گیره هیدرولیک: انواع کامل، اصول کار و راهنمای انتخاب

A گیره هیدرولیک یک دستگاه نگهدارنده است که از سیال هیدرولیک تحت فشار برای ایجاد و نگه داشتن نیروی گیره بر روی قطعه کار استفاده می کند. در ماشین‌کاری CNC و سایر فرآیندهای تولید، گیره‌های هیدرولیک قطعات را در طول فرزکاری، حفاری، تراشکاری و سنگ‌زنی به‌طور صلب در موقعیت خود نگه می‌دارند، به طوری که دقت ابعادی و پرداخت سطح در هر قطعه در یک دوره تولید ثابت می‌ماند.

یک سیستم گیره هیدرولیک معمولی دارای سه عنصر اصلی است: الف واحد قدرت هیدرولیک که جریان روغن تحت فشار، سیلندرهای گیره یا محرک هایی را تولید می کند که این فشار را به نیروی نگهدارنده مکانیکی تبدیل می کند و یک مدار کنترلی با سوپاپ ها، شیلنگ ها و اتصالات که سرعت، فشار و زمان گیره را کنترل می کند.

تولید کنندگان گیره های هیدرولیک را در درجه اول برای تکرارپذیری . گیره دستی به قدرت و احساس اپراتور بستگی دارد. یک گیره هیدرولیک نیروی یکسانی را در هر چرخه اعمال می کند و یکی از شایع ترین علل تغییر ماشینکاری را از بین می برد. گیره های هیدرولیک همچنین نیروی بسیار بالاتری را در یک فضای فشرده ارائه می دهند، به همین دلیل است که آنها تجهیزات استاندارد در مراکز ماشینکاری مدرن، خطوط انتقال و سیستم های تولید انعطاف پذیر هستند.

گیره هیدرولیک چگونه کار می کند؟

اصل کار ساده است. یک موتور الکتریکی یک پمپ هیدرولیک، معمولاً یک پمپ دنده ای را به حرکت در می آورد، که روغن را از یک مخزن می کشد و آن را از طریق یک شیر کنترل جهت به سمت سیلندر گیره فشار می دهد. همانطور که روغن وارد پورت فشار می شود، پیستون گسترش می یابد و بازوی چرخان یا بلوک گیره را روی قطعه کار به سمت پایین حرکت می دهد. هنگامی که سوپاپ جهت تغییر می کند، روغن به مخزن باز می گردد و گیره باز می شود.

اکثر مدارهای بستن ماشین ابزار استفاده می کنند سیلندرهای دو کاره که نیاز به فشار برای گیره و فشار برای آزاد شدن دارند. نسخه‌های تک اثر از بازگشت فنر استفاده می‌کنند و تنها در یک جهت به فشار نیاز دارند، که آنها را ساده‌تر اما کندتر می‌کند. نیروی گیره برابر است با فشار هیدرولیک ضربدر سطح موثر پیستون. به عنوان مثال، یک سیلندر 63 میلی متری در 100 بار، قبل از اعمال هر نسبت اهرمی، حدود 31 کیلو نیوتن تولید می کند.

یک نکته اغلب اشتباه گرفته می شود: بدنه گیره نیروی گیره را تعیین نمی کند. واحد قدرت و تنظیم شیر فشار شکن انجام می شود. به همین دلیل است که انتخاب واحد قدرت به اندازه انتخاب خود گیره مهم است. برای درک اینکه چگونه فشار، جریان و شیرهای جهت با هم در داخل یک مدار عمل می کنند، این را بررسی کنید اصل کار سیستم های هیدرولیک در اخبار صنعت ما توضیح داده شده است.

واحد قدرت بستن هیدرولیک برای ماشین ابزار این واحد قدرت فشرده فشار گیره را با قفل هیدرولیک ثابت نگه می دارد، دارای یک موتور متناوب صرفه جویی در انرژی است و گزینه های موتور و ولتاژ را برای یکپارچه سازی ماشین ابزار انعطاف پذیر ارائه می دهد. مشاهده محصول →

انواع اصلی گیره های هیدرولیک

گیره های هیدرولیک دارای چندین پیکربندی مکانیکی هستند که هر کدام برای یک هندسه محل کار خاصی طراحی شده اند. متداول ترین انواع موجود در ماشین ابزار و وسایل در زیر توضیح داده شده است.

گیره های چرخشی

یک گیره چرخشی بازوی خود را در موقعیت بالای قطعه کار می چرخاند و سپس به صورت عمودی به سمت پایین حرکت می کند تا گیره کند. زاویه نوسان معمولاً 30، 45 یا 90 درجه است. گیره های چرخشی محبوب ترین انتخاب برای بستن بالا هستند زیرا محل بارگیری را کاملاً باز می کنند. نیروی موجود معمولاً از 5 کیلو نیوتن تا 50 کیلو نیوتن .

گیره های بلوک و پیوند

این گیره های کم مشخصات قطعه را با زاویه به پایین می کشند. آنها در وسایل فشرده که در آن طول ضربه محدود است مفید هستند. نیروی گیره از طریق یک مکانیسم پیوند منتقل می شود، که همچنین یک اثر نگهدارنده افقی ایجاد می کند که از بلند شدن قطعه در هنگام برش های سنگین جلوگیری می کند.

گیره های لبه

گیره های لبه از کنار به قطعه کار نزدیک می شوند و کل سطح بالایی را برای دسترسی به ابزار خالی می گذارند. بسیاری از گیره های لبه هیدرولیک یک فشار افقی را با یک کشش عمودی ترکیب می کنند که برای قطعات نازک یا مستعد تاب خوردگی مانند محفظه های آلومینیومی و صفحات پوششی ضروری است.

در حال گسترش Collets و Mandrels

این گیره ها از داخل سوراخ یا ویژگی ماشینکاری شده به سمت بیرون منبسط می شوند. آنها برای چرخ دنده ها، آستین ها و قطعات ریخته گری که باید روی قطر داخلی قرار گیرند ایده آل هستند. انبساط شعاعی قطعه را متمرکز می کند و نیروی گیره را به طور مساوی در اطراف توزیع می کند و اعوجاج را در اجزای جدار نازک کاهش می دهد.

گیره های هیدرولیک

گیره های خود محور یا فک ثابت با تحریک هیدرولیک در سیستم های ماشینکاری پالت شده رایج هستند زیرا می توانند بدون دخالت اپراتور به طور خودکار آزاد شده و دوباره گیره شوند. یک گیره هیدرولیک به طور معمول ارائه می دهد 10 کیلو نیوتن تا 60 کیلو نیوتن دارای نیروی گیره است و برای چرخه های تکراری با توان بالا ساخته شده است.

سیلندر هیدرولیک برای بستن و فعال سازی یک محرک همه کاره که انرژی هیدرولیک را به حرکت خطی تبدیل می کند، ساخته شده با مواد با استحکام بالا و آب بندی دقیق برای گیره و موقعیت یابی قابل اعتماد در کاربردهای ماشین ابزار سخت. مشاهده محصول →

مشخصات کلیدی برای ارزیابی قبل از خرید

یک گیره هیدرولیک فقط به اندازه اعداد پشت آن خوب است. هنگام مقایسه محصولات، پارامترهای زیر را در برابر بارهای برش، چیدمان وسایل و اهداف چرخه بررسی کنید.

گیره های هیدرولیک در مقابل پنوماتیک در مقابل مکانیکی

هر تکنولوژی گیره مکانی در کف مغازه دارد. مقایسه زیر نشان می‌دهد که چرا گیره‌های هیدرولیک در محیط‌های ماشین‌کاری با نیروی بالا و دقت بالا غالب هستند.

کاربردهای صنعتی که به گیره های هیدرولیک بستگی دارد

گیره های هیدرولیک به یک عمودی محدود نمی شوند. هر جا که نیروهای برشی زیاد باشد، تلورانس ها کم باشد، یا زمان چرخه باید کوتاه باشد، ظاهر می شوند. رایج ترین بخش ها عبارتند از:

• مراکز ماشینکاری CNC و HMC ها: گیره‌های چرخشی و گیره‌های هیدرولیک روی سنگ قبرها چندین قسمت را در هر پالت نگه می‌دارند و امکان تولید چراغ‌های خاموش را فراهم می‌کنند.
• پیشرانه خودرو: بلوک‌های موتور، سرسیلندرها و جعبه‌های انتقال با 20 تا 40 کیلو نیوتن در هر ایستگاه گیره ماشین کاری می‌شوند که زمان چرخه آن اغلب کمتر از 30 ثانیه است.
• قطعات ساختاری هوافضا: اجزای آلومینیوم و تیتانیوم جدار نازک برای جلوگیری از اعوجاج به نیروی گیره کم و توزیع شده نیاز دارند. سنبه های منبسط و گیره های لبه راه حل های رایج هستند.
• ساخت تجهیزات سنگین: محفظه های پمپ هیدرولیک، بدنه سوپاپ ها و اجزای گیربکس از چگالی نیروی بالای گیره هیدرولیک در وسایل بزرگ بهره می برند.
• انرژی و انرژی باد: محفظه‌های یاتاقان‌های با قطر بزرگ و جعبه‌دنده‌ها روی ماشین‌های حفاری افقی بسته می‌شوند، جایی که یک گیره ردپای کوچک هنوز باید در برابر بریدگی‌های شدید مقاومت کند.

نحوه انتخاب واحد برق گیره هیدرولیک مناسب

واحد قدرت قلب سیستم گیره است. فشار را تنظیم می کند، جریان را تامین می کند و تعیین می کند که گیره های شما با چه سرعتی حرکت می کنند. این مراحل انتخاب را دنبال کنید:

1. با درجه فشار گیره های خود مطابقت دهید. اگر بست 140 بار است، شیر تسکین را روی 120-130 بار تنظیم کنید تا حاشیه ایمنی باقی بماند و عمر آب بندی افزایش یابد.
2. دبی را از حجم سیلندر و زمان سیکل محاسبه کنید. به عنوان مثال: سیلندر با سطح سوراخ 12.6 سانتی متر مربع و کورس گیره 40 میلی متر دارای حجم 50.4 سانتی متر مربع است. بسته شدن در 3 ثانیه به حدود 1.0 لیتر در دقیقه در هر گیره نیاز دارد. برای چهار گیره که به طور همزمان کار می کنند، واحدی را انتخاب کنید که حداقل 4 لیتر در دقیقه تحویل دهد.
3. اندازه مخزن برای چرخه وظیفه. یک قانون خوب حجم مخزن 3-5 برابر جریان پمپ در دقیقه برای کار مداوم است، اگر دستگاه در محیط گرم کار کند بزرگتر است.
4. رتبه بندی چرخه کار را بررسی کنید. بستن متناوب با واحد برق AC به خوبی کار می کند. بستن بسیار مکرر یا تعویض چندگانه ممکن است نیاز به واحدی داشته باشد که برای کار مداوم با یک خنک کننده روغن طراحی شده باشد.
5. در مورد یکپارچه سازی شیر تصمیم بگیرید. بلوک سوپاپ و منیفولد یکپارچه شلنگ، نشتی و زمان مونتاژ را کاهش می دهد و عیب یابی را بعداً ساده می کند.

برای ماشین‌هایی با چندین ناحیه گیره یا عملکرد هیدرولیک اضافی، یک ایستگاه هیدرولیک بزرگتر با مدارهای متعدد ممکن است مناسب‌تر باشد. را مرور کنید کاتالوگ واحدهای برق هیدرولیک سری AC برای مقایسه فشار، جریان و پیکربندی مخزن.

هیدرولیک Station for Multi-Circuit Systems این ایستگاه به عنوان قلب قدرت سیستم های هیدرولیک، پمپ، موتور، مخزن و شیرهای کنترل را ادغام می کند و فشار و جریان قابل تنظیم را برای عملکرد پایدار در تجهیزات صنعتی ارائه می دهد. مشاهده محصول →

بهترین روش های نصب و نگهداری

یک سیستم گیره هیدرولیک سال ها بدون توجه کمی کار می کند، اما تنها در صورتی که تمیز نصب شده و به طور منظم بررسی شود. از این شیوه ها به عنوان خط پایه خود استفاده کنید:

1. تمام پیچ های نصب را با گشتاور توصیه شده سازنده محکم کنید. گیره های شل تحت بار حرکت می کنند و هم یراق و هم قطعه کار را از بین می برند.
2. روغن را تمیز نگه دارید. ISO 4406 کلاس 20/18/15 یا بهتر یک هدف عملی برای مدارهای بستن ماشین ابزار است. روغن کثیف دلیل اصلی گیرکردن سوپاپ ها و سایش زودرس آب بندی است.
3. هر شش ماه یکبار تنظیمات شیر ​​تسکین را بررسی کنید. یک دریفت تسکین دهنده به طور بی صدا نیروی گیره را کاهش می دهد و باعث از بین رفتن قطعات می شود.
4. مهر و موم میله ها و حلقه های برف پاک کن را از نظر بریدگی یا تراشه های تعبیه شده بررسی کنید. یک میله تراشه دار نشت می کند و آلودگی به سیلندر را می پذیرد.
5. سالانه نیروی گیره را با لودسل یا دینامومتر بررسی کنید. مقدار را ثبت کنید و آن را با قرائت های قبلی مقایسه کنید تا قبل از اینکه باعث خرابی شود، سایش داخلی را تشخیص دهید.

مشکلات رایج گیره هیدرولیک و نحوه رفع آنها

حتی سیستم های گیره ای که به خوبی طراحی شده اند در طول زمان مشکلاتی را ایجاد می کنند. جدول زیر خرابی هایی را که ماشین آلات اغلب با آن مواجه می شوند را پوشش می دهد.

هزینه سیستم بستن هیدرولیک چقدر است؟

هزینه معمولا اولین سوال مدیران کارخانه است و پاسخ صادقانه این است که بستگی به تعداد گیره ها، پیچیدگی وسایل و ظرفیت واحد نیرو دارد. به عنوان یک شکل برنامه ریزی گویا، یک دستگاه دو ایستگاه با چهار گیره چرخشی و یک واحد قدرت گیره هیدرولیک ماشین ابزار معمولاً در محدوده 4000 تا 9000 دلار شامل شیلنگ و منیفولد قرار می گیرد. یک دستگاه دستی با همان تعداد ایستگاه ممکن است 1500 تا 3000 دلار هزینه داشته باشد.

محاسبه بازپرداخت تصویر را تغییر می دهد. اگر بستن دستی برای هر قطعه 2 دقیقه طول بکشد و گیره هیدرولیک آن را به 15 ثانیه کاهش دهد، یک دوره تولید روزانه 50 قسمتی حدود 1.5 ساعت در روز صرفه جویی می کند. با نرخ مغازه 50 دلار در ساعت، که تقریباً 18000 دلار در سال است، که به این معنی است که سرمایه اولیه اضافی اغلب در کمتر از شش ماه بازپرداخت می شود. این ارقام تخمین های برنامه ریزی بر اساس نرخ های معمولی ماشین آلات سایز متوسط ​​هستند و باید بر اساس هزینه واقعی نیروی کار و حجم تولید شما تنظیم شوند.

هزینه انرژی جزئی است. یک واحد برق 2.2 کیلووات که در مجموع یک دقیقه در هر قطعه کار می کند، حدود 0.037 کیلووات ساعت در هر قطعه مصرف می کند. در نرخ های استاندارد برق صنعتی، هزینه انرژی هر قطعه تنها کسری از سنت است، که باعث می شود هزینه عملیاتی در مقایسه با صرفه جویی در نیروی کار تقریبا ناچیز باشد.

سوالات متداول در مورد گیره های هیدرولیک

گیره هیدرولیک برای چه مواردی استفاده می شود؟

یک گیره هیدرولیک قطعات کار را در حین ماشینکاری به طور ایمن نگه می دارد. فشار هیدرولیک را به نیروی گیره مکانیکی تبدیل می کند و تکرارپذیری بالا و سطوح نیرو را فراهم می کند که دستیابی به آن با گیره های دستی یا پنوماتیکی دشوار است. کاربردهای معمولی شامل آسیاب های CNC، ماشین های تراش، آسیاب ها، خطوط انتقال و سلول های تولید انعطاف پذیر است.

چه مقدار نیروی گیره نیاز دارم؟

یک قانون عملی این است که نیروی گیره را دو تا سه برابر حداکثر نیروی برش مورد انتظار اندازه گیری کنید. نیروی برش را از نوع ماده، عمق برش، سرعت تغذیه و قدرت دوک محاسبه کنید، سپس یک حاشیه ایمنی اضافه کنید. برای یک عملیات ماشینکاری معمولی آلومینیوم با نیروی برش 5 کیلو نیوتن، برای هر موقعیت گیره 10-15 کیلو نیوتن نیروی گیره برنامه ریزی کنید.

چه فشار کاری باید استفاده کنم؟

اکثر گیره های هیدرولیک دارای 70 تا 210 بار هستند. در کارگاه ماشین ابزار، 100 تا 140 بار رایج ترین محدوده است زیرا اندازه سیلندر، عمر آب بندی و تولید گرما را متعادل می کند. همیشه شیر فشار شکن را کمتر از حداکثر امتیاز پایین ترین قطعه در مدار قرار دهید.

گیره های تک کاره یا دو کاره؟

هنگامی که اتوماسیون نیاز به بازکردن مثبت در هر چرخه دارد، گیره های دو اثره را انتخاب کنید. به عنوان مثال، زمانی که گیره بدون شکست ترجیح داده می شود، گیره های برگشت فنری تک اثر را انتخاب کنید، به طوری که اگر فشار هیدرولیک به طور غیرمنتظره ای کاهش یابد، قطعه کار گیره باقی بماند.

سیستم گیره از چه نوع روغن هیدرولیک استفاده می کند؟

روغن هیدرولیک ضد سایش ISO VG 32 انتخاب استاندارد برای محیط های داخلی ماشین آلات است. از ISO VG 46 برای دمای محیط گرمتر یا عملکرد مداوم سنگین استفاده کنید. هر درجه ای که انتخاب می کنید، سطح تمیزی روغن توصیه شده توسط سازنده قطعه را حفظ کنید، معمولاً ISO 4406 کلاس 20/18/15 یا بهتر.

هر چند وقت یکبار باید یک سیستم گیره هیدرولیک سرویس شود؟

سطح روغن، نشتی و تنظیمات فشار را هر ماه بررسی کنید. روغن و فیلتر خط برگشت را هر 2000 تا 3000 ساعت کارکرد یا اگر تجزیه و تحلیل روغن آلودگی را نشان داد، زودتر تعویض کنید. سالانه نیروی گیره را با لودسل آزمایش کنید تا قبل از ایجاد مشکلات کیفی، سایش داخلی را بگیرد.

گیره های هیدرولیک قابل اعتمادترین راه برای دستیابی به نیروی گیره بالا و قابل تکرار در برش فلز هستند. کلید نصب موفقیت آمیز فقط خود گیره نیست، بلکه سیستم کامل است: پیکربندی صحیح گیره، فشار عملیاتی صحیح، واحد قدرت با اندازه مناسب، و روال تعمیر و نگهداری منظم. با تعیین بارهای برش و اهداف زمان چرخه خود شروع کنید، سپس به عقب بر روی سوراخ سیلندر، جریان پمپ و ظرفیت مخزن کار کنید. این رویکرد به شما یک سیستم گیره ای می دهد که سال ها به طور قابل پیش بینی کار می کند و از کیفیت هر قطعه ای که از دستگاه شما عبور می کند محافظت می کند. اگر در حال برنامه ریزی یک دستگاه جدید یا ارتقاء خط موجود هستید، ما را بررسی کنید واحد قدرت هیدرولیک product range برای پیدا کردن پیکربندی فشار و جریان که با نیازهای کارگاه شما مطابقت دارد.