Les systèmes hydrauliques d'une machine de fabrication de cylindres sont principalement utilisés pour générer et contrôler les forces élevées nécessaires à l'emboutissage profond, au pressage, au formage, au dimensionnement et à certaines opérations de manutention. Un système typique comprend une unité de puissance hydraulique, des cylindres, des vannes de commande, des filtres, des capteurs, une tuyauterie et un système de contrôle.
Cependant, une ligne de production de bouteilles de gaz est composée de nombreuses machines différentes, et toutes les machines ne sont pas entraînées hydrauliquement. Les machines à souder, les fours de traitement thermique, les grenailleuses et les convoyeurs utilisent généralement des systèmes électriques, servo ou pneumatiques.
Comprendre cette distinction aide les fabricants de bouteilles à sélectionner le bon équipement, à évaluer la consommation d'énergie et à planifier la maintenance avec plus de précision.
Pourquoi les systèmes hydrauliques sont-ils utilisés dans la fabrication de bouteilles de gaz ?
La fabrication d'une bouteille de gaz en acier soudé nécessite une déformation contrôlée des disques ou des composants en tôle d'acier. Lors de l'emboutissage profond et d'autres opérations de formage, l'équipement doit appliquer une force importante tout en maintenant une vitesse, une position et une pression contrôlées du vérin.
Les systèmes hydrauliques sont particulièrement adaptés à ces opérations car ils peuvent assurer :
- Force de formage élevée dans une machine relativement compacte
- Pression réglable tout au long du cycle de travail
- Vitesses d’approche, de pressage et de retour contrôlées
- Protection contre les surcharges grâce à des dispositifs de contrôle de pression
- Force stable sur la course de travail
- Intégration avec des automates programmables, des capteurs de pression et des transducteurs de position
La force de pression requise ne peut pas être déterminée uniquement à partir de la cylindrée. Cela dépend de facteurs tels que la qualité de l'acier, le diamètre de l'ébauche, l'épaisseur du matériau, la profondeur d'emboutissage, la géométrie de l'outillage, la friction et le nombre d'étapes d'emboutissage.
Pour cette raison, la sélection d'une presse hydraulique doit être basée sur le processus d'étirage et de formage du cylindre fini, et non simplement sur des descriptions telles que « machine à cylindres GPL de 12 kg » ou « ligne de production de cylindres de 50 L ».
Comment fonctionne un système hydraulique ?
Un système hydraulique transmet la puissance via un fluide sous pression, normalement de l’huile hydraulique.
Un moteur électrique entraîne la pompe hydraulique, qui aspire l’huile du réservoir et alimente le circuit. Lorsque l'actionneur rencontre une résistance, la pression du système augmente. Les vannes directionnelles, de pression et de débit régulent le déplacement de l'huile, la force développée par l'actionneur et la vitesse à laquelle il se déplace.
La séquence de fonctionnement de base d’une presse de formage hydraulique est généralement :
1. Le moteur entraîne la pompe hydraulique.
2. La pompe fournit le débit d'huile du réservoir.
3. Les vannes de commande dirigent l'huile vers l'actionneur requis.
4. Le cylindre principal déplace le coulisseau ou le vérin de la presse.
5. La pression du système augmente à mesure que l'outil entre en contact et forme la pièce.
6. Les capteurs fournissent un retour de pression et de position au système de contrôle.
7. Les vannes inversent le débit d'huile et renvoient le vérin après le cycle de formage.
Il est plus précis de dire qu'une pompe crée un débit hydraulique plutôt que de « créer directement une pression ». La pression se développe lorsque ce flux rencontre la résistance de la charge, de l'outillage ou de l'actionneur.
Quelles machines de fabrication de cylindres utilisent couramment l’hydraulique ?
Des systèmes hydrauliques peuvent être trouvés dans les équipements suivants, en fonction de la conception de la machine.
Presse hydraulique d'emboutissage profond
Il s’agit de l’application hydraulique la plus importante dans une ligne de production de bouteilles de gaz soudées.
La presse transforme une ébauche d'acier en demi-cylindre, coque ou dôme. En fonction de la conception du cylindre et du taux d'étirage, le processus de formage peut nécessiter une ou plusieurs étapes d'étirage.
Le système doit coordonner le vérin principal, le support de flan et, le cas échéant, le coussin de matrice. Une bonne coordination affecte la répartition de l’épaisseur des parois, l’état de la surface, la précision dimensionnelle et la prévention des défauts.
Équipement de coupe, de bridage et de dimensionnement
Certaines machines de coupe, de formage de bords, de bordage ou de calibrage utilisent des vérins hydrauliques pour fournir une force d'alimentation, de serrage ou de formage. D'autres conceptions utilisent des entraînements mécaniques ou servoélectriques.
Le type de lecteur doit donc être confirmé à partir des spécifications réelles de la machine plutôt que supposé à partir du nom du processus.
Machines de formage d'anneaux de protection et d'anneaux de pied
Les presses hydrauliques peuvent être utilisées pour poinçonner ou former des protections de cylindre, des bagues de pied et des composants associés. L'outillage et la force requis dépendent de la géométrie des composants, de l'épaisseur de l'acier et de la cadence de production.
Que doivent vérifier les acheteurs lors de l’évaluation d’un système hydraulique ?
Avant d'acheter une machine de fabrication de vérins hydrauliques, les acheteurs doivent examiner plus que le tonnage nominal de la presse.
Les questions importantes incluent :
1. Quelle est la pression de service maximale et la force de presse nominale ?
2. Comment la force requise a-t-elle été calculée pour le cylindre spécifié ?
3. La presse dispose-t-elle d'un contrôle indépendant de la force du serre-flan ?
4. La pression, la position et la vitesse sont-elles programmables ?
5. Quelles technologies de pompes et de vannes sont utilisées ?
6. Quels équipements de filtration et de refroidissement sont inclus ?
7. Les données de pression et de position sont-elles affichées ou enregistrées ?
8. Quels dispositifs de sécurité empêchent les mouvements incontrôlés et les surpressions ?
9. Des joints, filtres, pompes et vannes de remplacement sont-ils disponibles localement ?
10. Le fournisseur peut-il démontrer le processus de formage avec le matériel et l'outillage de l'acheteur ?
La conception hydraulique complète doit également respecter les exigences pertinentes en matière de sécurité des machines. L'ISO 4413 spécifie les règles générales et les exigences de sécurité pour les systèmes hydrauliques utilisés sur les machines, couvrant les considérations de conception, de construction, d'exploitation et de maintenance.ISO 4413:2010
Comment entretenir un système hydraulique ?
Un programme pratique de maintenance préventive doit inclure :
- Contrôle du niveau et de la température de l'huile
- Inspecter les tuyaux, tuyaux et raccords pour déceler des fuites ou des dommages
- Surveillance des indicateurs d'état des filtres
- Remplacement des éléments filtrants selon l'état et les exigences de service
- Échantillonnage d'huile pour la propreté, la viscosité et la contamination de l'eau
- Inspection des tiges de cylindre et des joints
- Vérification du bruit anormal de la pompe, des vibrations ou de la cavitation
- Vérification des paramètres de pression et de l'étalonnage du capteur
- Garder l'équipement et les conteneurs de remplissage d'huile propres
- Enregistrement des alarmes récurrentes, des fuites et des écarts de pression
La maintenance doit être effectuée conformément aux instructions du fabricant de l'équipement. Avant l'entretien, la pression hydraulique stockée doit être relâchée en toute sécurité et la machine doit être isolée contre tout mouvement inattendu.
Conclusion
Le système hydraulique est un élément essentiel des équipements de formage à haute force utilisés dans la fabrication de bouteilles à gaz, en particulier la presse d'emboutissage profond. Ses performances dépendent du fonctionnement coordonné de la pompe, des cylindres, des vannes, du système de filtration, des capteurs et du PLC, et pas simplement de la pression maximale ou de la puissance du moteur.
Dans le même temps, une ligne complète de production de cylindres n’est pas entièrement hydraulique. Les équipements de soudage, de traitement thermique, de grenaillage, de transport et d'inspection peuvent utiliser différentes technologies d'entraînement. Identifier correctement les endroits où l'hydraulique est nécessaire aide les fabricants à prendre de meilleures décisions concernant la capacité de production, la consommation d'énergie, la maintenance et les pièces de rechange.
Lors de la spécification d'une machine de fabrication de cylindres, fournissez au fournisseur le dessin du cylindre, la qualité du matériau, l'épaisseur de la paroi, les dimensions du flan, la norme de fabrication applicable, le rendement requis et le niveau d'automatisation souhaité. Ces entrées sont nécessaires pour sélectionner la structure de la presse, la capacité hydraulique et le processus de formage.
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