Анализ отказов гидравлической системы гильотинных ножниц | MachineMFG

Анализ отказов гидравлической системы гильотинных ножниц

0
(0)

В процессе производства спирально-сварных труб следующим этапом является обрезка конца горячекатаного рулона после того, как он прошел через разматыватель и правильную машину. Головная и хвостовая части стального листа после горячей прокатки часто имеют неправильную форму, как показано на рис. 1. Необходимо выровнять и сварить головку и хвост листа вместе после их обрезки.

В настоящее время в основном используются такие методы резки, как ножницы для резки пластин и плазменная резка. Хотя плазменная резка имеет более низкую скорость резки по сравнению с резкой пластин при одинаковой ширине листа, большинство производителей сварных труб по-прежнему предпочитают использовать резку пластин.

Существует два типа ножниц для резки пластин: ножницы с поворотной балкой и гильотинные ножницы. Гильотинные ножницы обладают рядом преимуществ, включая высокую точность резки, большое усилие резания и высокую скорость резки, что позволяет широко использовать их при производстве спирально-сварных труб для труб большого диаметра с толстыми стенками.

Рис. 1 Схематическое изображение головы

Рис. 1 Схематическое изображение головы

1. Схематическая диаграмма тормозного типа тарелка система сдвига

На рисунке 3 показана гидравлическая схема гильотинные ножницы. Когда ножницы не используются, насос работает вхолостую, а электромагнит не включается. Для регулировки угла наклона ножниц используется реверсивный клапан 5. На рисунке 2 показан процесс стрижки.

Рис. 2 Схема резания прижимной лапки

Рис. 2 Схема резания прижимной лапки

Направляющий клапан 7 включается, чтобы активировать электромагнит Y4, который управляет прижимной лапкой. гидравлические цилиндры 13 и 14 для зажима головки или хвостовой части пластины. Направляющий клапан 4 последовательно управляет гидроцилиндрами 11 и 12 для выполнения операции срезания, а направляющий клапан 9 открывается для возврата масла. Реверсивный клапан 4 может одновременно управлять подъемом режущей кромки. Конкретная последовательность включения электромагнита показана в таблице 1.

Таблица 1 Последовательность включения электромагнита

НожницыY1Y2Y4Y7 включается через 1 с задержки
ПодъемникY1Y3  
Угол сдвига+Y1Y5
Угол сдвигаY1Y6
  • 1 - Внутренний шестеренчатый насос;
  • 2 - Мотор;
  • 3 - Электромагнитный предохранительный клапан;
  • 4 - Электромагнитный распределительный клапан;
  • 5 - Электромагнитный распределительный клапан;
  • 6 - Обратный клапан гидравлического управления;
  • 7 - Электромагнитный распределительный клапан;
  • 8 - Перепускной клапан;
  • 9 - Электромагнитный шаровой кран;
  • 10 - Обратный клапан гидравлического управления;
  • 11 - Вспомогательный цилиндр ножниц;
  • 12 - Главный цилиндр сдвига;
  • 13 - Цилиндр прижимной лапки;
  • 14 - Цилиндр прижимной лапки
Рис. 3 Гидравлическая схема пластинчатых ножниц косого типа

Рис. 3 Гидравлическая схема гильотинные ножницы

В настоящее время поперечная сила При оценке сдвигов пластин обычно используется формула Носари:

f1

В формуле:

  • f - сдвигающая сила;
  • σb - предел прочности материала;
  • ξx - удлинение разрезанного листа;
  • h - толщина листа;
  • α - угол наклона лопастей;
  • z - изгибающее усилие коэффициент сдвигаемой части;
  • y - относительное значение бокового зазора передней кромки;
  • x - коэффициент влияния пресса.

Согласно полученным данным, значения ξx, z, y и x составляют 0,25, 0,95, 0,083 и 7,7 соответственно. На рис. 4 представлен количественный анализ σb, h и α, из которого видно, что предел прочности и толщина пластины прямо пропорциональны усилию среза F, а угол наклона лопатки обратно пропорционален усилию среза.

На основании этого вывода были проанализированы и обобщены общие неисправности в основной гидравлической системе данного типа гильотинных ножниц.

2. Анализ проблемы

2.1 No давление в системе

Чтобы устранить неисправность, необходимо сначала определить, работает ли двигатель в реверсивном режиме, и проверить, не повреждена ли муфта между двигателем и насосом. Если после исключения этих двух моментов давление по-прежнему отсутствует, можно подозревать неисправность перепускного клапана 3. Причиной проблемы может быть засорение демпфирующего отверстия в перепускном клапане, заклинивание распределительного клапана или сильная утечка в перепускном клапане.

2.2 Sдавление в системе не повышается

Большинство неисправностей связано с клапаном. Внутренняя утечка или заклинивание сердечника клапана могут препятствовать повышению давления в системе, и эти проблемы можно решить, управляя соответствующим электромагнитным клапаном по очереди.

Однако прежде чем устранять неисправность клапана, необходимо сначала проверить бак системы. Если в масляном баке много пузырьков, это указывает на то, что насос работает неправильно. В этом случае сначала проверьте уровень масла в баке. Если уровень гидравлического масла достаточен, проверьте на наличие повреждений прокладку цветка сливы или нейлоновый штифт в муфте. Если эти проблемы исключены, можно сделать вывод, что насос поврежден. Если в масле присутствуют железные и медные опилки, это свидетельствует о сильном износе насоса и клапана, вызывающем недостаточное давление.

Этот тип ножниц не имеет системы охлаждения. Если оператор не выключит электромагниты Y1 и Y3 после завершения работы, а также если двигатель не будет выключен, за короткое время выделится значительное количество тепла, что приведет к повышению температуры масла и его разрушению.

После устранения неисправностей насоса и клапана можно непосредственно определить проблему уплотнения в гидроцилиндре, которая приводит к снижению давления в системе.

Рис. 4 Взаимосвязь между параметром и F

Рис. 4 Взаимосвязь между параметром и F

2.3 Aавтоматическое опускание прижимной лапки и ножниц

На рисунке 5 показана конструкция прижимной лапы в листовых ножницах. Из-за своего веса гидравлический цилиндр прижимной лапы имеет тенденцию к падению. Схема помогает определить причину падения гидроцилиндра прижимной лапы.

Как показано на схеме, штоковые полости гидроцилиндров 13 и 14 соединены со штоковыми полостями гидроцилиндра 12 и электромагнитного клапана 9. Если гидроцилиндр 12 функционирует нормально, то в первую очередь следует обратить внимание на электромагнитный клапан 9. Если снять электромагнитный клапан 9, то масло в штоковых полостях гидроцилиндров 13 и 14 будет соединено с портом B электромагнитного распределителя 4 и портом управляющего масла обратного клапана 10, что со временем приведет к утечкам.

Для предотвращения утечки реверсивный клапан 9 имеет конструкцию седельного клапана. Если электромагнит Y7 срабатывает неправильно или уплотнительная поверхность седлового клапана теряет герметичность, прижимная лапка снова опускается.

Другой распространенной причиной падения прижимной лапки является повреждение уплотнений в гидравлических цилиндрах 11 и 12.

Рис. 5 Механизм прижимной лапки машинки для стрижки овец

Рис. 5 Механизм прижимной лапки машинки для стрижки овец

Что касается автоматического опускания режущей кромки, как показано на рисунке 3, ножницы управляются двумя гидравлическими цилиндрами, соединенными последовательно. Электромагнитные распределители 4 и 5 управляют различными действиями ножниц. Диаметр штока, диаметр цилиндра и ход гидроцилиндра 11 составляют 212 мм, 320 мм и 185 мм, соответственно. Диаметр штока, диаметр цилиндра и ход гидроцилиндра 12 составляют 212 мм, 240 мм и 185 мм соответственно. Если уплотнения и соединения двух гидравлических цилиндров протекают, режущий нож автоматически опускается. Как и прижимная лапка, электромагнитный шаровой клапан 9 также опускается автоматически.

Другой возможной причиной автоматического падения является электромагнитный клапан 5 и гидравлический замок 6. Если уплотнительное кольцо на гидравлическом замке 6 установлено неправильно или температура масла слишком высока, уплотнительное кольцо может застрять в гидравлическом замке и заблокировать масляный контур, не позволяя гидравлическому замку закрыться должным образом. Это приведет к тому, что масло в двух гидроцилиндрах будет возвращаться в масляный бак через электромагнитный распределитель 5 (функция J-типа), что приведет к падению фрезы. Проблема может быть решена путем замены уплотнительного кольца.

2.4 Режущая кромка не может перемещать пластину

Было установлено, что предел прочности стальная пластинаТолщина стального листа и угол сдвига играют роль в процессе стрижки. Например, для стального листа X70 толщиной 15,9 мм требуется давление около 12,5 МПа. Однако на практике часто случается, что стальной лист не поддается резке, даже если давление отрегулировано до 15 или 20 МПа и в оборудовании нет утечки масла. В таких случаях необходимо выявить проблему, изучив конструкцию оборудования.

На рисунке 4 показано, что разница в силе сдвига между углом наклона ножа 2,5° и 10° составляет почти 5 раз, поэтому сбой в процессе стрижки в первую очередь связан с углом наклона ножа. Во время эксплуатации оборудования неправильная настройка предельного значения для гидроцилиндра ножниц может привести к тому, что не будет достигнут требуемый угол для процесса стрижки, что можно устранить путем регулировки предельного значения для гидроцилиндра ножниц.

Как показано на рисунке 6, при резке режущая кромка часто срезается первой, но цилиндр прижимной лапки не прижимается, что приводит к скручиванию стальной пластины и невозможности резки. Электромагнит Y2, управляющий ножницами, и электромагнит Y4, управляющий прижимной лапкой, включаются одновременно, поэтому проблема не связана с последовательностью включения.

Скорость вращения гидроцилиндра ножниц 11 составляет v1=q/s11, а скорость гидравлического цилиндра прижимной лапы v2=q/2/s13.

Среди них S11 площадь поршня гидроцилиндра 11, при этом 0,08 м2.

S13 площадь поршня гидроцилиндра 13, равная 0,0095 м2поэтому v2 ≈ 4v1.

Таким образом, в этой системе синхронизация работы ножниц и прижимной лапки может быть отрегулирована путем настройки перепускного клапана прямого действия 8.

Рис. 6 Схематическая диаграмма разрушения при сдвиге

Рис. 6 Схематическая диаграмма разрушения при сдвиге

Перепускной клапан 8 выполняет в системе две основные функции. Во-первых, он повышает обратное давление масла, чтобы предотвратить сползание стригального цилиндра. Во-вторых, с его помощью можно регулировать скорость движения ножниц и прижимной лапки.

Уравнение характеристики потока известно как:

f2

Можно определить, что расход g через перепускной клапан 8 пропорционален разности давлений △p между P и T.

При сдвиге давление p12 на стыке штоковой полости гидроцилиндра 12 больше, чем сумма давлений p1314 штоковая полость двух гидроцилиндров прижимной лапы 13 и 14.

Поэтому, если расход возвратного масла g не может быть больше или равен p12 + p1314, p12 будет действовать сила реакции на гидравлические цилиндры 13 и 14, чтобы замедлить скорость нажатия гидравлических цилиндров 13 и 14, что приведет к поломке, показанной на рисунке 6.

В настоящее время давление в перепускном клапане 8 можно регулировать для изменения потока возвратного масла (qT), что приводит к эффекту прижимной лапки, изображенному на рис. 2.

Как показано на рисунке 7, гидравлический цилиндр ножниц крепится к стойке с помощью ступенек на цилиндре.

Рис. 7 Схема гидравлического цилиндра ножниц
Рис. 7 Схема гидравлического цилиндра ножниц

Когда ступенька в точке A изнашивается, как и в точке B, стальная пластина прикладывает усилие вверх к режущей кромке, заставляя гидравлический цилиндр двигаться вверх под действием силы.

Мгновенно угол наклона лезвия увеличивается, а усилие среза уменьшается, что является существенной причиной отказа срезать стальную пластину.

3. Заключение

В этой статье рассматриваются некоторые недостатки гидравлической системы автомобиля гильотинные ножницы.

Исходя из опыта эксплуатации последних лет, неисправности оборудования часто носят комплексный характер.

Механические неисправности часто совпадают с гидравлическими, а гидравлические - с электрическими.

Однако, используя справочные чертежи, проводя анализ на месте и создавая базу данных отказов оборудования, можно быстро определить источник отказа оборудования и обеспечить его нормальную работу.

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка 0 / 5. Количество оценок: 0

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.

Так как вы нашли эту публикацию полезной...

Подписывайтесь на нас в соцсетях!

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх