Гидравлический цилиндр пресса должен обеспечивать стабильную силу, плавную скорость и длительный срок службы. Однако правильный подбор размера не ограничивается только диаметром цилиндра. Он также зависит от давления, расхода масла, хода, прочности штока, выравнивания рамы и способа крепления.

Если цилиндр слишком маленький, пресс может не достичь номинальной тоннажа. Если он слишком большой, система может двигаться медленно, расходовать больше масла и увеличивать дополнительные затраты. Поэтому лучший выбор — сбалансированный дизайн, соответствующий реальному режиму работы пресса.

Начните с силы пресса

Первым шагом является определение требуемой силы. Эта сила может использоваться для формовки, штамповки, гибки, пробивки, уплотнения или выравнивания.

Основная формула:

Сила = Давление × Площадь поршня

Больший диаметр цилиндра обеспечивает большую площадь поршня. Поэтому при одинаковом давлении гидравлический цилиндр с большим диаметром может создавать большую силу. Тем не менее, больший диаметр также требует больше масла для движения. В результате размер насоса, расход клапана и цикл времени должны проверяться вместе.

Для лучшего подбора размера подтвердите эти пункты перед проектированием:

• Максимальная рабочая сила
• Нормальная рабочая сила
• Системное давление
• Требуемый запас безопасности
• Положение хода, где необходима полная сила
• Тип нагрузки, например, стабильная нагрузка или ударная нагрузка

В многих пресах полная сила необходима только ближе к концу хода. В этом случае система может сначала использовать высокую скорость подхода, затем низкую скорость прессования при высоком давлении.

Сопоставьте скорость с расходом масла

Скорость цилиндра зависит от расхода масла и площади поршня. Проще говоря, больше расхода увеличивает скорость, тогда как больший диаметр цилиндра снижает скорость при одинаковом расходе.

Основное правило скорости:

Скорость = Расход / Площадь

Поэтому силу и скорость нужно подбирать вместе. Гидравлический цилиндр с большим диаметром может давать высокую силу, но может потребоваться больший насос, если требуется быстрое движение.

Пресс часто имеет три этапа движения:

• Быстрый подход
• Медленное прессование
• Быстрый возврат

Поскольку каждый этап имеет разную нагрузку, гидравлическая система может использовать разные этапы насоса, настройки клапанов или пути расхода. Кроме того, скорость возврата часто быстрее скорости выдвижения, потому что шток занимает часть площади масла.

Чтобы избежать нагрева и потерь давления, проверьте размеры патрубков, шлангов и емкость клапанов. Если эти части слишком маленькие, цилиндр может двигаться неравномерно, и температура масла может подняться.

Выберите правильный диаметр цилиндра и шток

Размер диаметра цилиндра определяет силу пресса. Размер штока влияет на прочность, возвратную силу и риск изгиба. Оба параметра должны быть рассмотрены перед окончательным чертежом цилиндра.

При высокообъемной работе пресса шток часто находится под сжатием. Если ход длинный или нагрузка не центрирована, шток может изогнуться. Как только начинается изгиб, уплотнения и направляющие кольца изнашиваются быстрее. Затем могут возникнуть утечки, царапины на штоке и плохая точность прессования.

При подборе размера штока следует учитывать:

• Сила пресса
• Длина хода
• Способ крепления
• Длина выдвижения штока
• Направляющая поддержка
• Риск боковой нагрузки

В тяжелых системах прессов более прочный шток и шире направляющая поддержка могут улучшить стабильность. Хотя это может увеличить первоначальные затраты, часто снижает расходы на ремонт позже.

Тщательно проверьте длину хода

Ход должен быть достаточно длинным для процесса, но лишний ход следует избегать. Длинный ход требует больше масла, занимает больше времени и увеличивает риск изгиба штока.

Например, пресс для глубокой вытяжки может потребовать длинного хода. Однако пресс для обрезки или пробивки может потребовать только короткого хода. Поэтому ход цилиндра должен соответствовать оснастке и процессу обработки деталей.

Также полезно оставить небольшой запас хода. Это помогает избежать жесткого соприкосновения с дном в конце хода. Кроме того, датчики положения или управление ходом могут помочь защитить цилиндр и оснастку.

Сохраняйте выравнивание рамы пресса

Выравнивание рамы оказывает значительное влияние на срок службы гидравлического цилиндра пресса. Цилиндр должен толкать по прямой линии через плиту, оснастку и раму.

Если рама не квадратная, в цилиндр может поступить боковая нагрузка. Это может повредить шток, уплотнения, подшипники и поршень. Также может вызвать неравномерное качество формовки.

Общие признаки проблем с выравниванием включают:

• Царапины на одной стороне штока
• Неровное изнашивание уплотнений
• Аномный шум во время прессования
• Внезапные всплески давления
• Наклон плиты
• Короткий срок службы уплотнений

Перед установкой проверьте центральную линию цилиндра, направляющую плиты, положение оснастки и жесткость рамы. Также осматривайте раму под нагрузкой, а не только когда пресс пустой. Рама может выглядеть выровненной в покое, но изгибаться во время прессования.

Выберите правильный способ крепления

Способ крепления контролирует, как сила передается от цилиндра в раму пресса. Для многих приложений прессов гидравлический цилиндр с фланцевой крепление — надежный выбор, поскольку он поддерживает прямую осевую нагрузку.

Передняя фланцевая крепление часто используется, когда цилиндр должен быть закреплен рядом с рабочей стороной. Задняя фланцевая крепление может быть лучше, когда цилиндр поддерживается с задней стороны рамы. Правильный выбор зависит от пространства, направления силы и доступа для обслуживания.

Поверхность крепления должна быть плоской, чистой и прочной. Болты должны быть подобраны под нагрузку и затянуты равномерно. Если крепление слабое или неравномерное, цилиндр может наклоняться под давлением.

Для высокотоннажных прессов избегайте способов крепления, позволяющих нежелательному движению. Цилиндр должен оставаться квадратным относительно рамы на всем ходу.

Не игнорируйте уплотнения и направляющие

Гидравлический цилиндр пресса часто работает под высоким давлением. Он также может сталкиваться с ударными нагрузками, нагревом и длительным временем удержания. Поэтому дизайн уплотнений и направляющих важен.

Уплотнения должны соответствовать давлению, типу масла, температуре и скорости. Для высокого давления может потребоваться поддержка против выдавливания. Для длительных циклов удержания важны уплотнения с низкой утечкой.

Направляющие кольца и подшипники помогают центрировать шток и поршень. Шире направляющая поддержка может уменьшить изнашивание при небольших боковых нагрузках. Это особенно полезно для тяжелой работы пресса.

Планируйте обслуживание и простои

Хороший дизайн цилиндра также должен облегчить обслуживание. Оставьте достаточно места для удаления шлангов, точек подъема, доступа к сенсорам и замены уплотнений. Защитите шток от пыли, шлама от сварки и ударов.

Во время эксплуатации проверяйте утечки, поверхность штока, крепежные болты, температуру масла и стабильность давления. Небольшие изменения часто предупреждают о более крупных проблемах. Например, небольшая царапина на штоке может стать отказом уплотнения, если ее игнорировать.

Работайте с поставщиком индивидуальных цилиндров

Системы прессов часто нуждаются не только в стандартном цилиндре. Диаметр цилиндра, ход, размер штока, уплотнения, патрубки и крепление могут потребовать индивидуального проектирования для рамы пресса и цикла работы.

Shellppon Hydraulic предоставляет решения по гидравлическим цилиндрам для промышленного оборудования, включая проекты цилиндров прессов с большим диаметром, тяжелого назначения и индивидуального дизайна. Если вам нужна помощь в выборе гидравлического цилиндра пресса или гидравлического цилиндра с фланцевой крепление, вы можете связаться с Shellppon Hydraulic для обсуждения вашего проекта.

Итоговые размышления

Правильный подбор размера гидравлического цилиндра пресса начинается с силы, но также включает скорость, ход, прочность штока, выравнивание и крепление. Когда эти пункты проверяются вместе, пресс может работать более плавно и безопасно.

Хорошо подобранный цилиндр защищает раму пресса, улучшает качество деталей и уменьшает простои. Более важно, он помогает всей гидравлической системе работать с меньшим напряжением и лучшим контролем.