hochgeschwindigkeitsaufprall des Hydraulikstoßes vollständig verformt wurde und die Form des Zylinderbodens die gleiche Form wie der Boden hat der Schüssel und die Biegeverformung des Zylinderbodens ist ebenfalls groß.

  2. Analyse des Betriebszustands des Hydrauliksystems

  Die weitere Analyse wird in Verbindung mit dem nachstehenden Hydraulikprinzip durchgeführt. Das Hydraulikprinzip des Pumpenquellenventilblocks ist in Abbildung 5 dargestellt. Der P-Anschluss ist der Öleinlassanschluss, der T-Anschluss ist der Ölrückführungsanschluss, der P2-Anschluss ist mit dem Hauptflaschenventilblock verbunden, der E1-Anschluss ist angeschlossen zu dem Füllventilsteueranschluss X und F1 ist das Druckventil. Stellen Sie den maximalen Arbeitsdruck des Pumpenanschlusses auf 20 MPa ein, F2 ist das Proportionaldruckventil, und stellen Sie den Systemarbeitsdruck über den Proportionalelektromagneten 1Y1 ein.

Ursachenanalyse (5)

Abbildung 5 - Hydraulikprinzip des Pumpenquellenventilblocks

Im Steuerprogramm des Füllventils werden die Elektromagneten 1Y1 und 1Y2 gleichzeitig erregt, F2 wird auf hohem Druck aufgebaut und der Ventilschließdruck des Füllventils ist Hochdruck. Zu diesem Zeitpunkt ist das Magnetventil 1Y2 mit einer Dämpfung n1 (1 1,2 mm) abgedichtet. Die Strömungsgeschwindigkeit der Dämpfung bei 20 MPa wird durch dünnwandige Löcher berechnet.

Ursachenanalyse (6)

  Cd - kleiner Durchflußkoeffizient für kleine Löcher, Cd = 0,7

  A ——— kleiner Lochflussbereich

  - die Dichte des Hydrauliköls, = 900 kg / m3

  Ρ Ρ - Druckdifferenz △ Ρ = 20 MPa

  Pumpenströmungsrate: Q '= ηqn = 0,9 × 80 × 1,75 = 126 l / min

  η ——— Volumeneffizienz der Zahnradpumpe

  Es kann bekannt sein, dass Q > Q ', das heißt, unter dem hohen Druck von 20 MPa, die Strömungsleistung der Zahnradpumpe vollständig durch das 1,2 mm dämpfende Loch hindurchtreten kann und die Strömungsrate hoch ist.

  Um die Aufprallkraft des Füllventils auf den Zylinderboden zu lösen, ist es daher erforderlich, den Schließdruck und die Strömungsrate des Füllventils zu verringern.

  3. Lösung

  (1) Ändern Sie das SPS-Steuerungsprogramm so, dass das Proportional-Magnetventil 1Y1 und der Elektromagnet 1Y2 gleichzeitig aktiviert werden, der Druck des Proportional-Druckventils 1Y1 jedoch nicht auf 20 MPa eingestellt ist, sondern auf den Zeitpunkt Die Einstellung ca. 5 MPa beträgt ca. 0,4 s. Nach dem vollständigen Schließen des Füllventils bei niedrigem Druck wird der Systemdruck auf hohen Druck erhöht. Dies verringert die hydraulische Wirkung des Füllventilschiebers auf den Boden des Zylinders um etwa das Vierfache.

  (2) Verringern Sie die Bewegungsgeschwindigkeit des Ventilkegels des Füllventils, regeln Sie bei v = 80 mm / s und reduzieren Sie F4 um das 8,5-fache. Der Bewegungsweg der Spule beträgt 25 mm. Bei dieser Geschwindigkeit berechnet beträgt die Schließzeit etwa 0,31 Sekunden. Die inverse Dämpfung kann gemäß Gleichung (6) ausgewählt werden, um die geeignete Dämpfung n1 auszuwählen.

Ursachenanalyse (7)

  Ersetzungsdaten können erhalten werden: d '= 0,79 mm.

  Daher kann der Durchmesser der Dämpfung n1 mit 0,8 mm gewählt werden.

  (3) Die Dicke des Zylinderbodens ist gering und der Boden des Lochs ist ein rechter Winkel, und es gibt eine Spannungskonzentration. Die Berechnung der Festigkeit anhand der statischen Festigkeit ist ausreichend, bei der Konstruktion des Zylinders sollten jedoch auch die harten Bedingungen unter dynamischen Einflüssen berücksichtigt werden. Daher sollte die Dicke des Zylinderbodens geeignet auf 20 mm erhöht werden, und der Boden des Füllventilmontagelochs ist abgerundet und der Füllventilsitz ist abgeschrägt.

  4. Fazit

  Durch die obigen beiden Maßnahmen (1) und (2) kann die hydraulische Aufprallkraft des Füllventils um etwa das 34-fache reduziert werden. Nachdem das Steuerprogramm geändert wurde, wird die Stoßvibration des Füllventils nach der Dämpfung geschlossen, der Zylinder und das Füllventil werden ersetzt. Der Klang wird deutlich reduziert. Nachdem die Biegemaschine mehrere Monate verwendet wurde, wird das fehlerhafte Teil entfernt, es sind keine Beschädigungen und Verformungen zu sehen, und der Boden des Zylinders ist nicht beschädigt. Die Maßnahme war minimal, aber der Effekt war ziemlich gut.

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