Hidraulikus bilincs: teljes típusok, működési elvek és kiválasztási útmutató

A hidraulikus bilincs egy munkamegtartó eszköz, amely nyomás alatt álló hidraulikafolyadékot használ a szorítóerő létrehozására és megtartására a munkadarabon. A CNC megmunkálásban és más gyártási folyamatokban a hidraulikus bilincsek mereven tartják az alkatrészeket a marás, fúrás, esztergálás és köszörülés során, így a méretpontosság és a felületi minőség egyenletes marad minden darabon a gyártás során.

Egy tipikus hidraulikus szorítórendszernek három fő eleme van: a hidraulikus tápegység amely nyomás alatti olajáramot állít elő, szorító hengereket vagy működtetőket, amelyek ezt a nyomást mechanikus tartóerővé alakítják, valamint egy vezérlőáramkört szelepekkel, tömlőkkel és szerelvényekkel, amelyek szabályozzák a szorítási sebességet, nyomást és időzítést.

A gyártók elsősorban a hidraulikus bilincseket választják ismételhetőség . A kézi satu a kezelő erejétől és érzésétől függ; a hidraulikus bilincs minden ciklusban azonos erőt fejt ki, megszüntetve a megmunkálási eltérések egyik leggyakoribb okát. A hidraulikus bilincsek sokkal nagyobb erőt adnak le kompakt helyigény mellett, ezért a modern megmunkálóközpontok, szállítósorok és rugalmas gyártási rendszerek alapfelszereltsége.

Hogyan működik a hidraulikus bilincs?

A működési elv egyértelmű. Az elektromos motor meghajt egy hidraulikus szivattyút, általában egy fogaskerék-szivattyút, amely olajat szív ki egy tartályból, és egy irányított szabályozó szelepen keresztül nyomja a szorítóhenger felé. Amikor az olaj belép a nyomónyílásba, a dugattyú kinyúlik, és lefelé mozgatja a lengőkart vagy a szorítóblokkot a munkadarabra. Amikor az irányszelep eltolódik, az olaj visszatér a tartályba, és a bilincs kinyílik.

A legtöbb szerszámgép-rögzítő áramkört használják kettős működésű hengerek , amelyek rögzítéséhez és kioldásához nyomásra van szükség. Az egyszeres működésű változatok rugóvisszatérítést használnak, és csak egy irányba kell nyomást gyakorolni, így egyszerűbbek, de lassabbak. A szorítóerő megegyezik a hidraulikus nyomás és a dugattyú tényleges felületének szorzatával. Egy 63 mm-es furatú henger 100 bar nyomáson például körülbelül 31 kN-t termel, mielőtt bármilyen kar áttételt alkalmazna.

Egy dolgot gyakran félreértenek: a szorítótest nem határozza meg a szorítóerőt. A tápegység és a nyomáshatároló szelep beállítása igen. Ezért a tápegység kiválasztása ugyanolyan fontos, mint magának a bilincsnek a kiválasztása. Annak megértéséhez, hogyan működnek együtt a nyomás-, áramlás- és irányszelepek az áramkörön belül, tekintse át a hidraulikus rendszerek működési elve iparági híreinkben ismertetjük.

Hidraulikus szorító erőegység szerszámgépekhez Ez a kompakt erőegység stabil szorítónyomást tart fenn hidraulikus zárral, energiatakarékos szakaszos motorral rendelkezik, valamint motor- és feszültségopciókat kínál a szerszámgépek rugalmas integrálásához. Termék megtekintése →

A hidraulikus bilincsek fő típusai

A hidraulikus bilincsek többféle mechanikai konfigurációban kaphatók, mindegyiket egy adott munkadarab-geometriához tervezték. Az alábbiakban a szerszámgépeken és rögzítéseken található leggyakoribb típusokat ismertetjük.

Swing bilincsek

A lengőbilincs elforgatja a karját a munkadarab feletti pozícióba, majd függőlegesen lefelé mozog a rögzítéshez. A lengési szög általában 30, 45 vagy 90 fok. A lengőbilincsek a legnépszerűbb választás a felső rögzítéshez, mivel teljesen nyitva hagyják a rakodóteret. A rendelkezésre álló erő jellemzően a 5 kN és 50 kN között .

Blokk és összekötő bilincsek

Ezek az alacsony profilú bilincsek ferdén húzzák le az alkatrészt. Hasznosak kompakt lámpatestekben, ahol a lökethossz korlátozott. A szorítóerőt egy lengőmechanizmus közvetíti, amely vízszintes tartó hatást is generál, amely megakadályozza az alkatrész felemelését erős vágások során.

Élbilincsek

Az élbilincsek oldalról közelítik meg a munkadarabot, így a teljes felső felület szabadon marad a szerszámhoz való hozzáféréshez. Sok hidraulikus élbilincs kombinálja a vízszintes nyomást a függőleges lehúzással, ami elengedhetetlen vékony vagy vetemedésre hajlamos alkatrészeknél, például alumíniumházaknál és fedőlemezeknél.

Bővülő befogók és tüskék

Ezek a bilincsek egy furat vagy egy megmunkált elem belsejéből tágulnak kifelé. Ideálisak fogaskerekekhez, hüvelyekhez és öntvényekhez, amelyeknek belső átmérőn kell elhelyezkedniük. A sugárirányú tágulás középre állítja az alkatrészt, és egyenletesen osztja el a szorítóerőt a kerület mentén, csökkentve a vékonyfalú alkatrészek torzítását.

Hidraulikus satu

A hidraulikus működtetésű önközpontos vagy fix pofás satuk elterjedtek a raklapos megmunkáló rendszerekben, mivel a kezelő beavatkozása nélkül automatikusan kioldhatók és újra befoghatók. Általában hidraulikus satu szállítja 10 kN és 60 kN között szorítóerővel rendelkezik, és ismételt nagy áteresztőképességű ciklusokhoz készült.

Hidraulikus henger rögzítéshez és működtetéshez A hidraulikus energiát lineáris mozgássá alakító, sokoldalú működtető szerkezet nagy szilárdságú anyagokból és precíziós tömítésből készült a megbízható rögzítéshez és pozicionáláshoz az igényes szerszámgép-alkalmazásokban. Termék megtekintése →

Főbb jellemzők, amelyeket vásárlás előtt értékelni kell

A hidraulikus bilincs csak annyira jó, mint a mögötte lévő számok. A termékek összehasonlításakor ellenőrizze a következő paramétereket a vágási terhelésekkel, a rögzítőelem-elrendezéssel és a ciklusidő céljával.

Hidraulikus vs pneumatikus vs mechanikus bilincsek

Minden rögzítési technológiának megvan a helye a műhelyben. Az alábbi összehasonlítás megmutatja, hogy a hidraulikus bilincsek miért dominálnak a nagy erejű, nagy pontosságú megmunkálási környezetekben.

Ipari alkalmazások, amelyek a hidraulikus bilincsektől függenek

A hidraulikus bilincsek nem korlátozódnak egy függőlegesre. Mindenhol megjelennek, ahol nagy a forgácsolóerők, szűkek a tűréshatárok vagy a ciklusidőknek rövidnek kell lenniük. A leggyakoribb ágazatok a következők:

• CNC megmunkáló központok és HMC-k: A sírköveken található lengőbilincsek és hidraulikus satuk raklaponként több alkatrészt is tartanak, lehetővé téve a világítás kioltását.
• Gépjármű hajtáslánc: A motorblokkokat, a hengerfejeket és a sebességváltó házakat szorítóállomásonként 20-40 kN megmunkálása végzi, a ciklusidők gyakran 30 másodperc alattiak.
• Repülőgép szerkezeti részei: A vékonyfalú alumínium és titán alkatrészek alacsony, elosztott szorítóerőt igényelnek a torzulás elkerülése érdekében; a táguló tüskék és élbilincsek gyakori megoldások.
• Nehézgépgyártás: A hidraulikus szivattyúházak, a szeleptestek és a sebességváltó-alkatrészek kihasználják a nagy szerelvények hidraulikus befogásának nagy erősűrűségét.
• Energia és szélenergia: A nagy átmérőjű csapágyházak és hajtóműházak vízszintes fúrógépeken vannak rögzítve, ahol a kis helyigényű bilincsnek még ellenállnia kell a súlyos megszakított vágásoknak.

Hogyan válasszuk ki a megfelelő hidraulikus szorító tápegységet

A tápegység a szorítórendszer szíve. Beállítja a nyomást, biztosítja az áramlást, és meghatározza, hogy milyen gyorsan mozognak a bilincsek. Kövesse az alábbi kiválasztási lépéseket:

1. Egyezzen meg a bilincsek nyomásértékével. Ha a bilincs névleges nyomása 140 bar, állítsa a biztonsági szelepet 120-130 bar-ra, hogy biztonsági ráhagyást hagyjon és meghosszabbítsa a tömítés élettartamát.
2. Számítsa ki az áramlási sebességet a hengertérfogatból és a ciklusidőből. Példa: egy 12,6 cm²-es furatfelülettel és 40 mm-es szorítólökettel rendelkező henger térfogata 50,4 cm³. A 3 másodpercen belüli záráshoz kb. 1,0 l/perc szükséges bilincsenként. Ha négy bilincs működik egyszerre, válasszon legalább 4 l/perc teljesítményű egységet.
3. Mérje be a tartályt a munkaciklushoz. Jó szabály, hogy a tartály térfogata a szivattyú percenkénti térfogatának 3-5-szöröse folyamatos üzem esetén, nagyobb, ha a gép forró környezetben működik.
4. Ellenőrizze a terhelhetőséget. A szakaszos rögzítés jól működik váltakozó áramú tápegységgel; nagyon gyakori befogás vagy több műszak esetén szükség lehet egy olyan egységre, amelyet folyamatos üzemre terveztek olajhűtővel.
5. Döntse el a szelep integrációját. Az integrált szelepblokk és elosztó csökkenti a tömlő-, szivárgás- és összeszerelési időt, valamint leegyszerűsíti a későbbi hibaelhárítást.

A több befogási zónával vagy további hidraulikus funkciókkal rendelkező gépekhez egy nagyobb, több körrel rendelkező hidraulika állomás jobban illeszkedhet. Böngésszen a AC sorozatú hidraulikus tápegység katalógus a nyomás, az áramlás és a tartály konfigurációk összehasonlításához.

Hidraulikus Station for Multi-Circuit Systems A hidraulikus rendszerek szíveként szolgáló állomás szivattyút, motort, tartályt és vezérlőszelepeket integrál, testreszabható nyomást és áramlást kínálva az ipari berendezések stabil működéséhez. Termék megtekintése →

Bevált telepítési és karbantartási gyakorlatok

A hidraulikus befogórendszer évekig működik kevés odafigyeléssel, de csak akkor, ha tisztán szerelik fel és rendszeresen ellenőrzik. Használja ezeket a gyakorlatokat alapként:

1. Húzza meg az összes rögzítőcsavart a gyártó által javasolt nyomatékkal. A meglazult bilincsek terhelés hatására elmozdulnak, és tönkreteszik a rögzítést és a munkadarabot is.
2. Tartsa tisztán az olajat. ISO 4406 osztály 20/18/15 vagy jobb praktikus cél a szerszámgépek befogó áramkörei számára. A szennyezett olaj a fő oka a szelepek elakadásának és a tömítések idő előtti kopásának.
3. Hat havonta ellenőrizze a biztonsági szelep beállítását. A sodródó biztonsági szelep csendesen csökkenti a szorítóerőt, és selejtezéshez vezet.
4. Vizsgálja meg a rúdtömítéseket és az ablaktörlő gyűrűket vágások vagy beágyazott forgácsok szempontjából. A karcolt rúd szivárog, és szennyeződést enged be a hengerbe.
5. Évente ellenőrizze a szorítóerőt erőmérő cellával vagy próbapaddal. Jegyezze fel az értéket, és hasonlítsa össze a korábbi értékekkel, hogy észrevegye a belső kopást, mielőtt leállást okozna.

Gyakori hidraulikus bilincsproblémák és megoldásuk

Még a jól megtervezett szorítórendszerek is problémákat okoznak az idő múlásával. Az alábbi táblázat azokat a hibákat tartalmazza, amelyekkel a gépműhelyek leggyakrabban találkoznak.

Mennyibe kerül egy hidraulikus szorítórendszer?

A költségek általában az üzemvezetők első kérdése, és az őszinte válasz az, hogy ez függ a bilincsek számától, a szerelvény bonyolultságától és a tápegység kapacitásától. Szemléltető tervezési ábraként egy kétállásos lámpatest négy lengőbilincsel és egy szerszámgép hidraulikus szorító erőegység általában a 4 000 és 9 000 USD közötti tartományba esik, beleértve a tömlőket és az elosztót. Egy kézi szerelvény ugyanennyi állomással 1500-3000 dollárba kerülhet.

A megtérülési számítás megváltoztatja a képet. Ha a kézi rögzítés alkatrészenként 2 percet vesz igénybe, és a hidraulikus rögzítés ezt 15 másodpercre csökkenti, akkor egy 50 részből álló napi gyártás körülbelül napi 1,5 órát takarít meg. 50 USD/óra bolti árfolyam mellett ez nagyjából évi 18 000 USD-t jelent, ami azt jelenti, hogy a kezdeti extra befektetés gyakran hat hónap alatt megtérül. Ezek a számok tervezési becslések, amelyek tipikus közepes méretű gépműhelyek díjain alapulnak, és a tényleges munkaerőköltséghez és a termelési mennyiséghez kell igazítani.

Az energiaköltség csekély. Egy alkatrészenként összesen egy percig üzemelő 2,2 kW teljesítményű erőforrás alkatrészenként körülbelül 0,037 kWh-t fogyaszt. Szabványos ipari áramdíjak mellett az alkatrészenkénti energiaköltség csak a cent töredéke, így az üzemeltetési költség a munkaerő-megtakarításhoz képest szinte elhanyagolható.

Gyakran ismételt kérdések a hidraulikus bilincsekkel kapcsolatban

Mire használható a hidraulikus bilincs?

A hidraulikus bilincs biztonságosan tartja a munkadarabokat megmunkálás közben. A hidraulikus nyomást mechanikus szorítóerővé alakítja, magas ismételhetőséget és olyan erőszintet biztosítva, amelyet nehéz elérni kézi vagy pneumatikus bilincsekkel. A tipikus felhasználási területek közé tartoznak a CNC-marók, esztergagépek, köszörűgépek, transzfersorok és rugalmas gyártócellák.

Mekkora szorítóerőre van szükségem?

Gyakorlati szabály, hogy a szorítóerőt a várható maximális forgácsolóerő két-háromszorosára kell méretezni. Számítsa ki a forgácsolóerőt az anyagtípus, a fogásmélység, az előtolás és az orsóteljesítmény alapján, majd adjon hozzá biztonsági tartalékot. Egy tipikus alumínium megmunkálási művelethez 5 kN forgácsolóerővel, 10-15 kN szorítóerőt tervezzen befogási pozíciónként.

Milyen üzemi nyomást használjak?

A legtöbb hidraulikus bilincs 70 és 210 bar között van. A szerszámgépek tartásában a 100-140 bar a legelterjedtebb tartomány, mert ez egyensúlyba hozza a hengerméretet, a tömítés élettartamát és a hőtermelést. Mindig állítsa a nyomáshatároló szelepet az áramkör legalacsonyabb névleges alkatrészének maximális névleges értéke alá.

Egyszeres vagy kettős működésű bilincsek?

Válasszon kettős működésű bilincseket, ha az automatizálás minden ciklusban pozitív kioldást igényel. Válasszon egyszeres működésű rugó-visszatérésű bilincseket, ha a hibamentes rögzítést részesíti előnyben, például, hogy a munkadarab rögzítve maradjon, ha a hidraulikus nyomás váratlanul csökken.

Milyen típusú hidraulikaolajat használ a szorítórendszer?

Az ISO VG 32 kopásgátló hidraulikaolaj a standard választás beltéri gépműhelyi környezetekben. Használja az ISO VG 46 szabványt melegebb környezeti hőmérsékletekhez vagy nehéz folyamatos működéshez. Bármelyik fokozatot is választja, tartsa be az alkatrészgyártó által ajánlott olajtisztasági szintet, jellemzően ISO 4406 osztály 20/18/15 vagy jobb.

Milyen gyakran kell karbantartani a hidraulikus szorítórendszert?

Havonta ellenőrizze az olajszintet, a szivárgást és a nyomásbeállításokat. Cserélje ki az olajat és a visszatérő vezeték szűrőjét 2000-3000 üzemóránként, vagy korábban, ha az olajelemzés szennyeződést mutat. Évente tesztelje a szorítóerőt egy erőmérő cellával, hogy felfogja a belső kopást, mielőtt az minőségi problémákat okozna.

A hidraulikus bilincsek továbbra is a legmegbízhatóbb módja a nagy, megismételhető szorítóerő elérésének fémvágásnál. A sikeres telepítés kulcsa nem csak maga a bilincs, hanem a teljes rendszer: a megfelelő bilincs-konfiguráció, a megfelelő üzemi nyomás, a megfelelő méretű tápegység és a fegyelmezett karbantartási rutin. Kezdje a vágási terhelések és a ciklusidő-célok meghatározásával, majd lépjen vissza a hengerfuratig, a szivattyú áramlásáig és a tartály kapacitásáig. Ezzel a megközelítéssel olyan szorítórendszert kap, amely éveken át kiszámíthatóan működik, és megóvja minden alkatrész minőségét, amely keresztezi a gépeket. Ha új berendezést tervez, vagy egy meglévő vonalat korszerűsít, tekintse át oldalunkat hidraulikus tápegység product range hogy megtalálja a munkahelyi szükségleteinek megfelelő nyomás- és áramlási konfigurációt.