Пневматический штамповочный станок: безопасность и применение

Функции компонентов и требования к техническому обслуживанию

А пневматическая штамповочная машина состоит из пяти основных компонентов, каждый из которых имеет определенные интервалы технического обслуживания. В состав цилиндра входят цилиндр, поршень, шток и уплотнения. Уплотнения из полиуретана или нитрилового каучука изнашиваются примерно через 500 000 циклов, вызывая прорывы — воздух проходит мимо поршня, что снижает усилие. Комплекты сменных уплотнений стоят 15–50 долларов США и требуют 30 минут работы.

Набор пуансонов и матриц определяет качество отверстия. Диаметр пуансона обычно на 0,1–0,2 мм меньше диаметра матрицы для материалов толщиной до 1,5 мм. Для алюминия толщиной 2 мм пуансон диаметром 10 мм должен иметь матрицу диаметром 10,3 мм. Зазор за пределами этого диапазона приводит к заусенцам (слишком маленьким) или чрезмерному перекатыванию (слишком большим). Срок службы пуансона варьируется от 10 000 отверстий в абразивных материалах, таких как стеклонаполненный нейлон, до 200 000 отверстий в бумаге или фольге.

Рама (С-образная или портального типа) должна противостоять прогибу. Под нагрузкой пробивания 5 тонн С-образная рама прогибается на кончике пуансона на 0,05–0,15 мм. Для точных работ, требующих точности положения отверстия ±0,05 мм, предпочтительна портальная рама (отклонение <0,02 мм). В таблице ниже приведены распространенные неисправности и способы их устранения.

Системы безопасности и эксплуатационные ограничения

Пневматические штамповочные машины представляют три категории опасности: механическое раздавливание, выброшенный мусор и неожиданная езда на велосипеде. Механическое разрушение происходит, когда руки попадают в зону пуансона во время работы. Чтобы избежать этого, системы двуручного управления требуют от оператора одновременного нажатия двух кнопок (с интервалом в 0,5 секунды), расположенных на расстоянии не менее 300 мм друг от друга. Такая конструкция не позволяет одной руке оставаться в опасной зоне. Световые завесы — массивы инфракрасных лучей — останавливают таран в течение 10 миллисекунд, если какой-либо луч нарушен. Пневматический пресс со скоростью спуска 50 мм/с останавливается в пределах 0,5 мм хода при срабатывании световой завесы, что достаточно для предотвращения травм пальцев.

Выброшенный мусор включает в себя осколки пуансона или осколки заготовки. Прозрачный поликарбонатный экран (толщиной не менее 6 мм), окружающий зону перфорации, содержит большинство фрагментов. Для материалов, из которых образуются острые пули (например, нержавеющая сталь), магнитный коллектор частиц под матрицей уменьшает их накопление. Операторы должны носить защитные очки с боковыми щитками даже при установленных щитках, поскольку осколки могут рикошетить от барьеров.

Неожиданная циклическая работа (срабатывание пресса без преднамеренной команды) может быть результатом заклинивания электромагнитного клапана или короткого замыкания в электрической цепи. Чтобы предотвратить это, спускной клапан (также называемый сливным клапаном) сбрасывает все давление в цилиндре, когда машина находится на холостом ходу или при нажатии кнопки аварийной остановки. В правильно спроектированной системе сливной клапан подпружинен и возвращается в закрытое положение, а это означает, что потеря мощности управления открывает вентиляционный путь. Кроме того, запираемый запорный клапан на основном источнике воздуха позволяет обслуживающему персоналу физически отключать давление воздуха. Стандарт OSHA 1910.147 (контроль опасной энергии) требует, чтобы пневматические прессы не сохраняли остаточного давления после изоляции; Манометр после точки блокировки должен показывать ноль, прежде чем какая-либо рука попадет в зону инструментов.

Сравнительное применение в производстве и изготовлении

Пневматические штамповочные машины занимают промежуточное положение между ручными пробойниками (усилие 0–1 т, отсутствие автоматизации) и гидравлическими прессами (10–200 т, высокая стоимость). Их приложения группируются в четырех секторах в зависимости от объема производства и типа материала.

В цехах по производству листового металла пневматические штампы выполняют вторичные операции над деталями, уже вырезанными лазером или плазмой. Примеры включают пробивку отверстий для доступа к проводке в электрических шкафах (сталь 2 мм, отверстия диаметром 20 мм), вырубку углов для сгиба (выемки 10 мм × 10 мм) и создание вентиляционных щелей (5 мм × 25 мм). Эти операции требуют 2–5 тонн силы и времени цикла 3–5 секунд на деталь. Цех, производящий 500 панелей управления в месяц, будет использовать для этих задач пневматический пробойник, потому что револьверный пресс будет излишним (слишком дорогим, 50 000 долларов против 3 000 долларов), а ручной пробойник будет слишком медленным (15 секунд на отверстие).

На рынке послепродажного обслуживания автомобилей пневматические выколачивают резиновые коврики, прокладки и ковровые покрытия салона. Для резины с твердостью по Шору А 60–80 заостренный пробойник (пустой пробойник) позволяет получить чистые отверстия без разрывов. Требуемая сила невелика (0,5–1,5 тонны), но важна скорость: пневматический пробойник проделывает в резиновом коврике 40 отверстий в минуту по сравнению с 12 отверстиями в минуту при использовании ручного оправочного пресса. Производители брызговиков для тяжелых грузовиков используют пневматические пробойники нестандартной формы (овальные или D-образные отверстия) для крепления оборудования.

При производстве упаковки и прокладок пневмопробойники режут неметаллические материалы толщиной до 10 мм. Прокладки из пробковой резины, фибровые шайбы и пенопласт