หลักการทำงานของแรงดันไฮดรอลิกในเครื่องพับ

หลักการทำงานของเครื่องพับไฮดรอลิกและชิ้นส่วนระบบ

เครื่องพับไฮดรอลิกทำงานตามหลัก กฎปาสคาล โดยใช้ของเหลวที่ไม่สามารถอัดตัวได้เพื่อถ่ายทอดและขยายแรง ระบบประกอบด้วยชิ้นส่วนหลักสามส่วน:

• ปั๊มไฮดรอลิก สร้างแรงดันโดยการผลักน้ำมันให้ไหล
• วาล์วควบคุม ควบคุมทิศทางน้ำมันไปยังตัวขับเคลื่อนและปรับระดับแรงดัน
• กระปุก แปลงพลังงานไฮดรอลิกให้เป็นการเคลื่อนที่เชิงเส้นสำหรับการเคลื่อนที่ของแรม

การออกแบบระบบปิดแบบนี้ช่วยเพิ่มแรงได้เกินกว่า 1:100 ทำให้สามารถดัดโลหะหนา (≥10 มม.) ได้อย่างแม่นยำด้วยแรงงานจากผู้ปฏิบัติน้อยที่สุด

บทบาทของระบบเซอร์โวไฮบริดไฟฟ้า-ไฮดรอลิกในการดัดอย่างแม่นยำ

เครื่องพับสมัยใหม่ใช้ระบบเซอร์โวไฮบริดไฟฟ้า-ไฮดรอลิกที่ปรับระดับการส่งน้ำมันแบบเรียลไทม์ผ่านสัญญาณ CNC ต่างจากปั๊มความเร็วคงที่ ซึ่งสิ้นเปลืองพลังงานถึง 30–40% (การวิเคราะห์ PrimaPress 2024) ระบบขับเคลื่อนด้วยเซอร์โวจะ:

1. ปรับอัตราการไหลให้สอดคล้องกับความต้องการ ลดการใช้พลังงานไฟฟ้า
2. บรรลุความแม่นยำในการตำแหน่ง ±0.01 มม. ผ่านระบบป้อนกลับแบบปิด
3. ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของแรงดันภายใน 0.5 วินาที

ระบบเหล่านี้รักษากำลังการดัดไว้ที่ 3,000 กิโลนิวตัน ขณะเดียวกันก็ลดการเกิดความร้อนและเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน

พารามิเตอร์หลักของเครื่องจักรที่มีผลต่อแรงดัดและความสามารถในการทำงาน

พารามิเตอร์	ผลกระทบต่อแรงดัด	ช่วงการทำงานที่เหมาะสมที่สุด
ปริมาตรการสูบของปั๊ม	กำหนดความดันระบบสูงสุด	10–200 cm³/rev
การตั้งค่าวาล์วปล่อยความดัน	จำกัดความดันสูงสุดเพื่อป้องกันการโอเวอร์โหลด	70–700 bar
ความเร็วของเพลา	มีผลต่อระยะเวลาที่แรงดันคงที่และความสม่ำเสมอของแรง	2–15 mm/s
ความหนืดของน้ำมัน	ส่งผลต่อประสิทธิภาพการถ่ายทอดความดัน	ISO VG 32–68

การปรับสมดุลพารามิเตอร์เหล่านี้ทำให้แรงเปลี่ยนแปลงน้อยกว่า 1% ตลอดทั้งกระบอกสูบ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อทำการขึ้นรูปเหล็กกล้าที่ผ่านการอบแข็งหรือชิ้นส่วนที่มีรูปทรงซับซ้อน

องค์ประกอบหลักที่ควบคุมการปรับแรงดันไฮดรอลิก

วาล์ว ปั๊ม และกระบอกสูบ: หน้าที่ในการควบคุมแรงดัน

การควบคุมแรงดันไฮดรอลิกที่เหมาะสมหมายความว่าทุกชิ้นส่วนจำเป็นต้องทำงานประสานกันอย่างราบรื่น โดยปั๊มจะรับพลังงานกลไกและเปลี่ยนเป็นพลังงานไฮดรอลิก ในขณะที่วาล์วควบคุมทิศทางและตัวควบคุมแรงดันจะจัดการอัตราการไหลและป้องกันไม่ให้แรงดันสูงเกินไป ส่วนตัวขับเคลื่อน (actuator) จะรับของเหลวภายใต้แรงดันและเปลี่ยนเป็นแรงเคลื่อนที่เชิงเส้น ตัวอย่างเช่น วาล์วแบบปรับสัดส่วน (proportional valves) ในปัจจุบัน สามารถปรับปริมาณของเหลวที่ไหลผ่านได้ตามแต่ละขั้นตอนของกระบวนการดัดงอ ทำให้การเคลื่อนที่ราบรื่นขึ้น ไม่กระตุก อย่างไรก็ตามปัญหาอาจเกิดขึ้นได้เมื่อชิ้นส่วนเริ่มเสื่อมสภาพ ซีลปั๊มสึกหรอหรือวาล์วเกิดการติดขัด อาจทำให้แรงดันไม่เสถียร และทำให้งานดัดงอออกมาผิดพลาดซ้ำแล้วซ้ำเล่า

ความสม่ำเสมอของแรงและการกลไกควบคุมระบบไฮดรอลิก

การกระจายแรงอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งกระบอกสูบทำได้ผ่านระบบไฮดรอลิกแบบซิงโครไนซ์ ระบบเซอร์โวไฟฟ้า-ไฮดรอลิกใช้ตัวแปลงแรงดันและระบบป้อนกลับแบบปิดเพื่อรักษาความคงที่ของแรง ±1% ในระหว่างการดัดชิ้นงาน ความแม่นยำนี้ช่วยลดความแปรปรวนของแรงคืนตัวในวัสดุ เช่น สแตนเลสและอลูมิเนียม กลไกหลัก ได้แก่

• ปั๊มชดเชยแรงดันที่ปรับตัวตามความต้องการแบบเรียลไทม์
• วาล์วซิงโครไนซ์ที่ทำให้กระบอกสูบทำงานพร้อมกันอย่างเท่าเทียม
• ถังสะสมแรงดันที่ช่วยรักษาเสถียรภาพของแรงดันในช่วงเปลี่ยนทิศทางอย่างรวดเร็ว

หากปราศจากสิ่งเหล่านี้ มักเกิดปัญหาการดัดไม่สม่ำเสมอและต้องทำงานแก้ไขใหม่บ่อยครั้ง

วิธีการติดตั้งและการปรับค่าต่างๆ มีผลต่อการสร้างแรงดันอย่างไร

การตั้งค่าเริ่มต้นกำหนดสมรรถนะของระบบ ค่าตั้งของวาล์วปล่อยแรงดัน การปรับปริมาณการสูบของปั๊ม และแรงอัดเริ่มต้นของกระบอกสูบ จะกำหนดเพดานแรงดัน ตัวอย่างเช่น

• การเพิ่มแรงดันวาล์วปล่อย 10% สามารถเพิ่มแรงดัดได้ 8-12%
• การปรับแรงอัดเริ่มต้นมากเกินไป ทำให้แรงเสียดทานของซีลเพิ่มขึ้น ลดแรงที่ใช้ได้จริงลง 3-5%
• ตัวกรองที่ปนเปื้อนหรือน้ำมันที่เสื่อมสภาพสามารถทำให้แรงดันลดลงมากกว่า 15%

ผู้ปฏิบัติงานควรตรวจสอบค่าที่แสดงบนแผงควบคุมร่วมกับมาตรวัดเชิงกลระหว่างการปรับเทียบ เพื่อแก้ไขปัญหาเซ็นเซอร์ดริฟต์หรือแรงดันไฮดรอลิกตามอัตโนมัติ การปรับตั้งค่าให้เหมาะสมจะช่วยให้เครื่องจักรสามารถสร้างแรงตันตามค่าที่กำหนดไว้เต็มที่ พร้อมทั้งปกป้องชิ้นส่วนไม่ให้สึกหรอเร็วกว่ากำหนด

คู่มือปรับตั้งแรงดันการดัดด้วยระบบไฮดรอลิกแบบเป็นขั้นตอน

เตรียมเครื่องพับให้พร้อมสำหรับการปรับตั้งแรงดันอย่างปลอดภัย

ปิดเครื่องและดำเนินการล็อกเอาท์/แท็กเอาท์ตรวจสอบลูกสูบ อุปกรณ์ประกอบ และจุดต่อท่อไฮดรอลิกว่ามีความเสียหายหรือไม่ ทำความสะอาดพื้นผิวแม่พิมพ์เพื่อให้แรงกดถ่ายทอดได้อย่างสม่ำเสมอ ตรวจสอบระดับน้ำมันไฮดรอลิกให้ตรงตามข้อกำหนดของผู้ผลิต ระดับน้ำมันต่ำจะทำให้เกิดฟองอากาศและแรงดันไม่เสถียร

การปรับเทียบแรงดัดด้วยแผงควบคุมและค่าตั้งต้น

เพื่อเริ่มต้น ให้ไปที่อินเตอร์เฟซ CNC หรือแผงควบคุมแบบแมนนวล ซึ่งจำเป็นต้องป้อนค่าคุณสมบัติของวัสดุ สิ่งที่สำคัญในขั้นตอนนี้ได้แก่ ค่าความหนาและค่าความแข็งแรงทนแรงดึง ตัวอย่างเช่น เมื่อเปรียบเทียบเหล็กเกรด 50 ksi กับเกรด 35 ksi จะพบว่าความต้องการแรงดันสูงกว่าประมาณ 20% ขั้นตอนต่อไปคือการตั้งค่าระดับแรงดันเป้าหมาย โดยส่วนใหญ่ผู้ปฏิบัติงานมักนิยมใช้โพรไฟล์ที่ตั้งโปรแกรมไว้ล่วงหน้า แต่หากจำเป็นก็สามารถคำนวณแบบแมนนวลได้เช่นกัน และสำหรับผู้ที่ใช้อุปกรณ์แบบเซอร์โว-ไฮดรอลิกโดยเฉพาะ อย่าลืมเปิดโหมดตอบสนองแรงดัน คุณสมบัติของโหมดนี้ช่วยให้ระบบปรับค่าตั้งค่าปั๊มโดยอัตโนมัติตามความต้องการของภาระขณะดำเนินการ

การปรับวาล์วปล่อยแรงดันและตัวควบคุมแรงดันเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่เหมาะสมที่สุด

หาวาล์วปล่อยแรงดันหลักที่ทางออกของปั๊ม โดยใช้ไขควงหกเหลี่ยม ปรับแรงดันทีละน้อย 5–10 psi พร้อมทั้งสังเกตค่าที่มาตรวัดของระบบ หมุนตามเข็มนาฬิกาเพื่อเพิ่มแรงดัน และหมุนทวนเข็มนาฬิกาเพื่อลดแรงดัน ในระบบที่มีปั๊มสองตัว ให้ปรับสมดุลแรงดันในวงจรให้อยู่ในช่วง 3% โดยใช้เครื่องวัดแรงดันแบบดิจิทัลที่ได้รับการสอบเทียบแล้ว

การปรับความเร็วในการทำงานผ่านวาล์ว

ปรับวาล์วควบคุมการไหลเพื่อควบคุมความเร็วกระบอกสูบ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญต่อการดัดที่สม่ำเสมอ สำหรับเหล็กกล้าขนาด ¼" ให้ลดความเร็วขณะเคลื่อนลง 15–20% เมื่อเทียบกับอลูมิเนียม เพื่อชดเชยการเด้งกลับที่มากกว่า ตรวจสอบความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วและแรงดัน โดยทดสอบดัดมุม 90° และ 135° บนวัสดุเศษ

การตรวจสอบค่าแรงดันโดยใช้ตัวบ่งชี้และมาตรวัดของระบบ

หลังการปรับตั้งค่าแล้ว ให้ทำการดัดอากาศสามครั้งบนชิ้นทดสอบที่ตรงกับวัสดุผลิตจริง วัดมุมด้วยไม้โปรแทรกเตอร์แบบวัดมุมอย่างแม่นยำ (ความคลาดเคลื่อน ±0.1°) และตรวจสอบแรงดันที่ตำแหน่งต่างๆ ของช่วงชัก ในระบบเซอร์โว-ไฮดรอลิก ให้ตรวจสอบว่าแรงดันยังคงอยู่ภายใน ±2% ของค่าที่ตั้งไว้ตลอดทั้งรอบการทำงาน

การทดสอบและตรวจสอบการปรับแรงดันให้แม่นยำ

การดัดทดสอบเพื่อตรวจสอบความสม่ำเสมอของแรงดัน

เริ่มต้นด้วยการทดลองดัดชิ้นงานบนวัสดุที่มีความหนาและองค์ประกอบโลหะผสมเดียวกันกับวัสดุที่ใช้ในกระบวนการผลิตจริง เพื่อทดสอบประสิทธิภาพเบื้องต้น คอยสังเกตว่าแรงดันยังคงมีความเสถียรหรือไม่ระหว่างการทดสอบ โดยตรวจสอบค่าจากมาตรวัดแรงดันของระบบเป็นระยะ นำค่าที่ได้มาเปรียบเทียบกับมาตรฐานการปรับเทียบอ้างอิงของเรา เพื่อตรวจจับความผิดปกติแต่เนิ่น ๆ ควรมีการทดสอบที่ระดับแรงดันประมาณ 25%, ระดับกลางที่ 50% และระดับเต็มที่ 100% ของแรงดันที่ต้องการ เนื่องจากสามารถช่วยให้เห็นปัญหา เช่น ปั๊มสึกหรอ หรือวาล์วตอบสนองช้า เป็นต้น หากพบความแตกต่างจากค่าที่คาดการณ์ไว้อย่างชัดเจน ต้องบันทึกข้อมูลอย่างถูกต้องตามแนวทางของ ISO 17025 เพื่อให้แน่ใจว่าผลลัพธ์ยังคงอยู่ในช่วงยอมรับตามมาตรฐานอุตสาหกรรมที่ยอมรับได้ โดยทั่วไปคือค่าความคลาดเคลื่อน +/- 1.5%

ประเมินคุณภาพการดัดและความสม่ำเสมอของแรงหลังการปรับตั้งค่า

ตรวจสอบความสม่ำเสมอของมุมการดัดตลอดความยาวของแรม โดยใช้เครื่องวัดมุมแบบละเอียด หากรูปแบบการเด้งกลับมีความแตกต่างเกิน 0.5° แสดงว่าแรงดันไม่สม่ำเสมอ ซึ่งอาจเกิดจากวาล์วสัดส่วนที่ตั้งค่าผิดหรือข้อผิดพลาดในการซิงโครไนซ์ ยืนยันความสม่ำเสมอของแรงโดยการดัดซ้ำกันสามครั้งภายใต้การตั้งค่าเดียวกัน หากพบว่าแรงดันมีการเปลี่ยนแปลงมากกว่า 3% แสดงว่าจำเป็นต้องตรวจสอบวงจรไฮดรอลิก

การปรับแต่งแรงดันตามข้อมูลตอบกลับของการดัดแบบเรียลไทม์

ใช้หน้าจอ CNC เพื่อทำการปรับค่าละเอียด (เพิ่มขึ้นทีละ 5–10 บาร์) พร้อมสังเกตข้อมูลจากเกจวัดแรงเครียด ระบบขั้นสูงสามารถปรับปรุงแรงดันระหว่างการผลิตเพื่อชดเชยความแตกต่างของความแข็งวัสดุ บันทึกการตั้งค่าที่เหมาะสมไว้ในหน่วยความจำของเครื่อง ซึ่งจะช่วยลดเวลาเตรียมการสำหรับงานที่ทำซ้ำได้ถึง 18–22% ตามการศึกษาประสิทธิภาพการผลิตในปี 2023

การวินิจฉัยปัญหาแรงดันไฮดรอลิกที่พบบ่อย

การวิเคราะห์สาเหตุของการดัดที่ไม่สม่ำเสมอในเครื่องพับไฮดรอลิก

เมื่อเราเห็นการดัดงอที่ไม่สม่ำเสมอ เกิดขึ้นบ่อยครั้งที่มันเกิดจากแรงดันไฮดรอลิกที่ไม่เพียงพอหรือไม่คงที่ ปัญหาแบบนี้มักเกิดจากหลายสาเหตุ ตัวเครื่องมืออาจสึกหรอจากการใช้งานมานานหลายปี หรือบางทีแม่พิมพ์ (dies) อาจไม่ได้ปรับตั้งให้ตรงกันอีกต่อไป บางครั้งค่าที่ตั้งไว้ (calibration) ก็เพี้ยนไปด้วย เชื่อหรือไม่ว่า แค่แม่พิมพ์มีการเบี่ยงเบนเพียง 0.1 มม. ก็สามารถสร้างปัญหาใหญ่ได้ ทำให้ความแม่นยำในการตัดลดลงเกือบครึ่ง โดยเฉพาะในระบบที่มีความแม่นยำสูงแบบเซอร์โว (servo systems) หากใครต้องการหาสาเหตุที่ผิดปกติ ควรเริ่มจากการตรวจสอบความขนานของลูกสูบ (ram) โดยใช้เครื่องมือจัดแนวเลเซอร์ พร้อมกันนั้นก็ควรสังเกตเครื่องมือต่าง ๆ ว่ามีรอยสึกหรอที่ไม่สม่ำเสมอหรือไม่ จากการศึกษาในอุตสาหกรรมที่มีการเผยแพร่ออกมา พบว่ามากกว่าสองในสามของปัญหาการดัดงอที่ผิดปกติเหล่านี้ เกิดจากปัญหาเกี่ยวกับความหนืดของของเหลวที่เปลี่ยนแปลงไป ซึ่งอาจเกิดจากอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงตลอดทั้งวัน หรือน้ำมันเก่าที่เสื่อมสภาพ ทำให้ความหนืดเปลี่ยนไป และส่งผลให้ระบบทำงานผิดเพี้ยน

การแก้ปัญหาแรงดันต่ำหรือไม่มีแรงดัน: ปั๊ม วาล์ว และการอุดตัน

สภาพที่ไม่มีแรงดันมักเกิดจาก:

1. ปั๊มเกิดข้อผิดพลาด : ตรวจสอบปริมาณการจ่ายของปั๊มให้ตรงกับข้อม้กำหนด
2. วาล์วทำงานผิดปกติ : ทดสอบโซลีนอยด์วาล์วแบบปรับสัดส่วนเพื่อความไวในการตอบสนอง
3. การไหลถูกจำกัด : ตรวจสอบท่อดูดเพื่อหาสายยางที่ยุบตัว โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่เย็นจัด (<50°F)

ก่อนเปลี่ยนชิ้นส่วน ให้ทำการรันระบบจาก 0–100% แรงดันซ้ำ 3 ครั้ง เพื่อปลดปล่อยอากาศที่อาจติดค้างอยู่

การระบุตำแหน่งรั่วของระบบไฮดรอลิก และปัญหาเกี่ยวกับความสมบูรณ์ของระบบ

การรั่วภายในมักปรากฏเป็น:

• ลูกสูบเคลื่อนตัวลอยตัวเกิน 0.5 มม./นาที (บ่งชี้ถึงความล้มเหลวของซีล)
• เวลาในการทำงานต่อรอบนานขึ้น แม้จะใช้แรงดันคงที่
• อุณหภูมิของของเหลวสูงกว่า 140°F

ใช้การถ่ายภาพความร้อนด้วยอินฟราเรดเพื่อตรวจจับวาล์วหรือกระบอกสูบที่รับความร้อนสูงเกินไป—ความแตกต่างของอุณหภูมิ 15°F ระหว่างชิ้นส่วนที่อยู่ติดกัน อาจบ่งชี้เส้นทางการรั่วไหล สำหรับข้อต่อที่สำคัญ ให้ใช้เครื่องตรวจจับคลื่นอัลตราโซนิกที่สามารถระบุการรั่วไหลได้เล็กที่สุดถึง 0.1 GPM

คำถามที่พบบ่อย

หลักการทำงานของเครื่องพับไฮดรอลิกคืออะไร?

เครื่องพับไฮดรอลิกทำงานตามหลักการของปัสคัล โดยใช้ของเหลวที่ไม่สามารถอัดตัวได้เพื่อถ่ายทอดและขยายแรง ประกอบด้วยชิ้นส่วนหลัก เช่น ปั๊มไฮดรอลิก วาล์วควบคุม และกระบอกสูบ เพื่อการใช้งานที่มีประสิทธิภาพ

ระบบเซอร์โวไฮบริดไฟฟ้า-ไฮดรอลิกช่วยเพิ่มความแม่นยำในการพับได้อย่างไร?

ระบบเซอร์โวไฮบริดไฟฟ้า-ไฮดรอลิกปรับระดับเอาต์พุตของปั๊มแบบเรียลไทม์ผ่านสัญญาณ CNC ลดการใช้พลังงาน และให้ความแม่นยำสูงในการกำหนดตำแหน่งผ่านระบบป้อนกลับแบบปิด

ปัจจัยใดบ้างที่มีอิทธิพลต่อแรงกดในการพับของเครื่องพับไฮดรอลิก?

พารามิเตอร์หลักที่มีผลต่อแรงดันการดัดประกอบด้วยปริมาณการสูบของปั๊ม การตั้งค่าวาล์วปล่อยแรงดัน ความเร็วของแรม และความหนืดของน้ำมัน การปรับแต่งปัจจัยเหล่านี้อย่างเหมาะสมจะช่วยให้แรงอัดสม่ำเสมอและมีประสิทธิภาพ

ฉันจะแก้ปัญหาเกี่ยวกับแรงดันไฮดรอลิกได้อย่างไร?

ปัญหาทั่วไปเช่น การดัดที่ไม่สม่ำเสมอ อาจเกิดจากแรงดันไฮดรอลิกที่ไม่เสถียร การตรวจสอบเครื่องมือที่สึกหรอ แม่พิมพ์เอียง หรือค่าที่คลาดเคลื่อนจากเดิม สามารถช่วยแก้ปัญหาเหล่านี้ได้