Os sistemas hidráulicos em uma máquina para fabricar cilindros são usados principalmente para gerar e controlar as altas forças necessárias para estampagem profunda, prensagem, conformação, dimensionamento e certas operações de manuseio de materiais. Um sistema típico inclui uma unidade de energia hidráulica, cilindros, válvulas de controle, filtros, sensores, tubulações e um sistema de controle.
No entanto, uma linha de produção de cilindros de gás é composta por muitas máquinas diferentes e nem todas as máquinas são acionadas hidraulicamente. Máquinas de soldagem, fornos de tratamento térmico, máquinas de jateamento e transportadores geralmente usam sistemas elétricos, servo ou pneumáticos.
Compreender esta distinção ajuda os fabricantes de cilindros a selecionar o equipamento certo, avaliar o consumo de energia e planejar a manutenção com mais precisão.
Por que os sistemas hidráulicos são usados na fabricação de cilindros de gás?
A fabricação de um cilindro de gás de aço soldado requer deformação controlada de discos de aço ou componentes de chapa. Durante a estampagem profunda e outras operações de conformação, o equipamento deve aplicar uma grande força enquanto mantém controlada a velocidade, posição e pressão do aríete.
Os sistemas hidráulicos são particularmente adequados para estas operações porque podem fornecer:
- Alta força de conformação em uma máquina relativamente compacta
- Pressão ajustável durante todo o ciclo de trabalho
- Aproximação controlada, velocidades de pressão e retorno
- Proteção contra sobrecarga através de dispositivos de controle de pressão
- Força estável durante o curso de trabalho
- Integração com PLCs, sensores de pressão e transdutores de posição
A força de pressão necessária não pode ser determinada apenas pela capacidade do cilindro. Depende de fatores que incluem tipo de aço, diâmetro da peça bruta, espessura do material, profundidade de trefilação, geometria da ferramenta, atrito e número de estágios de trefilação.
Por esse motivo, a seleção da prensa hidráulica deve ser baseada no desenho do cilindro acabado e no processo de conformação - e não simplesmente em descrições como "máquina de cilindro de GLP de 12 kg" ou "linha de produção de cilindro de 50 L".
Como funciona um sistema hidráulico?
Um sistema hidráulico transmite energia através de fluido pressurizado, normalmente óleo hidráulico.
Um motor elétrico aciona a bomba hidráulica, que retira o óleo do reservatório e fornece fluxo ao circuito. Quando o atuador encontra resistência, a pressão do sistema aumenta. As válvulas direcionais, de pressão e de controle de fluxo regulam por onde o óleo viaja, quanta força o atuador desenvolve e a rapidez com que ele se move.
A sequência operacional básica de uma prensa formadora hidráulica é geralmente:
1. O motor aciona a bomba hidráulica.
2. A bomba fornece fluxo de óleo do reservatório.
3. As válvulas de controle direcionam o óleo para o atuador necessário.
4. O cilindro principal move a corrediça ou aríete da prensa.
5. A pressão do sistema aumenta à medida que a ferramenta entra em contato e forma a peça de trabalho.
6. Os sensores fornecem feedback de pressão e posição ao sistema de controle.
7. As válvulas revertem o fluxo de óleo e retornam o aríete após o ciclo de conformação.
É mais correto dizer que uma bomba cria fluxo hidráulico em vez de "criar pressão" diretamente. A pressão se desenvolve quando esse fluxo encontra a resistência da carga, ferramenta ou atuador.
Quais máquinas de fabricação de cilindros geralmente usam hidráulica?
Os sistemas hidráulicos podem ser encontrados nos seguintes equipamentos, dependendo do projeto da máquina.
Prensa hidráulica de estampagem profunda
Esta é a aplicação hidráulica mais importante em uma linha de produção de cilindros de gás soldados.
A prensa forma uma peça bruta de aço em meio cilindro, concha ou cúpula. Dependendo do projeto do cilindro e da proporção de trefilação, o processo de conformação pode exigir um ou vários estágios de trefilação.
O sistema deve coordenar o êmbolo principal, o suporte do blank e, quando aplicável, o amortecedor da matriz. A coordenação adequada afeta a distribuição da espessura da parede, a condição da superfície, a precisão dimensional e a prevenção de defeitos.
Equipamento de corte, flangeamento e dimensionamento
Algumas máquinas de corte, conformação de bordas, flangeamento ou dimensionamento utilizam cilindros hidráulicos para fornecer força de alimentação, fixação ou conformação. Outros projetos usam acionamentos mecânicos ou servoelétricos.
O tipo de drive deve, portanto, ser confirmado a partir da especificação real da máquina, em vez de ser assumido a partir do nome do processo.
Máquinas formadoras de anel de proteção e anel de pé
Prensas hidráulicas podem ser usadas para perfurar ou formar proteções de cilindros, anéis de base e componentes relacionados. As ferramentas e a força necessárias dependem da geometria do componente, da espessura do aço e da taxa de produção.
O que os compradores devem verificar ao avaliar um sistema hidráulico?
Antes de comprar uma máquina para fabricar cilindros hidráulicos, os compradores devem revisar mais do que a tonelagem nominal da prensa.
Perguntas importantes incluem:
1. Quais são a pressão máxima de trabalho e a força nominal de prensagem?
2. Como foi calculada a força necessária para o cilindro especificado?
3. A prensa possui controle independente da força do suporte do blank?
4. A pressão, a posição e a velocidade são programáveis?
5. Quais tecnologias de bombas e válvulas são utilizadas?
6. Que equipamento de filtragem e resfriamento está incluído?
7. Os dados de pressão e posição são exibidos ou registrados?
8. Quais dispositivos de segurança evitam movimentos descontrolados e sobrepressão?
9. As vedações, filtros, bombas e válvulas de reposição podem ser obtidas localmente?
10. O fornecedor pode demonstrar o processo de conformação com o material e ferramentas do comprador?
O projeto hidráulico completo também deve seguir os requisitos relevantes de segurança de máquinas. A ISO 4413 especifica regras gerais e requisitos de segurança para sistemas hidráulicos de potência de fluido usados em máquinas, abrangendo considerações de projeto, construção, operação e manutenção.ISO 4413:2010
Como um sistema hidráulico deve ser mantido?
Um programa prático de manutenção preventiva deve incluir:
- Verificando o nível e a temperatura do óleo
- Inspecionar mangueiras, tubos e conexões quanto a vazamentos ou danos
- Monitorando indicadores de condição de filtro
- Substituição de elementos filtrantes de acordo com as condições e requisitos de serviço
- Amostragem de óleo para limpeza, viscosidade e contaminação de água
- Inspeção de hastes e vedações de cilindros
- Verificação de ruído anormal da bomba, vibração ou cavitação
- Verificando as configurações de pressão e calibração do sensor
- Manter limpos os equipamentos e recipientes de enchimento de óleo
- Registro de alarmes recorrentes, vazamentos e desvios de pressão
A manutenção deve ser realizada de acordo com as instruções do fabricante do equipamento. Antes da manutenção, a pressão hidráulica armazenada deve ser liberada com segurança e a máquina deve ser isolada contra movimentos inesperados.
Conclusão
O sistema hidráulico é uma parte essencial do equipamento de conformação de alta força usado na fabricação de cilindros de gás, particularmente na prensa de estampagem profunda. Seu desempenho depende da operação coordenada da bomba, dos cilindros, das válvulas, do sistema de filtragem, dos sensores e do PLC – e não simplesmente da pressão máxima ou da potência do motor.
Ao mesmo tempo, uma linha completa de produção de cilindros não é inteiramente hidráulica. Equipamentos de soldagem, tratamento térmico, jateamento, transporte e inspeção podem usar diferentes tecnologias de acionamento. Identificar corretamente onde a hidráulica é necessária ajuda os fabricantes a tomar melhores decisões sobre capacidade de produção, consumo de energia, manutenção e peças sobressalentes.
Ao especificar uma máquina para fabricar cilindros, forneça ao fornecedor o desenho do cilindro, a classe do material, a espessura da parede, as dimensões da peça bruta, o padrão de fabricação aplicável, a produção necessária e o nível desejado de automação. Esses insumos são necessários para a seleção da estrutura da prensa, capacidade hidráulica e processo de conformação.
Planejando uma nova linha de produção de cilindros de gás ou atualizando uma prensa formadora existente?Entre em contato com LUZHENcom o desenho do cilindro, especificação do material e capacidade de produção necessária para que o equipamento e a configuração hidráulica possam ser avaliados para o seu processo de fabricação real.