I sistemi idraulici in una macchina per la produzione di cilindri vengono utilizzati principalmente per generare e controllare le forze elevate richieste per l'imbutitura profonda, la pressatura, la formatura, il dimensionamento e alcune operazioni di movimentazione dei materiali. Un sistema tipico comprende una centralina idraulica, cilindri, valvole di controllo, filtri, sensori, tubazioni e un sistema di controllo.
Tuttavia, una linea di produzione di bombole di gas è composta da molte macchine diverse e non tutte sono azionate idraulicamente. Le saldatrici, i forni per trattamento termico, le granigliatrici e i trasportatori utilizzano comunemente invece sistemi elettrici, servo o pneumatici.
Comprendere questa distinzione aiuta i produttori di bombole a selezionare l'attrezzatura giusta, valutare il consumo energetico e pianificare la manutenzione in modo più accurato.
Perché i sistemi idraulici vengono utilizzati nella produzione di bombole di gas?
La produzione di una bombola di gas in acciaio saldato richiede una deformazione controllata dei dischi di acciaio o dei componenti in lamiera. Durante l'imbutitura profonda e altre operazioni di formatura, l'attrezzatura deve applicare una forza elevata mantenendo velocità, posizione e pressione controllate del pistone.
Gli impianti idraulici sono particolarmente indicati per queste operazioni perché possono fornire:
- Elevata forza di formatura all'interno di una macchina relativamente compatta
- Pressione regolabile durante tutto il ciclo di lavoro
- Velocità di avvicinamento, pressatura e ritorno controllate
- Protezione da sovraccarico tramite dispositivi di controllo della pressione
- Forza stabile durante la corsa di lavoro
- Integrazione con PLC, sensori di pressione e trasduttori di posizione
La forza di pressione richiesta non può essere determinata solo dalla cilindrata. Dipende da fattori quali qualità dell'acciaio, diametro del pezzo grezzo, spessore del materiale, profondità di imbutitura, geometria dell'utensile, attrito e numero di fasi di imbutitura.
Per questo motivo, la scelta della pressa idraulica dovrebbe basarsi sul processo di disegno e formatura del cilindro finito, non semplicemente su descrizioni come "macchina per bombole GPL da 12 kg" o "linea di produzione per bombole da 50 litri".
Come funziona un sistema idraulico?
Un sistema idraulico trasmette la potenza attraverso un fluido pressurizzato, normalmente olio idraulico.
Un motore elettrico aziona la pompa idraulica, che aspira l'olio dal serbatoio e fornisce flusso al circuito. Quando l'attuatore incontra resistenza, la pressione del sistema aumenta. Le valvole direzionali, di pressione e di controllo del flusso regolano il percorso dell'olio, la forza sviluppata dall'attuatore e la velocità con cui si muove.
La sequenza operativa di base di una pressa idraulica di formatura è generalmente:
1. Il motore aziona la pompa idraulica.
2. La pompa fornisce il flusso di olio dal serbatoio.
3. Le valvole di controllo dirigono l'olio verso l'attuatore richiesto.
4. Il cilindro principale muove la slitta o il pistone della pressa.
5. La pressione del sistema aumenta quando l'utensile entra in contatto e forma il pezzo.
6. I sensori forniscono feedback di pressione e posizione al sistema di controllo.
7. Le valvole invertono il flusso dell'olio e restituiscono il pistone dopo il ciclo di formatura.
È più accurato dire che una pompa crea un flusso idraulico piuttosto che "creare direttamente pressione". La pressione si sviluppa quando il flusso incontra la resistenza del carico, dell'attrezzatura o dell'attuatore.
Quali macchine per la produzione di cilindri utilizzano comunemente l'idraulica?
I sistemi idraulici possono essere presenti nelle seguenti attrezzature, a seconda del design della macchina.
Pressa idraulica per imbutitura profonda
Questa è l'applicazione idraulica più importante in una linea di produzione di bombole di gas saldate.
La pressa forma un pezzo grezzo di acciaio in una metà del cilindro, un guscio o una cupola. A seconda del design del cilindro e del rapporto di trafilatura, il processo di formatura può richiedere una o più fasi di trafilatura.
Il sistema deve coordinare il pistone principale, il premilamiera e, ove applicabile, il cuscino della matrice. Un corretto coordinamento influisce sulla distribuzione dello spessore delle pareti, sulle condizioni della superficie, sull'accuratezza dimensionale e sulla prevenzione dei difetti.
Attrezzature per rifilatura, flangiatura e dimensionamento
Alcune macchine di rifilatura, bordatura, flangiatura o dimensionamento utilizzano cilindri idraulici per fornire forza di alimentazione, bloccaggio o formatura. Altri progetti utilizzano azionamenti meccanici o servoelettrici.
Il tipo di azionamento dovrebbe quindi essere confermato dalle specifiche effettive della macchina piuttosto che desunto dal nome del processo.
Macchine per la formatura di anelli di guardia e anelli di base
Le presse idrauliche possono essere utilizzate per punzonare o formare protezioni dei cilindri, anelli del piede e relativi componenti. L'attrezzatura e la forza richieste dipendono dalla geometria del componente, dallo spessore dell'acciaio e dalla velocità di produzione.
Cosa dovrebbero controllare gli acquirenti quando valutano un sistema idraulico?
Prima di acquistare una macchina per la produzione di cilindri idraulici, gli acquirenti dovrebbero rivedere il tonnellaggio della pressa superiore a quello nominale.
Le domande importanti includono:
1. Quali sono la pressione di esercizio massima e la forza di pressatura nominale?
2. Come è stata calcolata la forza richiesta per il cilindro specificato?
3. La pressa dispone di un controllo indipendente della forza del premilamiera?
4. La pressione, la posizione e la velocità sono programmabili?
5. Quali tecnologie di pompe e valvole vengono utilizzate?
6. Quali apparecchiature di filtraggio e raffreddamento sono incluse?
7. I dati relativi alla pressione e alla posizione vengono visualizzati o registrati?
8. Quali dispositivi di sicurezza impediscono movimenti incontrollati e sovrapressioni?
9. È possibile reperire localmente guarnizioni, filtri, pompe e valvole di ricambio?
10. Il fornitore può dimostrare il processo di formatura con il materiale e le attrezzature dell'acquirente?
La progettazione idraulica completa dovrebbe inoltre seguire i pertinenti requisiti di sicurezza delle macchine. La norma ISO 4413 specifica le regole generali e i requisiti di sicurezza per i sistemi oleodinamici utilizzati su macchinari, coprendo considerazioni di progettazione, costruzione, funzionamento e manutenzione.ISO 4413:2010
Come dovrebbe essere mantenuto un sistema idraulico?
Un programma pratico di manutenzione preventiva dovrebbe includere:
- Controllo del livello e della temperatura dell'olio
- Ispezione di tubi flessibili, tubazioni e raccordi per perdite o danni
- Monitoraggio degli indicatori delle condizioni del filtro
- Sostituzione degli elementi filtranti in base alle condizioni e ai requisiti di servizio
- Campionamento dell'olio per la pulizia, la viscosità e la contaminazione dell'acqua
- Ispezione delle aste e delle guarnizioni dei cilindri
- Controllo del rumore anomalo della pompa, delle vibrazioni o della cavitazione
- Verifica delle impostazioni di pressione e della calibrazione del sensore
- Mantenere pulite le attrezzature e i contenitori per il riempimento dell'olio
- Registrazione di allarmi ricorrenti, perdite e deviazioni di pressione
La manutenzione deve essere eseguita secondo le istruzioni del produttore dell'apparecchiatura. Prima della manutenzione, la pressione idraulica immagazzinata deve essere rilasciata in modo sicuro e la macchina deve essere isolata da movimenti imprevisti.
Conclusione
Il sistema idraulico è una parte fondamentale delle apparecchiature di formatura ad alta forza utilizzate nella produzione di bombole di gas, in particolare della pressa per imbutitura profonda. Le sue prestazioni dipendono dal funzionamento coordinato di pompa, cilindri, valvole, sistema di filtraggio, sensori e PLC, non semplicemente dalla pressione massima o dalla potenza del motore.
Allo stesso tempo, una linea di produzione completa di cilindri non è interamente idraulica. Le apparecchiature di saldatura, trattamento termico, granigliatura, trasporto e ispezione possono utilizzare diverse tecnologie di azionamento. Identificare correttamente dove è necessario l’impianto idraulico aiuta i produttori a prendere decisioni migliori in merito alla capacità produttiva, al consumo energetico, alla manutenzione e ai pezzi di ricambio.
Quando si specifica una macchina per la produzione di cilindri, fornire al fornitore il disegno del cilindro, la qualità del materiale, lo spessore delle pareti, le dimensioni del pezzo grezzo, lo standard di produzione applicabile, la produzione richiesta e il livello di automazione desiderato. Questi input sono necessari per selezionare la struttura della pressa, la capacità idraulica e il processo di formatura.
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