DIMENSIONAMENTO CIRCUITO PRESSA PIEGATRICE

nicocaroli

Utente poco attivo
Professione: Studente
Software: Inventor, SolidWorks, Fusion360
Regione: Veneto
Buongiorno a tutti, scrivo qui nella speranza che qualcuno con più esperienza di me possa darmi una mano.

In preparazione di una tesi universitaria, devo dimensionare e analizzare il circuito oleodinamico di una pressa piegatrice. I dati della macchina sono:

- Forza max in esercizio: 200 ton

- Peso della barra porta utensile: 4 ton

- n° attuatori lineari: 2



- Velocità di discesa dell'utensile: ~ 200 mm/s

- Velocità max di lavoro della lamiera: 10 mm/s

- Velocità di ritorno dell'utensile: 150 - 200 mm/s



- Corsa in discesa: 250 mm

- Corsa di lavoro: 50 mm



- Tempo di mantenimento del carico: 3 s.


L'obiettivo del mio lavoro è quello di analizzare 2/3 possibili circuiti, simularli sul software Amesim e poi confrontare i risultati ottenuti per valutare i pro e i contro di ogni sistema. Il primo sistema a cui ho pensato è quello in figura, composto dal sistema di alimentazione, 2 attuatori lineari a doppio effetto collegati insieme per ottenere il sincronismo, una valvola 2/2 usata come sicurezza in caso di interruzione dell'alimentazione elettrice, una valvola di bilanciamento per controllare la velocità di discesa della barra portautensile.


Anche se il sistema è un po' rozzo, riuscirebbe a svolgere il ciclo voluto o c'è qualche errore?

Ringrazio in anticipo chi sarà in grado di aiutarmi.



Nicolò
Ciclo di lavoro.pngCircuito 1.PNG
 

DANI-3D

Utente Senior
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Ciao ciao
Sono un progettista di presse piegatrici, da 50 T 1,5 Mt a 1000 T 10 mt, per cui potrei aiutarti, ma solo se nel tuo lavoro puoi utilizzare componenti come pompe, gruppi idraulici e valvole di commercio; come si fa nel mondo del lavoro. Altrimenti diventa un discorso puramente teorico che serve a poco e solo qualche professore ti potrebbe consigliare per il meglio.
 

nicocaroli

Utente poco attivo
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Ciao, intanto ti ringrazio della risposta.
No,giustamente il dimensionamento viene iniziato con valori teorici ma poi devo inserire dei valori reali reperibili sui cataloghi (ho cercato qualche catalogo sul web, non conoscendo i nomi dei principali costruttori ho trovato qualcosa, che è sempre meglio di niente), e alla fine verificare che rispettino le condizioni iniziali di progetto. Per curiosità, in azienda usate qualche software di simulazione?
 

DANI-3D

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nicocaroli

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Infatti i cilindri immagino che debbano avere un'area elevata, mentre al ritorno l'area utile sarà molto piccola per avere velocità grandi, per cui sono elementi difficili da trovare a catalogo. Almeno fino qui hai confermato quelle che erano delle mie supposizioni :)
Tornando, invece, al circuito che ho postato all'inizio, magari saprai darmi qualche consiglio su come andare avanti con il dimensionamento. Sono partito dall'attuatore di destra (che chiamerò B), imponendo l'equilibrio delle forze: p_B*A_B = p'_B*A'_B + F, in cui ho supposto che la pressione di lavoro nella camera sia 250 bar,che la forza massima agente nel cilindro sia equamente ripartita, dunque le 204 ton diventano 1020 KN, e ho anche supposto in prima approssimazione che p'_B sia trascurabile; perciò rimane: p_B*A_B = F ---> A_B = F/p_B ---> A_B = 40.800 mm^2 ---> D_B = 228 mm (da catalogo prenderò un 250 mm).
Ora nascono i problemi: quello che so è che le velocità dei 2 cilindri devono essere uguali, dunque la portata uscente dal cilindro A deve essere uguale a quella entrante nel cilindro B; da questa considerazione ricavo la relazione: (D_A)^2 - (d_A)^2 = (D_B)^2, però ho 2 incognite ed una sola equazione. Secondo te dove sbaglio?
Intanto ti ringrazio,
Saluti
 

DANI-3D

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Purtroppo in questi giorni non ho tempo per analizzare bene il tuo schema ed il metodo di calcolo che intendi usare. Facciamo una cosa ti allego il foglio di calcolo, fornito da Hoerbiger, che utilizzo per dimensionare i componenti e di conseguenza l' impianto. Studialo bene, e poi ci risentiamo.
 

Allegati

nicocaroli

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Ok grazie,adesso do un'occhiata. 2 domande veloci:
- si tratta di una pressa a singolo cilindro?
- cosa si intende con "pestone"?
 

DANI-3D

Utente Senior
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- si tratta di una pressa a singolo cilindro? No sono 2, presse piegatrici a singolo cilindro non credo esistano

- cosa si intende con "pestone"? Il pestone è la struttura mobile che è attaccata ai pistoni dove sono montati i punzoni
 

nicocaroli

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Porta pazienza ma devo porti altre domande:
- i 2 cilindri sono collegati in parallelo? perchè il circuito che ho modellato io prevede 2 cilindri in serie, ma dubito che con le tecnologie attuali si implementi (problemi di parallelismo del pestone)
- sul foglio trovo una velocità di discesa veloce di 15 mm/s, a me serve di circa 200 mm/s, ma questo fa schizzare il flusso di aspirazione dei cilindri, con delle portate enormi; sto sbagliando qualcosa nell'uso del foglio?
 

DANI-3D

Utente Senior
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:
- i 2 cilindri sono collegati in parallelo?...
ogni cilindro ha il suo impianto separato, la sincronizzazione avviene tramite le valvole proporzionali. Guarda bene lo schema nel catalogo Hoerbiger

- sul foglio trovo una velocità di discesa veloce di 15 mm/s, a me serve di circa 200 mm/s, ...
Per i 15 mm/s, il dato è sbagliato. Ma 200 mm/s è molto alto, io consiglio 120 - 150 mm/s max
 

nicocaroli

Utente poco attivo
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ogni cilindro ha il suo impianto separato, la sincronizzazione avviene tramite le valvole proporzionali. Guarda bene lo schema nel catalogo Hoerbiger
Ah ok,quindi devo guardare il circuito del catalogo. Ci sono alcune valvole di cui non conoscevo l'esistenza, o semplicemente le ho sempre sentite chiamare con altri nomi:
- la 1.0600 è una valvola di prerempimiento?
- la 1.1200 viene chiamata valvola di selezione,ma a cosa serve?
Anch'io nell'evoluzione del mio sistema "evoluto" avrei messo una valvola proporzionale con controllo a catena chiusa per sincronizzare i 2 cilindri.
Per i 15 mm/s, il dato è sbagliato. Ma 200 mm/s è molto alto, io consiglio 120 - 150 mm/s max
Anche con 150 mm/s , D = 220mm, d = 212 mm, il flusso di aspirazione dovrebbe essere di oltre 300 L/min, senza un recupero dell'energia potenziale del pestone o un accumulatore non saprei come raggiungere
 

meccanicamg

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Ciao. Io tra le varie macchine che progetto, ne ho una preferita che è una pressa idraulica a 2 o 3 o 4 cilindri aventi alesaggio 250-300-350 mm con corse da 120mm.
Mediamente lavoro con portare complessive di 300-400l/min.
I cilindri sono collegati a un collettore speciale chiamato divisore (che è una serie di camere divise con ingranaggi di pompaggio) per garantire la fuoriuscita uguale degli steli collegati in parallelo e un circuito di azzeramento.
Screenshot_20191217_212504.jpg
Siccome per 110mm mi serve massima velocità e per 10mm massima forza uso delle pompe speciali che si adattano alla resistenza idraulica che trovano.

Un altro sistema potrebbe essere di avere i cilindri tuffanti con le camicie in alto che scendono per gravità. Sul tetto si fa il serbatoio e ogni cilindro ha una valvola di apertura/chiusura.
Una serie di cilindri di piccole dimensioni fanno scendere in ponte della pressa, valvole aperte permettono laspirazione ingozzamento dei cilindri....si chiude la valvola e si immette pressione per la corsa utile a fare forza massima.
Si apre la valvola e i cilindri piccoli fanno salire il ponte che fa svuotare i cilindroni riempendo il serbatoio.
Poi si aggiunge qualche controllo per il bilanciamento della portata ed è fatto.
Comunque 100/150 mm/s sono comuni....200mm/s sono un tantino alti e nessuno ci vuole arrivare.
 
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nicocaroli

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Ciao. Io tra le varie macchine che progetto, ne ho una preferita che è una pressa idraulica a 2 o 3 o 4 cilindri aventi alesaggio 250-300-350 mm con corse da 120mm.
Mediamente lavoro con portare complessive di 300-400l/min.
I cilindri sono collegati a un collettore speciale chiamato divisore (che è una serie di camere divise con ingranaggi di pompaggio) per garantire la fuoriuscita uguale degli steli collegati in parallelo e un circuito di azzeramento.
Visualizza allegato 55521
Siccome per 110mm mi serve massima velocità e per 10mm massima forza uso delle pompe speciali che si adattano alla resistenza idraulica che trovano.

Il divisore era una soluzione che ho pensato anch’io,però per semplicità posso modellare anche solo metà circuito e fare finta che sia indipendente. Il problema, invece, è che devo usare una pompa a cilindrata fissa e non pompe speciali, altrimenti avrei optato per 2 pompe, una che lavora solo nella fase di avvicinamento e l’altra che lavora in tutte le fasi.


Un altro sistema potrebbe essere di avere i cilindri tuffanti con le camicie in alto che scendono per gravità. Sul tetto si fa il serbatoio e ogni cilindro ha una valvola di apertura/chiusura.
Una serie di cilindri di piccole dimensioni fanno scendere in ponte della pressa, valvole aperte permettono laspirazione ingozzamento dei cilindri....si chiude la valvola e si immette pressione per la corsa utile a fare forza massima.
Si apre la valvola e i cilindri piccoli fanno salire il ponte che fa svuotare i cilindroni riempendo il serbatoio.
Poi si aggiunge qualche controllo per il bilanciamento della portata ed è fatto.
Comunque 100/150 mm/s sono comuni....200mm/s sono un tantino alti e nessuno ci vuole arrivare.
Non ho invece ben capito il funzionamento di questa soluzione.
 

meccanicamg

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Non ho invece ben capito il funzionamento di questa soluzione.
Quella de divisore?
Entro con un tubo avente portata totale di mandata nel divisore. Il divisore ruota e permette che l'olio esca in modo uguale da ogni bocca e quindi ogni cilindro esce di pari corsa.
Però ad ogni ciclo va azzerato per non accumulare errori dovuti alle corse fisiche di fabbricazione dei cilindri che non sono mai identiche tra più cilindri della stessa corsa (+/-1mm).
 

nicocaroli

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Quella de divisore?
Entro con un tubo avente portata totale di mandata nel divisore. Il divisore ruota e permette che l'olio esca in modo uguale da ogni bocca e quindi ogni cilindro esce di pari corsa.
Però ad ogni ciclo va azzerato per non accumulare errori dovuti alle corse fisiche di fabbricazione dei cilindri che non sono mai identiche tra più cilindri della stessa corsa (+/-1mm).
No intendevo la seconda soluzione. La prima mi è chiara ed è una cosa simile a quella che avevo in mente anch'io.
 

meccanicamg

Utente Senior
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La seconda soluzione è realizzata prendendo una vasca molto grande e da mettere sul tetto della pressa. I cilindri sono no montati con il fondo comunicante per gravità al serbatoio e interposta una valvola apri/chiudi. Lo stelo scende verso il basso ed è collegata alla mazza superiore.
Due o quattro cilindri di piccola taglia portano la mazza verso l'alto.
I cilindri tuffanti sono molto utilizzati soprattutto in passato dove l'elettronica non fa da padrona.
 

nicocaroli

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La seconda soluzione è realizzata prendendo una vasca molto grande e da mettere sul tetto della pressa. I cilindri sono no montati con il fondo comunicante per gravità al serbatoio e interposta una valvola apri/chiudi. Lo stelo scende verso il basso ed è collegata alla mazza superiore.
Due o quattro cilindri di piccola taglia portano la mazza verso l'alto.
I cilindri tuffanti sono molto utilizzati soprattutto in passato dove l'elettronica non fa da padrona.
Quindi 2 cilindri lavorano per gravità e servono a far scendere la trave, e altri2/4 cilindri per farla risalire?