O projeto do sistema hidráulico da máquina de dobra

O máquina de dobra pertence a um tipo de maquinaria de forjamento. É um papel importante na indústria de processamento de metal.Os produtos são amplamente aplicados em: indústria leve, aviação, transporte marítimo, metalurgia, instrumentos, eletrodomésticos, aço inoxidável produtos siderúrgicos, indústrias de construção e decoração de estruturas de aço.

O sistema hidráulico utiliza bomba de pistão de compensação de pressão para fornecer óleo, controle do acelerador de retorno de óleo e uso racional de energia.O cilindro hidráulico vertical utiliza medidas de equilíbrio e travamento, por isso funciona com segurança e confiabilidade.No ao mesmo tempo, os cilindros hidráulicos que a implementação dos componentes possuem grande força de fixação e força de cisalhamento.Quando o material da placa de cisalhamento do sistema, seu desempenho é bom.

O projeto dos sistemas de prensa, sistema de cisalhamento de chapa metálica e sistema de estações de bombeamento hidráulico tem o projeto do circuito e estrutura da estação de bombeamento, layout e design de alguns componentes não padronizados.No processo de design, é alcança estrutura compacta e layout racional e fabricação simples.

Visão Geral do Sistema Hidráulico

Qualquer meio (líquido ou gás) que flua naturalmente ou que possa ser forçado a fluir pode ser usado para transmitir energia em um sistema de energia fluida.O primeiro fluido utilizado foi a água, daí o nome hidráulica ter sido aplicado a sistemas que utilizam líquidos.Em terminologia moderna, a hidráulica implica um circuito que utiliza óleo mineral.A Figura 1-1 mostra uma unidade de energia básica para um sistema hidráulico. (Observe que a água está voltando no final dos anos 90; e alguns sistemas de energia fluida hoje até operar com água do mar.) O outro fluido comum em circuitos de energia fluida é o ar comprimido.Conforme indicado na Figura 1-2, o ar atmosférico – comprimido de 7 a 10 vezes – está prontamente disponível e flui facilmente através de canos, tubos ou mangueiras para transmitir energia para realizar trabalho.Outros gases, como nitrogênio ou argônio, poderiam ser usados, mas sua produção e processamento são caros.

O poder é menos compreendido pela indústria em geral.Na maioria das fábricas há poucas pessoas com responsabilidade direta pelo projeto ou manutenção do circuito de potência de fluidos.Freqüentemente, a mecânica geral mantém circuitos de energia fluida que originalmente eram projetado por um vendedor distribuidor de energia fluida.Na maioria das instalações, a responsabilidade pelos sistemas de energia fluida faz parte da descrição do trabalho dos engenheiros mecânicos.O problema é que os engenheiros mecânicos normalmente recebem pouco se qualquer treinamento de força fluida na faculdade, então eles estão mal equipados para cumprir esse dever.Com uma quantidade modesta de treinamento em energia fluida e trabalho mais que suficiente para realizar, o engenheiro geralmente depende da experiência de um distribuidor de energia fluida.

Para receber um pedido, o vendedor distribuidor fica feliz em projetar o circuito e frequentemente auxilia na instalação e inicialização.Este arranjo funciona razoavelmente bem, mas à medida que outras tecnologias avançam, a energia fluida está sendo recusada. muitas funções da máquina.Há sempre uma tendência de utilizar os equipamentos mais compreendidos pelos envolvidos.

Os cilindros e motores de potência fluida são compactos e possuem alto potencial energético.Cabem em espaços pequenos e não sobrecarregam a máquina.Esses dispositivos podem ficar parados por longos períodos de tempo, são instantaneamente reversíveis, têm infinitamente velocidade variável e muitas vezes substituem as ligações mecânicas a um custo muito mais baixo.Com um bom projeto de circuito, a fonte de alimentação, as válvulas e os atuadores funcionarão com pouca manutenção por longos períodos.As principais desvantagens são a falta de compreensão do equipamento e projeto inadequado do circuito, o que pode resultar em superaquecimento e vazamentos.O superaquecimento ocorre quando a máquina usa menos energia do que a unidade de energia fornece.(O superaquecimento geralmente é fácil de projetar a partir de um circuito.) O controle de vazamentos é uma questão de usar acessórios de anel de vedação de rosca reta para fazer conexões de tubulação ou mangueiras e acessórios de flange SAE com tamanhos de tubos maiores.Projetar o circuito para choque mínimo e operação fria também reduz vazamentos.

Uma regra geral a ser usada na escolha entre hidráulica ou pneumática para cilindros é: se a força especificada exigir um diâmetro de cilindro pneumático de 4 ou 5 pol. ou maior, escolha hidráulica.A maioria dos circuitos pneumáticos tem menos de 3 HP porque o a eficiência da compressão do ar é baixa.Um sistema que requer 10 HP para hidráulica usaria aproximadamente 30 a 50 cavalos de potência do compressor de ar.Os circuitos de ar são mais baratos de construir porque não é necessário um motor principal separado, mas os custos operacionais são muito mais altos e podem compensar rapidamente as baixas despesas com componentes.Situações em que um 20 pol.um cilindro de ar com diâmetro interno poderia ser econômico se ele funcionasse apenas algumas vezes por dia ou fosse usado para manter a tensão e nunca funcionasse.

Os circuitos pneumáticos e hidráulicos são capazes de operar em áreas perigosas quando usados ​​com controles lógicos de ar ou controles elétricos à prova de explosão.Com certas precauções, cilindros e motores de ambos os tipos podem operar em ambientes com alta umidade atmosferas...ou mesmo debaixo d’água.

Ao usar energia fluida perto de alimentos ou suprimentos médicos, é melhor canalizar as saídas de ar para fora da área limpa e usar um fluido de base vegetal para circuitos hidráulicos.

Algumas aplicações necessitam da rigidez dos líquidos, por isso pode parecer necessário usar sistemas hidráulicos nestes casos, mesmo com necessidades de baixa potência.Para estes sistemas, utilize uma combinação de ar para o

Fonte de energia e óleo como fluido de trabalho para reduzir custos e ainda ter controle sem estocadas com opções para parada e retenção precisas também.Sistemas de tanques ar-óleo, sistemas de cilindros tandem, cilindros com controles integrados e intensificadores são alguns dos componentes disponíveis.

A razão pela qual os fluidos podem transmitir energia quando contidos é melhor explicada por um homem do século XVII chamado Blaise Pascal.A Lei de Pascal é uma das leis básicas do poder fluido.Esta lei diz: A pressão em um corpo confinado de fluido atua igualmente em todas as direções e em ângulo reto com as superfícies que o contêm.Outra maneira de dizer isso é: se eu fizer um furo em um recipiente ou linha pressurizada, receberei PSO.PSO significa pressão esguichando e perfurando um a linha de líquido pressurizado vai te molhar.A Figura 1-3 mostra como essa lei funciona em uma aplicação cilíndrica.O óleo de uma bomba flui para um cilindro que levanta uma carga.A resistência da carga faz com que a pressão se acumule dentro do cilindro até que a carga comece a se mover.Enquanto a carga está em movimento, a pressão em todo o circuito permanece quase constante.O óleo pressurizado está tentando sair da bomba, da tubulação e do cilindro, mas esses mecanismos são fortes o suficiente para contém o fluido. Quando a pressão contra a área do pistão se torna alta o suficiente para superar a resistência da carga, o óleo força a carga a se mover para cima.Compreender a Lei de Pascal facilita ver como todos os circuitos hidráulicos e pneumáticos função.

Observe duas coisas importantes neste exemplo.Primeiro, a bomba não produzia pressão;apenas produziu fluxo.As bombas nunca fazem pressão.Eles apenas dão fluxo.A resistência ao fluxo da bomba causa pressão.Este é um dos princípios básicos da energia fluida que é de primordial importância para solucionar problemas de circuitos hidráulicos.Suponha que uma máquina com a bomba funcionando mostre quase 0 psi em seu manômetro.Isso significa que a bomba está ruim?Sem medidor de vazão na saída da bomba, os mecânicos podem trocar a bomba, porque muitos deles acham que as bombas geram pressão.O problema com este circuito pode ser simplesmente uma válvula aberta que permite que todo o fluxo da bomba vá diretamente para o tanque.Como o fluxo de saída da bomba não vê resistência, um manômetro mostra pouca ou nenhuma pressão.Com um medidor de vazão instalado, seria óbvio que a bomba estava bem e outras causas, como um caminho aberto para o tanque, deveriam ser encontradas e corrigidas.

Outra área que mostra o efeito da lei de Pascal é uma comparação entre alavancagem hidráulica e mecânica.A Figura 1-4 mostra como esses dois sistemas funcionam.Em ambos os casos, uma força grande é compensada por uma força muito menor devido ao diferença no comprimento do braço da alavanca ou na área do pistão. Observe que a alavancagem hidráulica não está restrita a uma certa distância, altura ou localização física como a alavancagem mecânica.Esta é uma vantagem decisiva para muitos mecanismos porque a maioria projetos que usam energia fluida ocupam menos espaço e não são restritos por considerações de posição.Um cilindro, atuador rotativo ou motor fluido com força ou torque quase ilimitado pode empurrar ou girar diretamente o membro da máquina.Essas ações requerem apenas linhas de fluxo de e para o atuador e dispositivos de feedback para indicar a posição.A principal vantagem da atuação por articulação é o posicionamento preciso e a capacidade de controle sem feedback.

À primeira vista, pode parecer que a alavancagem mecânica ou hidráulica é capaz de economizar energia. Por exemplo: 40.000 lb são mantidos no lugar por 10.000 lb na Figura 1-4.Entretanto, observe que a relação entre os braços da alavanca e as áreas do pistão é 4:1.Isso significa que, ao adicionar força extra, digamos, ao lado de 10.000 libras, ela desce e o lado de 40.000 libras sobe.Quando o peso de 10.000 libras desce uma distância de 10 polegadas, o peso de 40.000 libras só sobe 2,5 polegadas.

Trabalho é a medida de uma força que percorre uma distância.(Trabalho = Força X Distância). O trabalho geralmente é expresso em libras-pé e, como afirma a fórmula, é o produto da força em libras vezes a distância em pés.Quando um cilindro levanta uma carga de 20.000 lb a uma distância de 10 pés, o cilindro realiza 200.000 pés-lb de trabalho.Essa ação pode acontecer em três segundos, três minutos ou três horas sem alterar a quantidade de trabalho.

Quando o trabalho é realizado em um determinado tempo, ele é chamado de potência.{Potência = (Força X Distância) / Tempo.} Uma medida comum de potência é a potência - um termo adotado desde os primeiros dias, quando a maioria das pessoas se identificava com a força de um cavalo.Isso permitiu que pessoa comum avaliar novos meios de energia, como a máquina a vapor.Potência é a taxa de realização do trabalho.Um cavalo-vapor é definido como o peso em libras (força) que um cavalo pode levantar um pé (distância) em um segundo (tempo).Para o cavalo médio, isso pesava 550 libras.um pé em um segundo.Alterando o tempo para 60 segundos (um minuto), normalmente é indicado como 33.000 pés-lb por minuto.

Nenhuma consideração à compressibilidade é necessária na maioria dos circuitos hidráulicos porque o óleo só pode ser comprimido em uma quantidade muito pequena.Normalmente, os líquidos são considerados incompressível, mas quase todos os sistemas hidráulicos possuem algum ar preso neles.As bolhas de ar são tão pequenas que mesmo pessoas com boa visão não conseguem vê-las, mas essas bolhas permitem uma compressibilidade de aproximadamente 0,5% por 1000 psi.

As aplicações onde esta pequena quantidade de compressibilidade tem um efeito adverso incluem: ar-óleo de curso único intensificadores;sistemas que operam com taxas de ciclo muito altas;servossistemas que mantêm posicionamentos ou pressões de tolerância próxima;e circuitos que contêm grandes volumes de fluido.Neste livro, ao apresentar circuitos onde a compressibilidade é um fator, ela será apontada junto com maneiras de reduzi-la ou permiti-la.

Outra situação que faz parecer que há mais compressibilidade do que o indicado anteriormente é se tubos, mangueiras e tubos de cilindros se expandem quando pressurizados.Isso requer mais volume de fluido para aumentar a pressão e realizar o trabalho desejado.

Além disso, quando os cilindros empurram contra uma carga, os membros da máquina que resistem a esta força podem esticar, tornando novamente necessária a entrada de mais fluido no cilindro antes que o ciclo possa terminar.

Como todos sabem, os gases são muito compressíveis.Alguns aplicativos usam esse recurso.Na maioria dos circuitos de energia fluida, a compressibilidade não é vantajosa;em muitos, é uma desvantagem.Isto significa que é melhor eliminar qualquer ar preso em um circuito hidráulico para permitir tempos de ciclo mais rápidos e tornar o sistema mais rígido.