Projekt prostej prasy hydraulicznej

Dyskusje o układach pneumatycznych, podciśnieniowych i hydraulicznych wykorzystywanych w maszynach

Autor tematu
Malaxis
Specjalista poziom 2 (min. 300)
Specjalista poziom 2 (min. 300)
Posty w temacie: 3
Posty: 564
Rejestracja: 01 lut 2011, 00:31
Lokalizacja: Bolechowice/Kraków

Projekt prostej prasy hydraulicznej

#1

Post napisał: Malaxis » 14 sie 2018, 01:27

Witam szanownych forumowiczów :)

Jestem w trakcie budowy małej i stosunkowo prostej prasy hydraulicznej, mimo to miałbym jednak szereg pytań, jak że hydraulika siłowa jest to mój pierwszy projekt z hydrauliki siłowej.

Główne założenia co do prasy:
1. Modułowa budowa, możliwość odłączenia ramy z siłownikiem od agregatu oraz systemu zasilania.
2. Bezpieczeństwo pracy, prawdopodobnie będą nią posługiwać się też osoby kompletnie nietechniczne.
3. Zasilanie bateryjne oraz system sterowania w jednej, osobnej skrzynce.
4. Układ hydrauliczny zamknięty.

1. Filtracja
Według dokumentacji do siłownika (Ponar UCJ3) powinien zapewnić filtrowanie na poziomie 16um, w samym agregacie mam już zastosowany filtr ssawny przed pompą. Podejrzewam jednak, że nie jest wystarczająco dokałdny, w bardzo podobnych modelach filtracja jest na poziomie 60-90um.

Obrazek

Generalnie cały układ nie będzie pracował zbyt wiele, maksymalnie kilka-kilkanaście godzin tygodniowo przez 2-3 miesiące w roku, może w takim przypadku filtracja nie jest tak ważna? Nie chciałbym jednak zabić przedwcześnie siłownik tylko dlatego, że trochę zaoszczędziłem na filtracji.

Pytania:
1.1 Czy dobrze kombinuję, że potrzebuję dodatkowy, dokładniejszy filtr? Czy może trochę jest to przerost formy nad treścią, biorąc pod uwagę poziom skomplikowania układu i to, jak dużo będzie pracował?
1.2 Dobrze rozumiem, że skoro jest to układ hydrauliczny zamknięty to najlepiej zastosować filtr powrotny na linii powrotnej?
1.3 W przypadku zastosowania filtru na linii powrotnej powinien on być wpięty do układu tak?
Obrazek
1.4 W agregacie mam możliwość podpięcia linii powrotnej w dwojaki sposób albo do przyłącza R, przy czym rurka od niego idzie na samo dno zbiornika, albo wykręcić górny korek i w jego miejscu zrobić przyłącze. Drugi sposób wydaję mi się poprawny, bo spływający olej grawitacyjnie dotrze do zbiornika, z kolei w przypadku przyłącza R nic nie muszę kombinować z adapterami itp. Ma to jakieś większe znaczenie, gdzie podepnę linię powrotną?

Obrazek

2. Projekt układu

Prasę chciałbym wykonać tak jak w powyższym schemacie, ciśnienie nominalne dla posiadanego przeze mnie siłownika to 160bar i na takim ciśnieniu układ miałby pracować. Niestety nie mogę znaleźć dokładnej dokumentacji dla agregatu hydraulicznego, ale myślę, że będzie w stanie wygenerować takie ciśnienie.
Zrobiłem sobie szybką kalkulację na podstawie danych, które posiadam i przy założeniu sprawności pompy na poziomie 0.9 i wyszło mi coś takiego:
Obrazek
Z tych obliczeń wynikałoby, że silnik musiałby mieć obroty nominalne powyżej 3000 rpm, żeby nie dysponować wystarczająco dużym momentem do wygenerowania 160 bar.

Na początku chciałbym zastosować rozdzielacz hydrauliczny 1 sekcyjny sterowany dźwignią z wbudowanym zaworem przelewowym.
Obrazek
(Najtańszy z alledrogo)

Martwi mnie to, że jeśli w pozycji neutralnej pompa będzie mielić i wyrzucać cały olej poprzez zawór przelewowy do zbiornika co średnio ma sens, tym bardziej że silnik przy pompie przeznaczony jest do pracy S3=7,5%. Po wstępnych testach chciałbym zakupić rozdzielacz sterowany elektronicznie i zrobić sterowanie, które jednocześnie będzie załączać pompę oraz kierunek wysuwu siłownika. Będę do tego, co prawda potrzebował jakiś przekaźnik na 150-200A, ale myślę, że jest to do kupienia.

Pytania:
2.1 Czy zaproponowany przeze mnie układ ma szansę się sprawdzić?
2.2 Czy taki rozdzielacz 1 sekcyjny spełni swoją funkcję na początku?
2.3 Czy słusznie wrzuciłem zawór zwrotny na wyjściu z pompy?
2.4 Może warto byłoby rozbudować układ o jakieś dodatkowe podzespoły?

3. Pytania odnośnie założeń:
3.1 Czy są jakieś ciekawe i stosunkowo niedrogie systemy do szybkiego podłączania przewodów hydraulicznych? Coś takiego jak szybko złączki hydrauliczne, przy czym najlepiej by było, gdyby dało się dwa przewody podłączać i rozłączać jednocześnie
3.2 Jak obejść problem wylewania się oleju hydraulicznego, przy odpięciu przewodów? Może to być dosyć uciążliwe
3.3 Jakie systemy zabezpieczeń dla operatora można by zastosować przy takiej prasie? Myślałem o sterowaniu ręcznym za pomocą dwóch przycisków jednoczenie, co powinno uniemożliwić wsadzenie ręki do prasy podczas pracy.
3.4 Są jakieś złącza zdolne przepuścić 150-200A? Chciałbym, aby akumulator z racji swojej wagi był elementem rozłącznym. W docelowym układzie sterowania silnik podczas podłączania akumulatora zawsze będzie wyłączony.

4. Dodatkowe pytania:
4.1 Siłownik hydrauliczny, który mam do tej prasy jest teoretycznie nieużywany, przy czym jego przyłącza nie zostały zaślepione i widać po nim, że sporo wędrował z miejsca na miejsce. Podejrzewam, że mogła mu się nasypać do środka masa zanieczyszczeń. Jak mógłbym je usunąć? Przedmuchałbym komory sprężonym powietrzem, ale nie wiem, co na ten pomysł powiedzą uszczelki siłownika.
4.2 Może spotkał się ktoś z podobnym agregatem i wie, jakich dokładnie parametrów mogę się po nim spodziewać? Istnieje taka możliwość, że obecnie dobrany siłownik nie spełni swojej funkcji i będę musiał zakupić kolejny, więc nie byłoby źle wiedzieć, jaki jest rzeczywisty przepływ oraz maksymalne ciśnienie.

Obrazek

Obrazek

Obrazek
(Mój model jest trochę inny)


Będę wdzięczny za każdą podpowiedź.




patrykb
Specjalista poziom 1 (min. 100)
Specjalista poziom 1 (min. 100)
Posty w temacie: 1
Posty: 160
Rejestracja: 07 maja 2012, 10:23
Lokalizacja: łódź

Re: Projekt prostej prasy hydraulicznej

#2

Post napisał: patrykb » 17 sie 2018, 15:39

Przy takich agregatach silnik potrafi być często przeciążany nawet ponad 2 krotnie. Oczywiście długa praca nie jest możliwa ze względu, że się szybko grzeje.
Osobiście zamieniłbym na zasilanie silnikiem indukcyjnym, montaż pompy do silnika najłatwiej poprzez flansze alu.
Nawet w układzie zamkniętym filtr wewnętrzny jest potrzebny, sporo już jednostek zregenerowałem zasilanych 24V i widać jak dużo "mikro" syfu się odkłada na filtrze. Kombinacje z jakimi się spotkałem to nawet filtracja na wylocie z pompy + filtr na zlocie oleju + filtr ssawny - wszystko w układzie zamkniętym i krótkich interwałach pracy.
Sprężone powietrze nic nie uszkodzi, ale raczej wiele nie pomoże, siłownik wewnątrz zapewne jest zaolejony (nawet jeśli nowy) i wszystko się przyklei do dnia. Najlepszym rozwiązaniem jest demontaż ale samo płukanie olejem powinno też być wystarczające.
Jeżeli silnik DC + akumulatory muszą pozostać to proponuje mały akumulator ciśnienia oraz presostat z histerezą który będzie załączać przekaźnik. Na testy to nie wiem czy nie dało by się zaadoptować cewki z jakiegoś większego rozrusznika (np od ciągnika, pobór prądu nawet 20A) w celu załączania napędu.
Akumulator będzie zapobiegać częstemu rozruchowi silnika przy ewentualnych przeciekach.
Zawór zwrotny na wyjściu z pompy to bardzo słuszne posunięcie, w zasadzie podstawa w takich aplikacjach.

UWAGA, przy gwałtownym uruchomieniu z zamkniętym wylotem pompa może dać ponad 400atm. i od razu wypluje uszczelnienia bokiem których potem już się nie dostanie.

Pisane na szybko, więc w przypadku wątpliwości pytaj.


Autor tematu
Malaxis
Specjalista poziom 2 (min. 300)
Specjalista poziom 2 (min. 300)
Posty w temacie: 3
Posty: 564
Rejestracja: 01 lut 2011, 00:31
Lokalizacja: Bolechowice/Kraków

Re: Projekt prostej prasy hydraulicznej

#3

Post napisał: Malaxis » 24 sie 2018, 14:07

Dzięki wielkie za odpowiedź i ostrzeżenie!

Wymiana silnika na indukcyjny by sporo ułatwiła, ale to raczej nie wchodzi w grę. Kupiłem ten agregat hydrauliczny między innymi ze względy na to, że jest kompaktowy. Zasilanie z akumulatorów też ma pewne zalety w moim przypadku.

W takim razie na 100% zastosuję jeszcze filtr na linii powrotnej, znalazłem już model z odpowiednio dokładną filtracją.

Do załączania silnika zakupiłem przekaźnik 200 amperowy przekaźnik. Podejrzewam, że silnik będzie dostawał ładnego kopa podczas załączania, bo w gruncie rzeczy będzie podpięty "bezpośrednio" do akumulatora o bardzo dużej wydajności prądowej. Niestety żadnego sterownika do tak dużych prądów nie udało mi się znaleźć.
Pomysł z akumulatorem i presostatem wydaje się całkiem dobry, jeśli to, co poniżej przedstawiam, nie ma szans na powodzenie to go zastosuje.

Opracowałem kolejną wersję układu:
Obrazek

Zamysł układu:
- Akumulator hydrauliczny do tłumienia pulsacji podczas załączania silnika
- Zawór przelewowy z cewką (zintegrowany). Cewka będzie załączana tym samym sygnałem co prawo/lewo w rozdzielaczu hydraulicznym.
Dzięki temu, nawet jeśli pompa zostanie uruchomiona a rozdzielacz będzie w pozycji środkowej, (zablokowany kanał tłoczący) to olej będzie od razu wracał do zbiornika.
- Zawory dławiące do regulacji prędkości wysuwu. Nie mogłem znaleźć odpowiedniego symbolu w programie ale będą one oczywiście regulowane.

Dodatkowo:
- Silnik pompy będzie załączany tym samym sygnałem co cewki rozdzielacza, w związku z tym będzie ona pracować tylko wtedy kiedy potrzebne będzie zasilenie siłownika.

Będę bardzo wdzięczny za ocenę mojego pomysłu, jeśli ma to jakiś sens to miałbym jeszcze jedno pytanie :wink:
Czy akumulator "diaphragm accumulator" (membranowy?) o pojemności 0.1L oraz maksymalnym ciśnieniu 500bar będzie w porządku?
Nie bardzo wiem na co tak naprawdę zwrócić uwagę, typ akumulatora oraz ciśnienie wydają mi się w porządku.
Pojemność siłownika od strony tłoka: 1,25L
Pojemność siłownika od strony tłoczyska: 0,84L
Przewody będą krótkie i ich objętość myślę, że można pominąć.


Autor tematu
Malaxis
Specjalista poziom 2 (min. 300)
Specjalista poziom 2 (min. 300)
Posty w temacie: 3
Posty: 564
Rejestracja: 01 lut 2011, 00:31
Lokalizacja: Bolechowice/Kraków

Re: Projekt prostej prasy hydraulicznej

#4

Post napisał: Malaxis » 11 wrz 2018, 17:09

Prasa już jest bliska ukończeniu, na dniach powinny przyjść dwa ostatnie elementy i będę ją odpalał. Projekt znowu lekko zmodyfikowałem, na razie nie zastosuje zaworu dławiącego ani akumulatora hydraulicznego. Zawór przelewowy zmieniłem na zwykły, bez możliwości sterowania cewką i tutaj miałbym pytanie.

Czy dobrze rozumiem, że zawór przelewowy z poniższego zdjęcia działa w taki sposób, że podczas przekroczenia ustawionego ciśnienia w kanale P (kanale idącym bez pośrednio od pompy) przekierowuje medium robocze do kanału powrotnego T ?
Nie do końca rozumiem schemat który jest na boku tego zaworu, dokumentacja też mi niewiele mówi.
Będę bardzo wdzięczny za sprostowanie zasady działania tego zaworu bo jeśli się mylę co do jego funkcji to mogę na wstępie uszkodzić pompę. Oznaczenie zaworu: ZDR6DP2-31 150YM Dokumentacja
"Pressure reduction in port P1 = P"

Obrazek

Obrazek

Obrazek




Obrazek

Obrazek

ODPOWIEDZ Poprzedni tematNastępny temat

Wróć do „Pneumatyka, Podciśnienie, Hydraulika Siłowa”