Dacă ați stat vreodată lângă o presă laterală dreaptă în timpul unei rulări de ștanțare a metalelor de mare producție, știți că tremuratul. Acea vibrație scăzută și zgomotoasă nu numai că face ca mediul de lucru să se simtă haotic, ci, de asemenea, afectează longevitatea mașinii, se uzează mai repede și poate pierde precizia pieselor în timp. În calitate de furnizor de presă dreaptă, am petrecut ani de zile lucrând cu producători de metale care m-au chemat pentru a remedia problemele exacte de vibrații cu care probabil vă confruntați: piesele care ies deformate, rulmenți ars prea devreme sau chiar oboseala operatorului din cauza balansării constante. Vestea bună este că vibrația în presele laterale drepte nu este un defect inevitabil. Cea mai mare parte provine din lacune previzibile, reparabile în proiectare, configurare sau operare. În această postare, voi dezvălui știința vibrației presei laterale drepte, voi împărtăși soluțiile pe care le-am testat pentru sute de clienți și voi arăta cum parteneriatul cu un furnizor poate face ca această problemă să dispară definitiv.
În primul rând, să înțelegem de ce presele laterale drepte vibrează mai mult decât alte tipuri de prese. Spre deosebire de presele cu cadru intercalat, care au un spate deschis care permite flexia cadrului să se disipeze în aer, presele laterale drepte sunt construite cu două rame laterale verticale conectate prin traverse superioare și inferioare pentru a gestiona un tonaj mai mare (până la mii de tone pentru formarea metalelor grele). Acest cadru rigid este exact ceea ce le face ideale pentru piese mari, cu miză mare, cum ar fi panourile caroseriei auto sau carcasele aparatelor, dar este și o capcană pentru forțele oscilante generate în timpul cursei. De fiecare dată când berbecul lovește matrița, mișcarea liniară a manivelei sau a antrenamentului excentric se transformă în forțe verticale și orizontale care revin prin cadru. Dacă aceste forțe nu sunt echilibrate sau limitate, ele se transformă în vibrația pe care o simți pe podeaua fabricii.
Nu toate presele laterale drepte sunt construite la fel. Cele mai comune două modele sunt prese cu manivelă dublă cu latură dreaptă și prese excentrice cu latură dreaptă, fiecare cu propriile declanșatoare de vibrații. Presele cu manivelă dublă cu latură dreaptă folosesc doi arbori cotiți paraleli sincronizați pentru a deplasa berbecul în sus și în jos; vibrația lor principală provine din nepotriviri minore de sincronizare dintre cele două manivele, care creează o sarcină neuniformă pe fiecare parte a berbecului. Presele excentrice cu laterale drepte, dimpotrivă, folosesc un singur arbore excentric pentru a antrena berbecul, astfel încât vibrația lor provine adesea de la masa dezechilibrată din arbore sau de lagărele nealiniați care lasă excentricul să „se clătinească” în timpul rotației. Nu vă pot spune de câte ori ne-au sunat producătorii cu prese excentrice mai vechi spunând că vibrația lor a crescut după ce rulmentul motorului de antrenare s-a uzat, pentru că chiar și o cantitate mică de joc permite deplasarea excentricului, dublând forțele oscilante.
Acum, să trecem la soluții. Primul pas, și adesea cel mai de impact, este verificarea alinierii și fundației mașinii. Aceasta este partea omisă de majoritatea operatorilor, dar este cauza principală a 60% din problemele persistente de vibrații pe care le vedem. O presă laterală dreaptă este la fel de stabilă ca baza sa. În timp, podelele fabricii se așează, mai ales dacă o presă este instalată lângă forje grele sau ferăstrău care provoacă vibrații constante ale solului. Atunci când cadrul de presare nu este perfect nivelat, berbecul nu se deplasează drept în sus și în jos - se înclină ușor, eliminând distribuția sarcinii și creând o forță orizontală suplimentară care zguduie întreaga mașină. Am avut clienți care au crezut că presa lor a fost spartă până când am renivelat-o la 0,002 inchi pe picior (standardul ISO pentru presele laterale drepte) și au observat o scădere a vibrațiilor cu 30% într-o singură tură.
Designul fundației este o altă piesă cheie aici. Dacă presa dvs. actuală stă direct pe un suport de beton fără izolarea vibrațiilor, în esență amplificați fiecare forță pe care o generează presa. Vă recomandăm să adăugați izolatori elastomerici sau cu arc între baza presei și fundație pentru presele de tonaj mediu sau o bază de inerție din beton armat pentru modelele de tonaj mare (1.000+ tone). Baza de inerție funcționează ca o contragreutate: masa sa anulează forțele oscilante de la berbec și de antrenare. Un client din Ohio avea o presă excentrică cu latura dreaptă de 500 de tone care le-a scuturat întreaga linie de ștanțare adiacentă până când am instalat o bază de inerție de 12.000 de lire; au raportat că în timpul rulărilor de mare viteză, nivelurile de vibrație au scăzut de la 0,8 g (suficient de mare pentru a declanșa senzorii de vibrație al podelei) la 0,2 g, ceea ce nu se poate distinge de zgomotul ambiental din fabrică.
În continuare, să vorbim despre echilibrarea și întreținerea sistemului de acționare. Pentru presele cu manivelă dublă, cel mai mare declanșator de vibrații este sincronizarea slabă a manivelei. Când cei doi arbori cotiți nu sunt cronometrați perfect, o parte a berbecului coboară cu 0,001 inci mai departe decât cealaltă în timpul cursei în jos. Acest lucru creează forță neuniformă asupra cadrelor laterale, care se flexează și vibrează pe măsură ce berbecul revine. Calibrarea de rutină - facem acest lucru trimestrial pentru clienții noștri care rulează producție 24/7 - remediază acest lucru. Folosim instrumente de aliniere laser pentru a verifica distanța dintre cele două manivele în partea de sus și de jos a cursei, ajustând angrenajele de sincronizare la 0,05 grade de sincronizare. Pentru presele excentrice cu laturi drepte, masa dezechilibrată în arborele excentric este principala problemă. Presele mai noi vin cu arbori excentrici echilibrați din fabrică, dar modelele mai vechi pot avea grăsime acumulată sau uzură pe arbore care aruncă echilibrul. Adăugarea unei greutăți de echilibrare înșurubate pe partea opusă a excentricului față de piston reduce vibrațiile de rotație cu până la 40%, o soluție pe care am folosit-o la zeci de prese mai vechi fără o reconstrucție completă a antrenamentului.
Configurarea matrițelor și a sculelor este un alt domeniu în care micile modificări fac o mare diferență. Am văzut producători cu prese perfect calibrate trecând în vibrații, deoarece matrița lor este montată decentrat pe berbec. Când presa aplică forță asupra unei matrițe dezechilibrate, sarcina nu este distribuită uniform pe suprafața berbecului, așa că cadrul trebuie să compenseze, creând balansare laterală. Remedierea aici este simplă: utilizați întotdeauna cleme de matriță care centrează matrița la 0,005 inci de linia centrală a berbecului și asigurați-vă că centrul de greutate al matriței se aliniază cu axa berbecului. Pentru operațiunile de ambutisare adâncă, în care sarcina este concentrată în centrul matriței, vă recomandăm, de asemenea, adăugarea de plăcuțe de susținere în jurul perimetrului matriței pentru a distribui forța pe întregul berbec. Un producător de piese auto din Michigan și-a redus vibrațiile cu 25% doar prin prinderea din nou a unei matrițe nealiniate care a cauzat încărcături neuniforme de luni de zile.
Dacă vă gândiți să vă modernizați sau să înlocuiți presa, alegerea designului potrivit de la început elimină vibrațiile înainte de a începe. Când lucrez cu clienți noi, întreb mereu despre nevoile lor de producție: tonaj, rata de cursă, dimensiunea piesei și timpul de funcționare dorit. Pentru cursele de ștanțare de mare viteză și de înaltă precizie (cum ar fi componentele electrice care necesită toleranțe strânse), recomandăm adesea o presă cu manivelă dublă cu latură dreaptă, deoarece antrenarea sa sincronizată și cadrul rigid produc mult mai puține vibrații decât modelele excentrice. Pentru rulări mai grele și mai lente (cum ar fi formarea de panouri mari pentru aparate), o presă excentrică cu latura dreaptă cu o antrenare echilibrată și o bază de inerție este adesea mai rentabilă, fără a sacrifica stabilitatea. Recent, am ajutat un magazin de piese HVAC din Pennsylvania să schimbe vechea lor presă excentrică dezechilibrată cu o presă cu manivelă dublă dreaptă; au raportat că durata de viață a matriței s-a dublat, rata de respingere a pieselor a scăzut de la 8% la 1% și plângerile de oboseală ale operatorului aproape au dispărut.
Pasul final, adesea trecut cu vederea, este monitorizarea și întreținerea. Vibrația nu este o problemă bruscă - se formează în timp pe măsură ce piesele se uzează. Dacă așteptați până când vibrațiile sunt vizibile, ați lăsat deja să se acumuleze daune pe rulmenți, arbori cotiți și cadre laterale. Vă recomandăm să instalați un sistem mic și accesibil de monitorizare a vibrațiilor pe cadrele laterale ale presei și pe arborele de antrenare. Acești senzori urmăresc nivelurile de vibrație în timp real, trimițând alerte atunci când nivelurile cresc peste un prag (de obicei 0,3 g pentru majoritatea preselor) înainte ca problemele mici să se transforme în defecțiuni mari. Unul dintre clienții noștri folosește acest sistem pentru a programa întreținerea în timpul opririi de weekend, astfel încât nu trebuie să întrerupă niciodată o producție completă pentru a remedia o problemă legată de vibrații. De-a lungul a doi ani, au redus timpul neplanificat cu 35% doar prin detectarea timpurie a problemelor legate de vibrații.
La sfârșitul zilei, reducerea vibrației presării laterale drepte nu înseamnă aruncarea de piese scumpe la problemă, ci este despre înțelegerea cauzei tremurului și aplicarea unor remedieri țintite, susținute de știință. Indiferent dacă aveți o presă excentrică mai veche, cu latură dreaptă, care a început să se mișcă în timpul rulărilor, sau o presă cu manivelă dublă mai nouă, cu latură dreaptă, care reduce precizia pieselor, soluțiile sunt de obicei mai simple decât credeți: nivelați fundația, echilibrați antrenamentul, aliniați matrița și monitorizați modificările. Dacă încă depanați, merită să lucrați cu un furnizor care cunoaște presele laterale drepte în interior și în exterior - am ajutat producătorii din industrii să reducă vibrațiile, să prelungească durata de viață a mașinii și să îmbunătățească calitatea pieselor și putem face același lucru pentru dvs. Dacă sunteți gata să nu mai aveți de-a face cu această tremurătură constantă și să vedeți ce poate face o presă reglată corespunzător, contactați-vă pentru a începe o conversație despre nevoile dvs. specifice de producție și despre cum vă putem ajuta.
Referințe
- ISO 16092-1:2019, Mașini-unelte – Prese – Cerințe de siguranță și verificare – Partea 1: Cerințe generale pentru prese mecanice
- Vibrația presei industriale: cauze, impact și strategii de atenuare, Journal of Manufacturing Processes, 2021, vol. 67, p. 452–463
- Straight-Side Press Design and Performance Optimization, Fabricating & Metalworking Magazine, 2022, Vol. 58, nr. 4, p. 28–33
