درک ارتعاشات دستگاه هیدرولیکی خم‌کاری

پرس‌های هیدرولیکی خم‌کننده نقش مهمی در کارگاه‌های کار با فلز در سراسر جهان ایفا می‌کنند. این دستگاه‌ها برای ایجاد نیروی عظیم مورد نیاز جهت خم کردن ورق‌های فلزی به شکل موردنظر به سیال هیدرولیکی متکی هستند. اساس کار آن‌ها از قانونی به نام قانون پاسکال نشأت می‌گیرد. وقتی فشاری به سیال داخل سیستم اعمال می‌شود، به طور یکنواخت در سراسر سیستم پخش می‌شود، که این امر امکان خم‌کنندگی قوی و دقیق را فراهم می‌کند. اما یک مشکل که اغلب در حین کار پیش می‌آید، ارتعاشات است. این حرکات ناخواسته جریان هموار سیال هیدرولیکی را مختل می‌کنند و مشکلاتی مانند کاهش کارایی و قطعاتی که به درستی در کنار هم قرار نمی‌گیرند را به وجود می‌آورند. برخی مطالعات نشان می‌دهند که این ارتعاشات به تنهایی می‌توانند کارایی را در شرایط خاصی تا حدود 15٪ کاهش دهند. به همین دلیل است که بسیاری از تولیدکنندگان وقت خود را صرف یافتن راه‌هایی برای کاهش اثرات ارتعاش می‌کنند. برای هر کسی که می‌خواهد درک بهتری از نحوه کار این دستگاه‌ها پیدا کند، نگاه کردن به نمودارهای دقیق واقعاً به تجسم آنچه درون این سیستم‌های پیچیده اتفاق می‌افتد و نحوه تأثیر ارتعاشات بر عملکرد در طول زمان کمک می‌کند.

تاثیر ارتعاشات بر دقت خم کاری

هنگامی که ارتعاشات در دستگاه‌های تاشوی هیدرولیکی رخ می‌دهد، این ارتعاشات باعث بی‌نظمی در هم‌راستایی قطعه کار می‌شود و این بی‌نظمی دقت فرآیند خم‌کاری فلزات را تحت تأثیر قرار می‌دهد. این امر منجر به ایجاد ضایعات بیشتر و اتصال نامناسب قطعات می‌شود. برخی تحقیقات نشان می‌دهند که زمانی که خم‌ها به دلیل این ارتعاشات به درستی انجام نشوند، اندازه‌گیری‌ها ممکن است تا ۰٫۱ میلی‌متر خطا داشته باشند. این عدد شاید کم به نظر برسد اما در صنایعی که دقت اندازه‌گیری امری حیاتی است، این تفاوت کوچک به سرعت تأثیرگذار خواهد بود. ما شاهد مشکلات واقعی نیز بوده‌ایم. یک کارخانه مجبور شد حدود ۱۰ درصد از درآمد ماهانه خود را به دلیل عدم دقت کافا در فرآیند خم‌کاری از دست بدهد. این گونه تجربیات اهمیت مقابله با مشکلات ارتعاشی را قبل از بروز مشکلات بیشتر برجسته می‌کنند. نگهداری مناسب و رعایت دستورالعمل‌های صحیح راه‌اندازی تفاوت بزرگی در حفظ دقت ابعاد حیاتی در طول فرآیند تولید ایجاد می‌کند.

ارتباط بین ارتعاشات و سایش ابزار

درک اینکه چگونه فرکانس ارتعاشات به سایش ابزار می‌انجامد، در حفظ کارایی بلندمدت دستگاه‌های تاشوی هیدرولیکی اهمیت زیادی دارد. وقتی ارتعاشات خیلی شدید می‌شوند، در واقع فرآیند سایش قطعات مهم ابزار را تسریع می‌کنند و باعث می‌شوند این قطعات عمر چندانی نداشته باشند. بیشتر متخصصان صنعتی پیشنهاد می‌دهند که نوعی سیستم ضد ارتعاش را برای مقابله با این مشکل به کار ببرند. این سیستم‌ها واقعاً در افزایش عمر ابزار و کاهش سایش بی‌مورد مؤثر هستند. برخی از کارگاه‌ها گزارش داده‌اند که با مدیریت بهتر ارتعاشات، نیاز به تعویض ابزار را حدود 20 درصد کاهش داده‌اند که این امر به معنی صرفه‌جویی قابل توجهی در هزینه‌ها در طول ماه‌ها و سال‌هاست. تعویض‌های مکرر ابزار سود شما را کاهش می‌دهند، بنابراین استفاده از سیستم‌های ضد ارتعاش از ابتدا از نظر مالی و عملیاتی در بلندمدت سودآوری زیادی را به همراه خواهد داشت.

می‌توانید دستگاه تاشوی CNC را که نوآوری در کاهش اثر ارتعاش و افزایش عمر ابزار را نشان می‌دهد، بررسی کنید.

دلایل رایج ارتعاش در دستگاه‌های تاشو

روش‌های光滑 نامناسب

روغن کاری ناکافی باعث ایجاد انواع مشکلات در دستگاه‌های تاشوی فشاری می‌شود، عمدتاً به دلیل افزایش اصطکاک و ارتعاشات ناخوشایند در سراسر دستگاه. در صورت عدم استفاده از روغن یا گریس مناسب، قطعات فلزی به شدت بیشتر از حد مجاز به یکدیگر می‌لغزند و این امر شرایط عملیاتی ناپایدار ایجاد کرده و عمر قطعات را کاهش می‌دهد. سابقه‌های تعمیراتی نیز نکته‌ای جالب را نشان می‌دهند؛ دستگاه‌هایی که به طور منظم و مطابق با برنامه‌ی مشخص شده روغن کاری می‌شوند، حدود 30 درصد کمتر از دستگاه‌های بی‌مبالاتی شده دچار توقف غیر برنامه‌ریزی شده می‌گردند. برای مدیران خط تولید که به دنبال ادامه‌دار بودن فرآیند تولید به صورت بدون وقفه هستند، تدوین یک برنامه‌ی منظم تعمیراتی با فواصل زمانی مشخص برای گریس کاری کاری منطقی و به صرفه است. بیشتر تکنسین‌های با تجربه به هر کسی که تمایل به گوش دادن داشته باشد، هشدار می‌دهند که مقدار کمی مراقبت پیشگیرانه می‌تواند به میزان قابل توجهی از خرابی‌های گرانقیمت در آینده جلوگیری کند.

درزگیرهای فرسوده و ناپایداری سیستم هیدرولیکی

وقتی آب‌بندی‌ها شروع به فرسوده شدن می‌کنند یا عدم تعادلی در سیستم هیدرولیکی ایجاد می‌شود، معمولاً این امر منجر به مشکلات فشار و ارتعاشات آزاردهنده‌ای می‌شود که در ماشین‌های خم‌کاری بسیار ناخوشایند هستند. به دنبال نشانه‌هایی مانند نفوذ نفت از طریق ترک‌ها، کاهش ناگهانی در خواندن‌های فشار و یا زمانی که دستگاه شروع به رفتار عجیب می‌کند، باشید. تیم‌های نگهداری باید با بررسی منظم آب‌بندی‌ها و اطمینان از تعادل سیستم هیدرولیکی به این مشکلات سریعاً رسیدگی کنند. صبر نکنید تا زمانی که چیزی کاملاً خراب شود. در هنگام بازرسی‌های دوره‌ای، هرگونه آب‌بندی آسیب‌دیده را در اسرع وقت تعویض کنید. این کار ساده باعث کاهش لرزش‌های ناخواسته و صرفه‌جویی در هزینه‌های بعدی ناشی از تعمیرات بزرگ‌تر می‌شود.

تغییرات ضخامت متریال

تغییرات در ضخامت مصالح اغلب منجر به بارگذاری نامساوی و ارتعاشات ناخواسته می‌شود، خصوصاً هنگام کار با پرس‌های تاشو در عملیات خم‌کاری. اگر ورق فلزی ضخامت یکنواختی نداشته باشد، این امر نقاط تنش نامتعادلی را در سراسر قطعات ماشین ایجاد می‌کند. بعد از آن چه اتفاقی می‌افتد؟ فرآیند خم‌کاری دچار اختلال می‌شود و قطعات تولیدی خارج از استاندارد نهایی می‌شوند. بر اساس تجربیات کارگاهی و نه تنها مدل‌های نظری، حفظ کیفیت یکنواخت مصالح به کاهش آن ارتعاشات آزاردهنده‌ای که به دقت کار لطمه می‌زند، کمک می‌کند. برای هر کسی که خطوط تولید را اداره می‌کند، انتخاب ورق‌هایی با ضخامت یکنواخت منطقی به نظر می‌رسد، چرا که راهکاری مؤثر برای کاهش لرزش ماشین و دستیابی به کنترل ابعادی بهتر در محصولات تکمیل‌شده است.

تکنیک‌های ضد ارتعاش برای خم‌کاری دقیق

بهینه‌سازی کنترل فشار روغن هیدرولیک

حفظ فشار مایع هیدرولیکی در سطح مناسب واقعاً در کاهش ارتعاشات در حین عملیات خم کردن فلزات اهمیت دارد. وقتی فشار در محدوده مناسب حفظ شود، سیستم هیدرولیک به طور کلی روان‌تر کار می‌کند و استرس اضافی روی قطعاتی که با گذشت زمان فرسوده می‌شوند را کاهش می‌دهد. بیشتر کارگاه‌ها به دستورالعمل‌هایی پایبند هستند که محدوده فشار مناسب را حدود 2100 تا 2300 psi پیشنهاد می‌کنند تا نتایج خوب و عملکرد پایداری داشته باشند. این اعداد فقط اهداف تصادفی نیستند؛ آنها واقعاً به جذب این ارتعاشات آزاردهنده و حفظ کیفیت خم یکنواخت در تمام سری‌های تولید کمک می‌کنند. کارگاه‌هایی که به طور منظم فشار سیستم خود را چک کرده و در صورت نیاز تنظیم می‌کنند، معمولاً بهره‌وری بهتری در طول روز داشته و دستگاه‌های خم‌کاری آنها عمر بیشتری دارند و نیاز کمتری به تعمیرات اساسی یا تعویض دارند.

نصب ابزار کاهش دهنده ارتعاش

استفاده از ابزارهای کاهش ارتعاش در مقابله با لرزش‌های ناخواسته در حین عملیات پرس کارایی خوبی دارد. بیشتر کارگاه‌ها به چیزهایی مانند موتورهای خاص یا عایق‌هایی روی می‌آورند که انرژی اضافی حرکتی را جذب کنند قبل از اینکه این ارتعاش‌ها روی خروجی نهایی تأثیر بگذارند. اما این راه‌حل‌های کاهش ارتعاش همه یکسان عملکرد ندارند. لاستیک همچنان یکی از انتخاب‌های برتر بسیاری است چون مقدار زیادی از انرژی را جذب می‌کند. اما اگر کمی در کارخانه‌ها دقت کنید، متوجه می‌شوید که افراد اسفنج‌های کامپوزیتی را هم استفاده می‌کنند چون در برخی کارها عملکرد بهتری دارند. بر اساس تجربیات عملی، لاستیک در شرایط سخت‌تر مقاومت بیشتری دارد جایی که ماشین‌ها روزها بدون وقفه کار می‌کنند. اما مواد اسفنجی بیشتر برای کارهای کوچکتر انتخاب می‌شوند جایی که سرعت نصب مهم‌تر از دوام حداکثری است.

سیستم‌های قالب دارای تاج (Crowned Die) برای توزیع نیرو

سیستم‌های قالب شِی‌دار (Crowned die) به پخش کردن نیرو در سراسر قطعه کار کمک می‌کنند، که این امر باعث کاهش ارتعاشات در حین عملیات فشاردهی می‌شود. وقتی شکل قالب به گونه‌ای تنظیم شود که انعطاف‌پذیری و خم‌شدگی مواد را در نظر بگیرد، تعادل بهتری در بارگذاری در سراسر قطعه ایجاد می‌شود. دیگر تنش به شدت در یک نقطه تمرکز نمی‌یابد و این به معنی کاهش قابل توجه ارتعاشات ناخواسته است. ما این اتفاق را در عمل نیز شاهد بودیم. یک کارخانه گزارش داد که پس از انتقال به قالب‌های شی‌دار، عملیات تولید بسیار روان‌تر شده و قطعات آن‌ها با کم‌ترین لرزش در فرآیندهای خم‌کاری تولید شدند. این سیستم‌ها زمانی واقعاً موفق عمل می‌کنند که با موادی به ضخامت‌های مختلف کار می‌شود، چرا که فشار یکنواختی را در تمام قطعات حفظ می‌کنند. نتیجه؟ قطعاتی با ظاهر بهتر و عملکرد یکنواخت‌تر از یک بچه تولید به بچه تولید دیگر.

استراتژی‌های نگهداری پیشگیرانه

بازدیدهای زمان‌بندی شده روغن‌کاری

برای اینکه دستگاه‌های تاشوی فشاری به خوبی کار کنند، چک کردن روغن‌کاری نیازمند توجه منظم است، چون کمبود روغن‌کاری مناسب باعث سایش بیشتر و ارتعاشات آزاردهنده می‌شود. وقتی تمام قطعات متحرک چرب شوند، اصطکاک داخل دستگاه کمتر می‌شود. این موضوع نه تنها عمر تجهیزات را افزایش می‌دهد، بلکه دقت کار تولیدی را نیز بهتر می‌کند. بیشتر دستورالعمل‌های صنعتی پیشنهاد می‌کنند که سطح روغن‌کاری هر ۲۰ تا ۴۰ ساعت کاری چک شود، هرچند برخی کارگاه‌ها متوجه می‌شوند که در صورت کار کردن دستگاه‌ها به طور مداوم و با شدت زیاد، باید این چک را بیشتر انجام دهند. اگر این مراحل نگهداری را فراموش کنید، با خرابی زودرس قطعات مواجه خواهید شد که قطعاً دقت کار دستگاه تاشوی فشاری را تحت تأثیر قرار می‌دهد. همچنین به یاد داشته باشید که رعایت شیوه‌های مناسب روغن‌کاری با کنترل ارتعاشات همراه است و این موضوع باعث می‌شود خطوط تولید به جای خرابی‌های مکرر، به طور پیوسته کار کنند.

حذف بازشدگی در سیستم‌های CNC

در صورتی که بخواهیم مسائل را به خوبی مدیریت کرده و ارتعاشات ناخواسته که کیفیت کار را تحت تاثیر قرار می‌دهند کاهش یابد، مقابله با مشکلات بازخورد (Backlash) در سیستم‌های CNC اهمیت زیادی دارد. بیشتر کارگاه‌ها با تنظیم کشش پیچ‌های گویی یا نصب نرم‌افزارهای تخصصی طراحی شده به منظور جبران‌سازی مشکلات بازخورد موفقیت‌آمیز عمل می‌کنند. بازدیدهای نگهداری باید حدود هر سال یکبار انجام شود، هرچند برخی از واحدها بسته به سطح استفاده، ممکن است نیاز به کالیبراسیون‌های متعددتری داشته باشند. وقتی این تنظیمات به درستی انجام شوند، ترمزهای پرس CNC در مجموع بهتر کار می‌کنند و دقت ابعادی در طول فرآیند تولید فدا نمی‌شود. آشنایی با نحوه کارکرد داخلی ترمزهای پرس هیدرولیکی همراه با دیدهایی که از نمایندگان تولیدکنندگان به دست می‌آید، تفاوت بزرگی را در عملیات روزانه بیشتر کارگاه‌های ماشین‌کاری ایجاد می‌کند.

راه‌حل‌های مدیریت گرما

مدیریت خوب گرما در ترمزهای هیدرولیکی تفاوت ایجاد می‌کند، زیرا ارتعاشات ناشی از انبساط گرمایی را کنترل می‌کند. سیستم‌های خنک‌کننده به همراه تهویه مناسب، دمای داخل سیستم‌های هیدرولیکی را پایدار نگه می‌دارند که این عامل بر عملکرد بهتر تمامی اجزا بسیار مهم است. وقتی دما در سطح باید قرار داشته باشد، ماشین‌ها به‌طور مطمئنی کار می‌کنند و اعوجاج‌های آزاردهنده‌ای که در اثر گرم یا سرد شدن بیش از حد ایجاد می‌شوند، رخ نمی‌دهد. کنترل دما همچنین به جلوگیری از مشکلات ارتعاشی نیز کمک می‌کند، چرا که از تنش‌های گرمایی در قطعات مختلف دستگاه جلوگیری می‌کند. جالب است که کسی که به خوبی می‌داند ترمزهای هیدرولیکی در کاربردهای واقعی چه کاری انجام می‌دهند، راه‌حل‌های بهتری برای مدیریت گرما پیاده می‌کنند.

کاهش ارتعاش توسط اپراتور

تکنیک‌های مناسب ترازبندی مواد

همچنان یکی از آن تکنیک‌های ضروری که اپراتورها باید در صورت تمایل به کنترل ارتعاشات در هنگام کارکرد دستگاه‌های CNC پرس تاشو فراموش کنند، تراز کردن صحیح مواد است. ناهم‌ترازی همچنین به سرعت باعث انواع مشکلات می‌شود - دستگاه‌ها شروع به ارتعاش بیش از حد می‌کنند، قطعات زودتر از موعد فرسوده می‌شوند و محصولات نهایی دیگر مشخصات لازم را ندارند. بیشتر کارگاه‌ها متوجه شده‌اند که آموزش‌های منظم عملی در اینجا تفاوت بزرگی ایجاد می‌کند. وقتی اپراتورها به طور منظم تکنیک‌های تراز کردن را تمرین می‌کنند، نتایج بهتری تولید می‌کنند و از آن توقف‌های تولید که باعث ناراحتی می‌شوند به دلیل مشکلات ناهم‌ترازی جلوگیری می‌کنند. سودآوری تنها کاهش خرابی‌ها نیست. کارگاه‌ها گزارش داده‌اند هر ساله هزاران واحد پولی را به خاطر کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری پس می‌اندازند در حالی که کیفیت محصولاتشان در تمام سری‌ها به طور مداوم بالا نگه داشته می‌شود.

روش‌های جبران ارتجاعی

بازگشت فنری همچنان یکی از مشکلاتی است که اپراتورها در هنگام کار با خم‌های فلزی با آن مواجه می‌شوند. غلبه بر این مشکل نیازمند این است که بدانیم مواد مختلف تحت تنش چه رفتاری دارند و راه‌های هوشمندانه‌ای برای جبران آن به کار گرفته شود. تنظیم زوایا در حین خم کاری یا اضافه کردن خم اضافی فراتر از اندازه‌های هدف، می‌تواند در غلبه بر این اثر برگشت کشسان کمک کند. موادی مانند آلیاژهای آلومینیوم و برخی درجه‌های خاص فولاد زنگ‌نزن به دلیل بازگشت فنری شدید معروف هستند، بنابراین تجربه کارگاهی به ما می‌گوید که در اینجا نیاز به محاسبات دقیق داریم. صنعت خودرو به شدت به دقت این خم‌ها متکی است، چرا که حتی خطا‌های کوچکی در آن می‌تواند به مشکلات بزرگ کیفیتی در طول خط تولید تبدیل شود. در غیر این صورت قطعات به درستی در هم قرار نمی‌گیرند و این امر منجر به هزینه‌های مجدد کاری می‌شود که هیچ کس نمی‌خواهد آن را در گزارش‌های مالی خود ببیند.

برنامه‌نویسی CNC برای کاهش ارتعاشات

برنامه‌نویسی خوب CNC زمانی که بخواهد ارتعاشات در حین خم‌کاری فلز کاهش یابد، تفاوت بزرگی ایجاد می‌کند. زمانی که برنامه‌نویسان وقت می‌گذارند تا مسیر ابزار را به‌خوبی طراحی کنند و سرعت‌ها و نیروها را به‌دقت تنظیم کنند، این ارتعاشات آزاردهنده به‌خوبی کاهش پیدا می‌کنند. به عنوان مثال حرکات شیب‌دار (ramping movements). به جای اینکه ابزارها به‌صورت ناگهانی وارد عمل شوند، برنامه‌نویسان باهوش آنها را به‌آرامی افزایش می‌دهند. همین موضوع در مورد انتقال‌های بین بخش‌های مختلف کاری نیز صادق است – تغییرات تدریجی و نرم بهتر از توقف‌ها و شروع‌های ناگهانی عمل می‌کنند. کارخانه‌هایی که این نوع تنظیمات را اجرا می‌کنند، گزارش می‌دهند که مشکلات ارتعاشی کمتری دارند و این بدان معنی است که محصولات آنها دقیق‌تر و از کیفیت بالاتری برخوردار هستند. این ترفند‌های کوچک برنامه‌نویسی تنها گزینه‌های خوبی نیستند که بتوان از آنها استفاده کرد، بلکه در واقع باعث افزایش عمر دستگاه‌ها و افزایش بهره‌وری می‌شوند، چیزی که برای تولیدکنندگان در بخش‌های سخت‌گیرانه مانند هوافضا و خودروسازی قابل چشم‌پوشی نیست اگر بخواهند تجهیزاتشان سال‌ها بدون مشکل کار کنند.