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兩分鐘了解折彎機液壓系統
 

  折彎機是一種使用廣泛的彎曲機械,早已實現了液壓化。折彎機做為鈑金加工重要的設備,發揮著其不可替代的作用,對產品的質量、加工效率、精度起著決定性的作用。

  通常,折彎機為上活塞式壓機,由機架、滑塊、液壓系統、前托料架、后擋料、模具、電氣系統等部分組成, 如圖 1 所示。

  由兩只平行運動的工作液壓缸形成垂直向下的壓力,以驅動折彎梁上的模具進行折彎工作。液壓控制系統作為折彎機的大腦,主要控制折彎過程的同步運行和液壓缸在機器滿負荷工作時的定位。我將以某型通用折彎機為例,進行液壓系統的分析。

  液壓系統

 
  圖 2 為折彎機液壓系統。(圖片在文章顯示有點模糊,可以關注我頭條號,并私信我以下文字“液壓系統”,你將收到清晰圖片)每進行一次折彎動作,上折彎梁的典型折彎工藝運動循環階段包括:

  ⑴油泵啟動

  電動機按泵箭頭標注的方向旋轉,即順時針方向,帶動軸向柱塞泵運轉,油液通過管路進入閥板和電磁溢流閥回油箱,當 19 號閥封閉時,20 號油缸下腔油液保持滑塊停在固定位置上。

  ⑵向下運動

  折彎機快速下行運動通過折彎機梁及各附件的自重和油液的壓力產生運動。在此過程中,液壓缸無桿腔通過充液閥進油,有桿腔將產生背壓,油液快速回流。快進運動從上死點開始,經過一個短暫的減速階段后, 在接近折彎板材一定距離處,滑塊速度減慢。

  當9號 YV1、24 號 YV6、13 號 YV4、17 號 YV5 電磁鐵工作時,滑塊快速下降,下降速度由 18 號閥調整,20 號油缸下腔的油液通過 19 號、18 號、17 號進入油箱,油缸 20 上腔的油通過 21 號閥注入。

  當滑塊下降到限位開關時,9 號 YV1、8 號 YV2、11 號 YV3、13 號 YV4、24 號 YV6 電磁鐵工作,滑塊進入工作速度。如滑塊不同步時,由 15 號閥自動糾正,滑塊下降位置由油缸中的機械擋塊限制。

  ⑶折彎

  折彎階段從無桿腔建壓開始。折彎速度一方面受到油泵供油量的限制,另一方面,可通過比例閥方向閥來調節。同時,方向閥也控制折彎梁的同步運行和下死點的定位。折彎力的限制則由比例溢流閥限制泵的壓力來完成。相應的速度、同步、定位和壓力的給定值均來自數控器。

  由腳踏開關或按鈕控制 9 號 YV1、8 號 YV2、11 號

  YV3、13 號 YV4、24 號 YV6 電磁鐵工作的時間長短,實現滑塊下降時點動距離,滑塊下降的速度由 16 號閥調整, 滑塊向上由 11 號 YV3、24 號 YV6 控制,同樣電磁鐵工作時間的長短,實現滑塊向上點動距離。

  ⑷減壓。

  無桿腔的減壓是在到達下死點時開始,或者是在持續了一個短暫的保壓時間之后開始,這樣就使材料有充足的時間成形,進一步提高制件的尺寸精度。保壓和減壓均由比例方向閥按著數控器的指令來完成。為了提高加工效率,須使減壓時間盡可能地短,但是為了避免在整個系統中產生卸荷沖擊,要求盡量延長泄壓時間。總之, 減壓曲線應盡量平穩,不允許太陡。整個過程的優化通過比例方向閥來實現。

  ⑸主缸回程。

  泵的流量和液壓缸有桿腔的承壓面積, 決定了最大回程速度,在大多數情況下,接近最快速度。

  回程也同樣要求同步運行,從有桿腔減壓開始到上死點結束。

  在回程的瞬時要求 8 號 YV2 電磁鐵先復位 2s 實現泄壓,隨后 11 號 YV3、24 號 YV6 電磁鐵工作,滑塊回程,回程速度恒定。

  ⑹機器的壓力調整。

  6 號高壓溢流閥、11 號電磁溢流閥是保證機器的額定力。14 號溢流閥調節機器的回程力,不至于因過載而損害機器,液壓系統中的工作壓力可以從 7 號壓力表中讀出。10 號蓄能器充氮壓力,主要是操縱 19 號 /21 號閥所需壓力。


  液壓系統發展趨勢


  液壓系統發展的同時,推動了機床產業的快速發展,為適應液壓系統向高性能、高精度和自動化方向發展需要,數控液壓技術、電液伺服技術等新型液壓技術也在快速發展,從研究現狀來看,液壓系統發展趨勢將體現在如下方面:

  ⑴現代液壓技術與微電子技術、計算機控制技術、傳感技術等為代表的新技術緊密結合,形成并發展成為一種包括傳動、控制、檢測在內的自動化技術。當前,液壓技術在實現高壓、高速、大功率、經久耐用、高度集成化等各項要求方面都取得了重大的進展;在完善發展比例控制、伺服控制、開發控制技術上也有許多新的成績。同時,液壓元件和液壓系統的計算機輔助設計(CAD)和測試(CAT)、微機控制、機電液一 體化  (Hydromechatronics)、液電一體化(Fluitronics)、可靠性、污染控制、能耗控制等方面也是液壓技術發展和研究的方向。

  ⑵虛擬化利用 CAD 技術全面支持液壓系統從概念設計、產品設計、性能設計、可靠性設計到零部件詳細設計的全過程,并把計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助 分析(CAE)、計算機輔助工藝規劃(CAPP)、計算機輔助檢驗(CAI)、計算機輔助測試(CAT)和現代管理系統集成在一起,建立計算機制造系統(CIMS)使設計與制造技術有一個突破性的發展。

  ⑶開展液壓系統的故障預測,實現主動維護技術。必須使液壓系統故障診斷現代化,加強專家系統的開發研究, 建立完整的、具有學習功能的專家知識庫,并利用計算機和知識庫中的知識,推算出引起故障的原因,提出維修方案和預防措施。要進一步開發液壓系統故障診斷專家系統通用工具軟件,開發液壓系統自補償系統,包括自調整、自校正,在故障發生之前進行補償,這是液壓行業努力的方向。

  ⑷數字化電子技術與液壓技術結合。通過把電子控制裝置安裝于伺服閥內或改變閥的結構等方法,形成了種類眾多的數字產品。閥的性能由軟件控制,可通過改變程序, 方便地改變設計方案、實現數字化補償等多種功能。

  ⑸微型化。隨著液壓技術的進步及競爭的加劇,微型伺服閥的技術以體積小、重量輕、單位功率大等優點而越來越受到重視。研究重點增大壓力的優勢,應用先進材料和復合材料降低重量和鑄造工藝的發展,如鑄造流道在閥體和集成塊中的廣泛使用,可優化元件內部流動,實現元件小型化。

  ⑹綠色化減少能耗、泄漏控制、污染控制。將發展降低內耗和節流損失技術以及無泄漏元件,如實現無管連接, 研制新型密封等;發展耐污染技術和新的污染檢測方法, 對污染進行在線測量;可采用生物降解迅速的壓力液體, 如菜油基和合成脂基的傳動用介質將得到廣泛應用,減少漏油對環境危害,適應環境保護降低噪聲和振動、無泄漏。

 
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