Nâng cấp kỹ thuật hệ thống thủy lực cho máy ép thủy lực Y32-200T
Máy ép thủy lực Y32-200T có thể được sử dụng trong việc gia công các chi tiết kim loại như đột dập, khoét sâu, ghép bích. Trong quá trình sử dụng thực tế, chúng tôi nhận thấy phạm vi ứng dụng của nó còn hạn chế, không thể thực hiện được việc gia công khuôn dập sâu và dập phôi, đúc khuôn đa hướng. Để sử dụng đầy đủ các thiết bị ban đầu, nó đã quyết định chuyển đổi toàn bộ và mở rộng phạm vi ứng dụng của nó trên cơ sở thay thế càng ít bộ phận càng tốt. Sự chuyển đổi này chủ yếu dựa trên máy ép thủy lực bốn cột Y32-200T để thêm giá đỡ trống và mặt bên hình thành thiết bị thích ứng với rèn khuôn đa hướng. Nội dung chuyển đổi hệ thống thủy lực như sau: xác định các thông số kỹ thuật của giá đỡ trống và tạo hình bên; Tính toán kích thước xi lanh thủy lực của thiết bị bên và xi lanh thủy lực tạo hình bên, sơ đồ thiết kế hệ thống thủy lực.
Xác định các thông số kỹ thuật
Cấu tạo của máy ép thủy lực bốn cột Y32-200T được thể hiện trên hình 1. Các thông số kỹ thuật chính của nó: lực danh nghĩa 2000kN; lực phóng 240kN; hành trình con trượt 800mm; hành trình phóng 200mm; diện tích hiệu dụng của bảng (1000 × 900) mm; thanh trượt tốc độ hành trình rỗng 90mm / s; tốc độ hành trình làm việc của con trượt 7 ～ 14mm / s; tốc độ quay trở lại của con trượt là 60mm / s; khoảng cách tối đa giữa thanh trượt và bàn là 1000mm và áp suất chất lỏng làm việc là 25MPa.
Hình 1 —— Sơ đồ máy ép thủy lực rèn khuôn đa hướng
Theo yêu cầu chuyển đổi, hai thiết bị thủy lực giữ trống được thêm vào nền tảng ban đầu. Thiết bị giữ trống được lắp đặt dưới dầm phía trên. Các thông số kỹ thuật chính như sau: lực giữ trống 500kN; khoảng trống làm việc tối đa 200mm; giá đỡ trống làm việc Tốc độ hành trình 7 ～ 14mm / s; tốc độ trở lại thanh trượt 40mm / s; khoảng cách tối đa giữa giá đỡ trống và bàn là 850mm.
Có xét đến diện tích tác dụng của bàn làm việc máy ép thủy lực ban đầu và phạm vi lực tạo hình của khuôn đúc nhiều hướng để thử nghiệm, các thông số kỹ thuật của thiết bị tạo hình một mặt như sau: lực danh định 1000kN; hành trình làm việc con trượt 300mm; tốc độ hành trình làm việc của con trượt 7 ～ 14mm / s; chiều cao tâm của hình trụ tạo hình bên là 550mm.
Thiết kế cấu trúc của xi lanh thủy lực giữ trống và xi lanh thủy lực hình thành bên
Thiết kế cấu trúc xi lanh thủy lực
Các xi lanh thủy lực thiết kế kết cấu bao gồm loại, kích thước và phương pháp hỗ trợ của xi lanh thủy lực. Đó là do xi lanh thủy lực là cơ cấu chấp hành của máy ép thủy lực, công suất đầu ra chịu tải, đồng thời đây cũng là bộ phận dễ hỏng hóc trong máy ép thủy lực. Lựa chọn cấu trúc xi lanh phù hợp, thông số kỹ thuật và phương pháp hỗ trợ của xi lanh thủy lực không chỉ có thể đảm bảo hoạt động chính xác của xi lanh thủy lực mà còn kéo dài tuổi thọ của xi lanh thủy lực. Khi thiết kế kết cấu xi lanh thủy lực, việc lựa chọn dạng kết cấu của nó nói chung phụ thuộc vào chế độ hỗ trợ của xi lanh thủy lực trên máy ép thủy lực, và các thông số kỹ thuật và mô hình của xi lanh thủy lực được tính toán và xác định theo tổng áp suất làm việc của máy ép thủy lực.
Thiết kế cấu trúc của giá đỡ trống
Do hạn chế về kết cấu chính của máy ép thủy lực Y32-200T là không thể lắp cố định xi lanh thủy lực chân trống vào dầm trên nên ta chọn lắp tấm thép dày 150mm trên dầm di động, gia công qua lỗ. trên tấm thép. Cùng với đó, bề mặt hình trụ của thành ngoài của xi lanh thủy lực được lắp đặt cùng với lỗ xuyên trên tấm thép. Bởi vì nó là một máy ép thủy lực nhỏ, piston-xi lanh được sử dụng như giá đỡ trống.
Tính toán đường kính trong của giá đỡ trống. Như đã biết từ công thức ①, đường kính trong của xi lanh thủy lực được xác định bởi áp suất danh nghĩa của giá đỡ trống và áp suất chất lỏng thủy lực của hệ thống thủy lực. Áp suất danh nghĩa F là 500kN, áp suất thủy lực P = 20MPa, D1 tính toán là 180mm.
D1 = √4F / πP ①
Tính toán đường kính piston của giá đỡ trống. Mối quan hệ giữa đường kính piston của giá đỡ trống và đường kính trong của nó được thể hiện trong công thức ②, trong đó chuẩn tính liên quan đến áp suất làm việc P. Khi áp suất làm việc P lớn hơn hoặc bằng 20 MPa, quasi = 2,3, nên đường kính piston d = 0,75D1, d được làm tròn là 135mm.
d = D√Φ-1 / φ ②
Tính toán đường kính ngoài của giá đỡ trống. Biết rằng đường kính trong của xi lanh thủy lực D1 = 55mm. Vì vật liệu làm xi lanh thuỷ lực sử dụng xi lanh thứ 35 nên ứng suất cho phép của vật liệu là σ = 200MPa, và đường kính ngoài của xi lanh thuỷ lực tính theo công thức ③ là 210mm.
D2 = D1√σ / σ-√3P ③
Kiểm tra lực quay trở lại của giá đỡ trống. Xi lanh thủy lực cần phải vượt qua trọng lực, ma sát và các yếu tố khác của chính nó khi quay trở lại. Lực quay trở lại chung là 10% đến 20% của áp suất danh nghĩa. Lực phản hồi của giá đỡ trống tính theo công thức ④ là 247kN, đáp ứng yêu cầu thiết kế.
F1 = π (D1²-d²) P / 4 ④
Xác định các kích thước khác của giá đỡ trống. Chiều dày thành: δ = (D2-D1) / 2 = 15mm, chiều dày đáy trụ: t1 = (1,5 ～ 2) δ, lấy t1 = 30mm, chiều dày mặt bích: t2 = (1,5 ～ 2) δ, lấy t2 = 30mm.
Thiết kế cấu trúc của hình trụ tạo hình bên
Xi lanh tạo hình bên sử dụng thiết lập đối xứng của xi lanh-piston và thông qua thanh giằng để hỗ trợ kết nối, thân xi lanh được cố định trên bệ đỡ bên và cơ sở hỗ trợ bên được kết nối với đế máy ép thủy lực. Áp suất danh nghĩa của xi lanh tạo hình bên là 1000kN và áp suất thủy lực là 25MPa. Các thông số kỹ thuật liên quan của xi lanh tạo hình bên có thể được lấy từ công thức tính toán thông số xi lanh thủy lực ở trên. Các thông số kỹ thuật của xi lanh thủy lực giữ trống và xi lanh tạo hình bên được thể hiện trong Bảng 1.
Bảng 1 —— Các thông số kỹ thuật của giá đỡ trống và hình trụ tạo hình bên
Thiết kế hệ thống thủy lực
Thiết kế của hệ thống thủy lực bao gồm hai phần, một là thiết kế hệ thống thủy lực theo phương thẳng đứng bao gồm xi lanh giữ trống và xi lanh chính và xi lanh đẩy, hai là thiết kế hệ thống thủy lực của xi lanh thủy lực tạo hình bên.
Thiết kế mạch thủy lực của máy ép thủy lực tác động kép
Do việc xem xét giữ lại hệ thống thủy lực của máy ép thủy lực Y32-200T ban đầu, hai mạch thủy lực của xi lanh giữ trống được thêm vào hệ thống ban đầu để tạo thành mạch thủy lực của máy ép thủy lực tác động kép.
Quá trình làm việc của máy ép thủy lực theo phương thẳng đứng như sau: Hành trình rỗng của xi lanh chủ hướng xuống nhanh. Khi giá đỡ trống trượt đến gần trống, hình trụ chính sẽ hạ xuống từ từ. Giá đỡ trống cung cấp một lực giữ trống thay đổi và trống được hoàn thành. Sau đó, hệ thống giải phóng áp suất và xi lanh chính điều khiển chùm tia di động quay trở lại, chùm này sẽ tăng đến một khoảng cách nhất định sau khi bộ giữ trống quay trở lại, sau đó đẩy xi lanh ra để đẩy sản phẩm ra, hoàn thành một chu trình làm việc.
1/4/7. Bộ lọc 2. Động cơ 3. Bộ làm mát 5. Bơm piston biến thiên 6/8/21. Kiểm tra van
22/9. Van tràn 10/11/12/13/15/18/19. Van hướng 14/16/23/24. Van nạp 17. Van kiểm tra điều khiển thủy lực 20. Van cân bằng
Hình 2 —— Mạch thủy lực dọc của máy ép thủy lực
Qua hình 2 có thể thấy hệ thống thủy lực sử dụng hệ thống điều khiển tỷ lệ điện thủy lực và điều khiển lập trình PLC. Theo tín hiệu dịch chuyển do hệ thống thiết lập, nó sẽ phát ra các lệnh tương ứng để điều khiển các hành động tuần tự của từng cơ cấu chấp hành theo phương thẳng đứng. Bơm thủy lực là loại bơm pít tông biến thiên đơn, nó cũng đáp ứng các điều kiện làm việc của xi lanh phóng nhanh áp suất thấp và tốc độ chậm áp suất cao của xi lanh chính và xi lanh giữ trống, giúp tiết kiệm năng lượng hệ thống. Để giảm độ rung và tác động của hệ thống trong quá trình chuyển mạch, một van tràn 22 được bổ sung để chống tràn và giảm áp. Việc đảo chiều và dừng của thiết bị giữ trống được điều khiển bởi hai chức năng trung tâm của van 11 và van 12, đó là van đảo chiều ba vị trí bốn chiều kiểu O. Khi điền.
Thiết kế hệ thống thủy lực của xi lanh thủy lực tạo hình bên
Thiết bị tạo hình bên chủ yếu được sử dụng để tạo hình rèn khuôn nóng đa hướng. Do trong quá trình rèn khuôn nóng nhiều hướng, nhiệt độ của phôi có ảnh hưởng lớn đến lực trong quá trình tạo hình và đường chảy của sản phẩm kim loại sau khi tạo hình, nên khi tạo hình sản phẩm rèn nóng, hệ thống thủy lực bên là yêu cầu để có thể Làm việc nhanh chóng để hoàn thành việc đùn mẫu trắng và phải có chức năng giữ áp suất. Đồng thời, do hình dạng mặt trái và mặt phải của chi tiết rèn khuôn nóng khác nhau, lực yêu cầu và thời gian tạo hình cũng khác nhau, do đó cần có hệ thống thủy lực để có thể dẫn động xi lanh trái và phải độc lập. , và áp suất ngược lại Tốc độ có thể điều chỉnh.
Quá trình làm việc của máy ép thủy lực theo phương ngang như sau: xi lanh thủy lực bên trái và bên phải là bộ phận ép đùn nhanh chóng-giữ áp suất xả áp-các xi lanh thủy lực hai bên được rút lại đồng thời.
Hình 3 là sơ đồ hệ thống thủy lực của thiết bị tạo hình bên. Qua hình vẽ có thể thấy rằng xi lanh thủy lực bên trái và bên phải được dẫn động độc lập bởi các bơm biến thiên của chúng, và tốc độ của chúng có thể được điều chỉnh bởi lưu lượng của bơm biến thiên; Giới hạn áp suất tối đa của hệ thống thủy lực của xi lanh bên trái và bên phải; trong hành trình hồi lưu, để giảm tác động trong quá trình chuyển mạch, van giảm áp 8 và 17 được lắp đặt trên hành trình hồi lưu tương ứng. Các xi lanh bên trái và bên phải có thể hoạt động độc lập và giải phóng áp suất, hoặc chúng có thể được kết nối bằng cách chuyển đổi van hướng 21 và 22 để đạt được sự đồng bộ của công việc và giảm áp suất.
3/7/15/18. Van một chiều 6/8/16/17. Van tràn 9/10/19/20/21/22. Van hướng điện từ
Hình 3 —— Mạch thủy lực thiết bị bên
Từ thiết kế của hệ thống thủy lực, có thể thấy rằng trong quá trình tạo hình khuôn dập đa hướng của máy ép thủy lực, ba quá trình tạo hình sau đây có thể được lựa chọn theo yêu cầu của quá trình: thứ nhất, hướng thẳng đứng được hình thành, sau đó là hướng ngang, và cuối cùng khuôn được mở lên và xuống, Ejection trái và phải; thứ hai, hướng ngang được hình thành trước, và sau đó hướng thẳng đứng được hình thành, và sau đó khuôn được đẩy ra; thứ ba, hướng ngang và hướng dọc được hình thành cùng nhau, và khuôn được đẩy ra.
Tóm lược
Theo các thông số kỹ thuật chính của máy ép thủy lực Y32-200T, các thông số kỹ thuật của bộ phận giữ phôi và thiết bị tạo hình bên được xác định trên cơ sở sử dụng tối đa thiết bị ban đầu.
Trên cơ sở này, chọn loại xi lanh thủy lực tương ứng và tính toán các thông số kỹ thuật và thông số mô hình chính của nó.
Theo yêu cầu của điều kiện làm việc, người ta thiết kế sơ đồ hệ thống thủy lực của hướng đúc dọc và sơ đồ hệ thống thủy lực của hướng đúc bên, đồng thời đề xuất ba phương án quy trình rèn khuôn đa hướng.
Sau khi biến đổi tổng thể của máy ép thủy lực, nó được áp dụng cho khuôn đúc đa hướng thực tế tạo hình nóng cho thanh kết nối, có thể đáp ứng các yêu cầu công nghệ tạo hình sản phẩm và phạm vi ứng dụng của máy ép thủy lực đã được rất nhiều được cải thiện.
