螺旋压力机的能力表示与选定方法
1 能力判断方法(公称能力)
螺旋压力机的能力判定由试件的冷压缩决定。能压碎各能力算出的相应规格的试件的10% 以上为判断的标准。
(参考)
JIS B 6402「压力机的负荷试验法、金属圆棒的压缩」
材料:JIS G3101 的SS400 或同等材料
加工条件: 根据公称能力按照以下所示计算公式得出的直径及同一高度值,
仅压缩该高度值的10%。D=4√P/10
备注:D-圆棒的直径(mm),P-公称能力(kN)
(计算例子)
4000kN 的压力机,
D=H=4√4000/10=80mm
因此直径, 高度均为80mm 的试件,压缩其高度的10%,即8mm 以上,
该压力机就可产生4000kN 的能力。
2 能力试验与负荷计的表示
将压力机的滑块速度和滑块行程设为最大。(调整至全功率)在此状态下加压试件,用弯度量规测量发生的框架歪曲,由负荷计显示kN 值。
(安装实例)
用4000kN 的压力机,试件压缩至相当于4000kN 时, 设定负荷计显示数字4000。
即以试件的压缩值为标准,使荷重计显示相当于该压缩值的数字。弯度量规在左右框架各安装两个时,仅为框架单侧负荷的设定(即1/2 负荷),该表示法将显示左侧几kN・右侧几kN,合计几kN。
左右分别的显示仅能得知各自的偏负荷,从压力机单体来看,左右相加得出的总负荷即为其负荷。
3 最大负荷(最大能力, 最大负载)
与上述(2)项采取相同条件(最大滑块速度, 最大行程)不对试件加压,通过运转模具和击打模具即硬碰硬的方式运行时,消耗于试件变形的加压能量(飞轮能量)仅用于框架伸张,负荷计将显示通常3 倍的数值(框架将伸张3 倍)。
此3 倍值为压力机的最大负荷。
(参考)
螺旋压力机的飞轮旋转能量可每行程100% 被吸收。旋转能量的用途有所不同,或用于加工物品的变形,或用于框架的伸张。
通常将加热后的棒材纵立进行类似压缩的加压,能量基本被材料的塑性变形所吸收,框架几乎无负荷,负荷计的显示也非常小。相反,冷压和横梁较多的薄板类物品的加压,即使能量调整少,负荷计的显示也有较高的倾向。通常模具对模具的压缩,其能量调整20% 左右便可达到公称能力的负荷,产生于框架,负荷计也显示该数值。
4 容许负荷(容许能力)
用压力机公称能力的3 倍值的最大能力,反复使用机械寿命将明显缩短(通常导致螺旋和框架的破损)。由于压力机原本是用于加工物品的变形,而不是专为设计用于模具和模具的反复碰撞。
由此,机械的刚性设计需要设定压力机的容许负荷,这个数值成为问题,
像热锻加工类的成形能量需求大的能量重视型(轻拍压碎式的加工)为公称能力1.6 倍程度,压印等的冷锻加工对框架的负荷大时( 拍打弹回式加工) 采用公称能力2 倍程度。也就是说同样的框架,热锻加工时大量载入飞轮能量为公称能力大的压力机,冷锻时采用小量的飞轮能量减少公称能力。
容许能力为前者1.6 倍,后者2 倍,两者公称能力虽不同, 但容许能力值相同。
(参考)
有人指出不妨设计为最大负荷时也不会损坏的式样不就一劳永逸了吗。这种说法确实有可能,但是例如10000kN 的压力机的框架上搭载3000kN 压力机的飞轮,可以和公称能力3000kN 的压力机同样使用,机械价格却相当昂贵, 如有需求当然可以定做。虽有材质和设计的区别,一般情况下可认为,同样公称能力的机械,其本体重量和螺旋直径越大,其刚性越高,容许值越大,寿命越长。
5 防止超负荷(over load protect)
超过容许负荷的危险随时有可能发生。螺旋压力机由于无构造上的下死点,不会发生曲柄式压力机一样因超负荷而停止(卡死)的现象。
也就是说在未察觉时继续超负荷使用压力机有很多危险。因此,当发生超负荷时要紧急停止运转,本公司采取由负荷计发出电力信号来停止超负荷,亮灯提醒作业人员注意的方式。
(参考)
有人指出不妨设计为最大负荷时也不会损坏的式样不就一劳永逸了吗。这种说法确实有可能,但是例如10000kN 的压力机的框架上搭载3000kN 压力机的飞轮,可以和公称能力3000kN 的压力机同样使用,机械价格却相当昂贵, 如有需求当然可以定做。虽有材质和设计的区别,一般情况下可认为,同样公称能力的机械,其本体重量和螺旋直径越大,其刚性越高,容许值越大,寿命越长。
也有在飞轮上安装转矩限制器,来释放超负荷能量的方法。但是超负荷时转矩限制器即使一直在开动,作业人员实际上也无法得知。而且对转矩限制器的弹性错误调整偏大时,常伴有超负荷运行机器的危险, 力度太强时后果无法挽回,因此本公司不采取该方法。
6 成形能量与负荷计显示的关系
成形能量和飞轮能量相同。它们和滑块的下滑速度成比例。通常的压力机在加压前通过控制滑块速度来调整成形能量。
要注意的是,成形能量和负荷显示并无关系。上述说明也可以看出,即使成形能量相同,压碎试件或是模具与模具相碰撞,其负荷计的显示也明显不同。
负荷计显示的数字仅表示,框架上现有多少kN 的负荷。滑块速度可以自由调整,( 即
自由调整成型能量) 但无法调整击打的吨数。(成形完全相同条件的加工
物品时,滑块速度的调整和负荷计的显示成比例)成形能量和飞轮能量相同。它们和滑块的下滑速度成比例。通常的压力机在加压前通过控制滑块速度来调整成形能量。要注意的是,成形能量和负荷显示并无关系。上述说明也可以看出,即使成形能量相同,压碎试件或是模具与模具相碰撞,其负荷计的显示也明显不同。负荷计显示的数字仅表示,框架上现有多少kN 的负荷。滑块速度可以自由调整,( 即自由调整成型能量) 但无法调整击打的吨数。(成形完全相同条件的加工物品时,滑块速度的调整和负荷计的显示成比例)
(参考)
滑块速度的调整,通常由编码器测出滑块的下滑速度,采用每行程相同速度的控制方式。
希望的速度可以事先通过在触摸屏上或数字输入预先设定。设定值小时滑块在加速后离合器立即关闭,之后等速惰性下降。
这里有离合器关闭的位置问题,并不是变频马达的运转控制问题。通过伺服马达而非离合器传递的直动方式, 飞轮受控逐次旋转。
加减速为自动组合, 单位行程以最快速度加压。
7 选择螺旋压力机能力时的注意事项
选择螺旋压力机时,除成形能量(多少kN 压力机)外,也要一并考虑框架的容许负荷。也就是说,存在成形能量还可以提高时,框架却无法承受的情况。特别是横梁面积大或冷锻加工时,成形能量只设定一半,却超过了容许负荷,因此要加以注意。螺旋压力机的能力称为公称能力。
容许能力的称呼存在公平交易上的问题。正如上述说明所示,压力机能压碎公称能力的试件,却完全不可能压碎容许能力的试件。
8 偏心负载
一般不能施加偏离螺旋直径的偏心载荷。偏离中心时负荷能力随之减少,一般应该在中心施加负荷。