Электрический листогибочный пресс: двигатель и винт.

Принцип работы Электрический листогибочный пресс Электрический листогибочный пресс основан на электроприводе. С помощью серводвигателей и прецизионных механических трансмиссионных систем электрическая энергия преобразуется в механическую. Для точного управления углом, глубиной и скоростью гибки используется система числового управления. По сравнению с гидравлическими гибочными станками, электрический листогибочный пресс более экологичен, имеет меньшее энергопотребление, более высокую точность, меньший уровень шума и относительно более низкие затраты на техническое обслуживание. Он подходит для точной гибки тонких листов и широко используется в обработке листового металла, производстве электронных изделий и т.д. Система управления, в соответствии с заданной программой или инструкциями оператора, приводит в движение двигатель для перемещения ползунка вверх и вниз, обеспечивая тем самым точную гибку металлического листа. Преимущество электропривода заключается в точности и повторяемости управления, что гарантирует высокое качество результатов гибки.

Основные компоненты электрического листогибочного пресса:

Сервомотор: Сервомотор обеспечивает источник питания и позволяет точно контролировать положение и угол изгиба за счет регулирования выходной мощности. Высокая скорость отклика и точность сервомотора являются ключевыми факторами, обеспечивающими высокое качество изгиба.
Направляющие и ползунки: обеспечить плавное и точное перемещение гибочной головки или верстака, а также гарантировать стабильность направления и положения во время гибки.
Механическая система передачи (винтовая, зубчатая, синхронная и т. д.): Преобразует вращательное движение двигателя в линейное, благодаря чему гибочная головка перемещается вверх и вниз. Высокоточная система передачи обеспечивает точность угла гибки.
Склонив голову: Часть, которая непосредственно выполняет операцию гибки посредством механического зажима и изгиба металлических листов.
Система управления (система ЧПУ): Интерфейс управления и интеллектуальное ядро управления позволяют управлять сервомотором в соответствии с заданной программой или ручной командой для достижения точного изгиба.
Панель дисплея/интерфейс управления: Удобно для операторов, позволяет устанавливать параметры, контролировать состояние гибки, корректировать программу и т. д.
Датчик: Мониторинг угла изгиба, положения, давления и других параметров в режиме реального времени, а также обратная связь с системой управления для динамической регулировки и обеспечения точности изгиба.
Система электропитания: Источник питания для обеспечения стабильной работы различных электронных компонентов.

Преимущества электрического листогибочного пресса:

Защита окружающей среды и энергосбережение: Электрический листогибочный пресс не требует гидравлического масла, снижает загрязнение окружающей среды маслом и является более экологичным.
Низкое энергопотребление и высокая эффективность привода двигателя позволяют эффективно снизить эксплуатационные расходы.
Высокая точность и хорошая воспроизводимость: Благодаря использованию сервомоторов и систем ЧПУ, угол, положение и глубина изгиба достигают более высокой точности. Точность многократного изгиба стабильна и подходит для пакетной обработки.
Простота в использовании: Система управления удобна в использовании, интерфейс взаимодействия с пользователем понятен, а работа с устройством удобна.
Благодаря наличию автоматизированных программ, он обеспечивает быструю отладку и автоматическую работу нескольких процессов.
Низкие затраты на техническое обслуживание: Простая механическая конструкция, отсутствие уязвимых частей, таких как масляные контуры и электромагнитные клапаны в гидравлической системе, делает техническое обслуживание более удобным. Снижает проблемы, вызванные утечками масла, и продлевает срок службы оборудования. Низкий уровень шума: меньше шума во время работы, улучшает условия труда.
Высокая скорость отклика: Сервомотор обладает высокой скоростью отклика, большой скоростью изгиба и повышенной эффективностью производства.
Повышенная безопасность: Электронная система управления включает в себя множество мер защиты для повышения безопасности труда.

Важность выбора сервомотора:

Движение при повороте руля: Сервомотор обеспечивает точное управление гибочным станком, контролирует перемещение верхней и нижней матриц или левой и правой матриц и осуществляет гибку металлического листа. Этот метод привода более чувствителен и точен, чем традиционная гидравлическая система.
Высокоточное позиционное управление: Сервомотор обеспечивает точное управление углом и положением, гарантируя точность угла изгиба и удовлетворяя потребности сложных или требовательных процессов гибки.
Обеспечьте быструю реакцию и адаптацию: Благодаря высокой скорости отклика сервосистемы, положение и давление пресс-формы можно быстро регулировать в процессе гибки, что повышает эффективность производства и качество гибки.
Рекуперация энергии и энергосбережение: В некоторых конструкциях сервосистема может рекуперировать энергию во время движения, снижать энергопотребление и повышать общую энергоэффективность.
Упрощение механической конструкции и технического обслуживания: Использование сервомоторов вместо гидравлических систем упрощает гидравлическую систему и масляные контуры, а также снижает затраты на техническое обслуживание и риски отказов оборудования.

Оптимизация стратегии работы электрического листогибочного пресса:

1. Выбирайте высокопроизводительные компоненты привода.
   Сервомотор: Выбирайте сервомотор с высокой скоростью отклика и стабильным крутящим моментом, чтобы обеспечить точность и динамичность движения.
   Механизм передачи: Использование высокожестких и малозазорных компонентов передачи, таких как стальной трос, шариковый винт, синхронный ремень или зубчатая передача, для уменьшения погрешности передачи.
2. Используйте точную структуру передачи.
   Шариковый винт: Он обладает высокой эффективностью и точностью, что обеспечивает плавное и точное перемещение.
   Синхронный ремень или цепь: при использовании для передачи на большие расстояния повышает эффективность и долговечность передачи.
   Линейная направляющая: обеспечивает линейность траектории движения и уменьшает отклонения.
3. Разработайте разумное устройство для уменьшения объема.
   Используйте эффективный редуктор для обеспечения стабильной передачи крутящего момента при одновременном снижении потерь энергии.
   Выберите подходящее передаточное число, учитывая требуемые скорость и крутящий момент.
4. Усиление мер по повышению жесткости и амортизации.
   Усиление жесткости конструкции для снижения вибрации и деформации.
   Для снижения вибрации во время движения следует добавить демпфирующие элементы в ключевых местах.
5. Интегрированное управление с обратной связью
   Используйте энкодеры и датчики для обеспечения обратной связи, корректировки параметров движения в реальном времени и обеспечения точности углов изгиба.
   Для оптимизации траектории движения следует применять передовые алгоритмы управления (такие как ПИД-регулятор, модель прогнозирующего управления и т. д.).
6. Оптимизация смазки и технического обслуживания.
   Регулярно смазывайте компоненты трансмиссии, чтобы уменьшить трение и износ.
   Разработайте конструкцию, которая будет проста в обслуживании, а также в обнаружении и замене ключевых компонентов.
7. Цифровое моделирование и тестирование
   Для предварительной оценки характеристик трансмиссионной системы выполните моделирование движения с помощью программного обеспечения CAD/CAM.
   Перед началом проектирования проведите динамический анализ для оптимизации параметров передачи.

Как выбрать шнековый стержень для электрического листогибочного пресса?

Выбор винта Электрический листогибочный пресс Необходимо всесторонне учитывать характеристики нагрузки, требования к точности, параметры движения и конструктивные особенности оборудования. Ниже представлен подробный процесс выбора и ключевые моменты:

1. Уточните основные параметры выбора винтов.

• Анализ нагрузки
  Осевая нагрузка: Определяемая изгибающей силой, необходимо рассчитать осевую силу (Fₐ) максимальной изгибающей силы, передаваемой на винт через механическую конструкцию.
  Пример: Если максимальное давление гибочного станка составляет 100 кН, а КПД механической передачи равен 801Т3Т, то осевая нагрузка винта Fₐ = 100 кН / 801Т3Т = 125 кН.
  Радиальная нагрузка: возникает из-за веса движущихся частей, таких как направляющие и пресс-формы, а также эксцентрических нагрузок; необходимо избегать изгибной деформации винта под действием радиальной силы.
  Динамическая нагрузка: необходимо учитывать инерционную силу при ускорении/замедлении (F=ma), массу ползунка (m) и максимальное ускорение (a).
• Требования к точности
  Точность позиционирования: обычно требуется, чтобы угол изгиба гибочного станка относительно заготовки не превышал ±0,5°, а соответствующая точность позиционирования винта должна достигать 0,01–0,05 мм/1000 мм (например, шариковый винт класса C7).
  Повторяемость: влияет на однородность обрабатываемой детали. Рекомендуется выбирать ходовой винт с повторяемостью ≤±0,005 мм.
• Параметры движения
  Максимальная скорость (v): определяется эффективностью производства, например, максимальная скорость движения ползунка вниз обычно составляет 100–200 мм/с.
  Ускорение (а): влияет на динамический отклик, обычно 500–1000 мм/с², а для высокоскоростных моделей требуется более высокое значение.
  Диаметр вывода (P): Чем больше диаметр вывода, тем выше скорость, но и тем больше требуемый крутящий момент. Обычно используется вывод диаметром 10–20 мм.

2. Выбор типа винта: шариковый винт или трапецеидальный винт.

Рекомендация: Для электрических листогибочных прессов предпочтительнее использовать шариковинтовые передачи, поскольку они отвечают требованиям высокой точности и высокой эффективности.

1. Определите диаметр винта (d₀).
   Исходя из осевой нагрузки Fₐ, воспользуйтесь формулой номинальной динамической нагрузки (Cₐ) шариковинтовой передачи: Ca​=Fa​×31000L​​×fw​×fh​
   Где:
   L — ожидаемый срок службы (мм), обычно от 1 до 5 миллионов мм;
   f_w — коэффициент нагрузки (1,5–2,5 для ударной нагрузки);
   f_h — коэффициент твердости (1 для твердости шариковинтовой передачи ≥58 HRC).
   Пример: Если Fₐ=125 кН, L=3 миллиона мм, f_w=2, то Cₐ=125×√[3]{3000}×2≈125×14,4×2=3600 кН, и следует выбрать винт с номинальной динамической нагрузкой ≥3600 кН (например, шариковый винт диаметром 63 мм и шагом 20 мм).
   2. Проверьте критическую скорость и стабильность.
   Критическая скорость (n_c): для предотвращения резонанса при работе на высоких скоростях используется формула: nc = L2997 × d02
   Где L — расстояние между опорами винтов (мм), необходимо обеспечить, чтобы фактическая скорость n < n_c (обычно n < 0,8n_c).
   Осевая устойчивость: При большом соотношении сторон (L/d₀) необходимо проверить нагрузку, вызывающую изгиб, чтобы избежать сжатия и изгиба винта.
   3. Подберите двигатель и передаточное число трансмиссии.
   Крутящий момент двигателя (T): Формула расчета: T = 2π × ηFa × P + Tf
   Где η — КПД винта (0,9 для шарикового винта), а T_f — момент трения (примерно 0,1–0,2 от момента нагрузки).
   Передаточное отношение (i): Если максимальная скорость двигателя равна n_m, то должно выполняться условие: i = v × 60nm × P
   Пример: v=150 мм/с, P=16 мм, n_m=3000 об/мин, тогда i=3000×16/(150×60)=5,33, и можно выбрать передаточное число i=5.
2. Уровень точности и метод предварительной нагрузки
   Согласно стандартам ISO, уровни C5–C7 подходят для обычных гибочных станков, а уровень C3 — для прецизионных гибочных станков.
   Метод предварительной нагрузки: Предварительная нагрузка с использованием двух гаек позволяет устранить зазоры, повысить жесткость и подходит для высокоточных задач; использование одной гайки без предварительной нагрузки имеет низкую стоимость, но при этом возникает зазор.

Ключевые моменты проектирования и монтажа конструкций.

1. Способ крепления: фиксация с обоих концов (максимальная жесткость, подходит для длинных винтов), фиксация с одного конца + поддержка с одного конца (простая конструкция, подходит для средних и коротких винтов).
2. Смазка и защита: Шариковый винт необходимо регулярно смазывать литиевой смазкой или использовать автоматическую систему смазки, а также устанавливать пылезащитный кожух (например, сильфон, защитный кожух стального ремня), чтобы предотвратить попадание пыли и сокращение срока службы винта.
3. Компенсация теплового расширения: При изготовлении длинного винта необходимо учитывать удлинение, вызванное изменениями температуры, которое можно обеспечить путем предварительного растяжения или создания компенсационных зазоров.

Справочник по выбору

Модель: 70-тонный электрический листогибочный пресс, длина рабочего стола 2 метра, точность позиционирования ±0,03 мм.
Выбор винта: шариковый винт (более дешевый, чем шлифованный винт, соответствует общей точности), диаметр × шаг: 50 мм × 16 мм, уровень точности: C7, способ крепления: фиксация с обоих концов + предварительная затяжка двойной гайкой; подбор двигателя: серводвигатель мощностью 7,5 кВт, передаточное число i=4, максимальная скорость 2000 об/мин, соответствует скорости перемещения ползуна 200 мм/с.

Меры предосторожности

1. Колебания нагрузки: Нагрузка не постоянна в процессе изгиба, поэтому модель следует выбирать в соответствии с максимальной нагрузкой и с учетом коэффициента запаса прочности (1,5–2 раза).
2. Согласование жесткости: Жесткость винтового стержня должна быть согласована с жесткостью рамы и ползунка, чтобы избежать потери точности из-за деформации винтового стержня.