Firma T. KRET & S-ka CHOJNÓW
ul. Fabryczna 1, 59-225 Chojnów tel. /fax(076)186 911

Nowoczesne układy napędowo-sterownicze
stosowane w prasach hydraulicznych

Firma T. KRET & S-ka CHOJNÓW z siedzibą w Chojnowie powstała w roku 1994 jako odpowiedź na zachodzące w kraju zmiany i związane z tym zapotrzebowanie na jednostkowe maszyny i urządzenia z nowoczesnymi napędami hydraulicznymi, pneumatycznymi - sterowanymi nowoczesną elektroniką.

W podtytule firma używa określenia niekonwencjonalne narzędzia, maszyny, urządzenia i układy mechaniczne, hydrauliczne, pneumatyczne, elektroniczne. Ten podtytuł charakteryzuje działalność firmy obejmującą:

-prasy hydrauliczne do obróbki metali
firma otrzymała wyróżnienia w konkursie Naczelnej Organizacji Technicznej za "wybitne osiągnięcia w dziedzinie techniki" dwukrotnie: w roku 1996 za prasę hydrauliczną o nacisku 250 Mg dwusiłownikową, czterokolumnową podwójnego działania, a w roku 1997 za prasę dokładnego wykrawania potrójnego działania

-narzędzia i urządzenia z napędem hydraulicznym stosowane do obróbki plastycznej metali, związane także z obróbką blach nierdzewnych, aluminium, miedzi

-maszyny i urządzenia do obróbki materiałów niemetalicznych, np.:
-linii produkcyjnej wykrojów pudełek z tektury litej i wielowarstwowej,
-mini pras służących do zgniatania opakowań tekturowych - stosowanych zwłaszcza w sklepach, pras do zgniatania -odpadów - współpracujących z pojemnikami na odpady

-systemy, układy i zasilacze hydrauliczne w zakresie od 0,75 kW do 75 kW ze sterowaniem mikroprocesorowym.

Wśród licznych odbiorców maszyn i urządzeń projektowanych i produkowanych przez Spółkę znalazły się tak duże firmy, jak: KGHM "Polska Miedź", ABB DOLMEL, ZASTAL-Zielona Góra, a także Politechniki - Wrocławska i Łódzka oraz wiele mniejszych firm stosujących elastyczne, wydajne i szybkoprzezbrajalne maszyny.
Firma współpracuje z renomowanymi producentami zagranicznymi i krajowymi, jest m.in. przedstawicielem techniczno-handlowym: Wytwórni Pomp Hydraulicznych SA z Wrocławia, Fabryki Elementów Hydrauliki PONAR-Wadowice SA, Więcborskich Zakładów Metalowych WIZAMOR, ELF Lubrifiants Polska Sp. z o.o.
Firma nie zmierza zmieniać profilu ani zainteresowań, doskonali technologie oraz konstrukcje wykonywanych maszyn i urządzeń, utrwala pozycję na rynku. Pakiet zamówień na najbliższy okres, interesujące prace projektowe-wykonawcze i prowadzone negocjacje z wieloma kontrahentami pozwalają z optymizmem patrzeć na zamierzenia i przyszłość firmy T. KRET & S-ka Chojnów.

TADEUSZ KRET

Układy napędowo-sterownicze stosowane w prasach hydraulicznych

Wprowadzenie

Zbudowanie dobrze funkcjonującego układu napędowo-sterowniczego stosowanego w prasach hydraulicznych jest poważnym zadaniem inżynierskim. Opisany w niniejszym artykule układ hydrauliczny (rys. 1) przystosowano, zgodnie z wymaganiami zamawiającego, do określonej, jednostkowej prasy o następujących parametrach:

- nacisk max 250 Mg
- siła "poduszki" max 30 Mg
- skok suwaka 600 mm · skok roboczy suwaka 200 mm
- skok "poduszki" (wyrzutnika) 100 mm · wymiary stołu roboczego 1750x1350 mm.

Prezentowana prasa jest przystosowana do szybkiej zmiany narzędzia, co gwarantuje szybką zmianę technologii procesu produkcyjnego: toczenia, gięcia, wyciskania, wykrawania. Jest zbudowana z dwóch korpusów spawanych, połączonych czterema kolumnami przenoszącymi obciążenia związane z jej pracą, a także służącymi do prowadzenia suwaka poruszającego się pomiędzy korpusami. W górnym korpusie zamontowano dwa siłowniki napędzające suwak, zaś w korpusie dolnym siłownik tzw. poduszki (wyrzutnika).

Układ hydrauliczny prasy PH-250

Zasilanie układu hydraulicznego odbywa się za pomocą pompy zębatej trójstrumieniowej 1. Każdy strumień zabezpieczono zaworem przelewowym sterowanym elektrycznie. Zawory każdej cewki elektrycznej S6, S7, S8 nie są zasilane elektrycznie, są otwarte i łączą każdy strumień w obiegu krótkim ze zbiornikiem. Zasilanie elektryczne działające na cewkę zamyka zawór i poszczególne strumienie są kierowane do układu. Strumień pompy przez rozdzielacz 4 może zasilać układ roboczy, lub jeśli napięcie działa na cewkę S3, to następuje zasilanie układu wyrzutnika ("poduszki"). Rozdzielacz 2 steruje bezpośrednio ruchami suwaka, który zabezpieczono zamkami hydraulicznymi 8 przed opadaniem lub niekontrolowanymi ruchami.

Rys. 1. Schemat hydrauliczny prasy PH-250

Tryby pracy prasy i zabezpieczenia

Tryb ręczny. Podczas tego etapu są wykonywane pierwsze ruchy robocze prasy, ustawiane jest narzędzie, co wymaga bardzo powolnego i precyzyjnego ruchu ustawczego. Ponieważ wydajność najmniejszego strumienia P3 była zbyt duża więc wprowadzono elektroniczny układ wzbudzania cewki S8, zatem czas włączenia cewki i przerwę pomiędzy kolejnym impulsem można ustawić na pulpicie sterowniczym. Ta konstrukcja mimo dużej masy suwaka i narzędzia pozwla na wykonywanie bardzo precyzyjnych ruchów ustawczych.

Zabezpieczenia. Oprócz standardowych zabezpieczeń w układach elektrycznym i hydraulicznym zastosowano dodatkowe zabezpieczenie przed uszkodzeniem konstrukcji prasy w układzie elektronicznym. Zabezpieczenia te działają w razie pomyłki obsługującego urządzenie, np. gdy ustawiony skok suwaka 19 będzie większy od skoku siłownika "poduszki" 20, suwak wciśnie siłownik "poduszki" aż zadziała czujnik W 1. Prasa zostanie wyłączona i będzie można ją włączyć tylko ręcznie, w odpowiednim kierunku (do góry). Jeśli suwak prasy z jakiegoś powodu przekroczy nastawę GGS (W6), to zadziała czujnik Al, wyłączając ruch suwaka. Będzie to uruchomienie ręczne w kierunku "do dołu".

Rys. 2. Porównanie napędu mechanicznego prasy (a)
z napędem hydraulicznym prasy PH-250 (b)

Tryb pracy "wyrzutnik" (rys. 2). Tutaj z cofaniem się suwaka prasy następuje ruch siłownika wyrzutnika i wyrzucenie obrabianego elementu (detalu) z narzędzia. Skok wyrzutnika ustawia się czujnikiem W2 (z pulpitu sterowniczego). Tryb pracy "poduszka" - tutaj siłownik dolny stanowi ustawianą (z pulpitu sterowniczego) przeciwsiłę w stosunku do suwaka. Podczas ruchu powrotnego (siłowniki 19) następuje też ruch siłownika "poduszki" 20 do pozycji określonej czujnikami W2. Ten ruch wyrzuca wykonany element (detal). Przeciwsiłę "poduszki" ustawia się zaworem 13. Dolną granicę skoku GDS w obu wymienionych etapach pracy można ustawić czujnikiem położenia WK lub czujnikiem ciśnienia 15.

Podsumowanie

Opisany układ napędu i sterowania elektrohydraulicznego prasy jest rozwiązaniem optymalnym ze względów funkcjonalnych i ekonomicznych. Wszystkie elementy hydrauliczne są typowymi elementami katalogowymi. Pomimo zastosowania pomp zębatych stałej wydajności prasa może pracować w kilku prędkościach zmieniającymi się korzystnie w cyklu pracy (rys. 2). Natomiast użycie sterownika PLC pozwoliło na bardzo elastyczną zmianę kolejnych kroków pracy w wybranym etapie, także podczas uruchomienia prasy ustawienia kolejności oraz opóźnienia włączania poszczególnych cewek zaworów, co wyeliminowało hydrauliczne uderzenia ciśnienia i dało łagodny dla ucha dźwięk podczas przełączania poszczególnych grup zaworów. Takie rozwiązanie konstrukcyjne prasy i zastosowanego układu hydraulicznego pozwoliło na uzyskanie wskaźnika nacisku do masy prasy wynoszącego 10%. Prasa pracuje bez fundamentowania, spoczywając na dziesięciu wibroizolatorach.
Interesujący jest też wynik ekonomiczny, który daje się określić krótko: czas zaprojektowania i wykonania prasy - 12 miesięcy, czas zwrotu poniesionych nakładów - 6 miesięcy. Czteroletnia eksploatacja prasy potwierdziła trafność przyjętych założeń konstrukcyjno-technologiczych dotyczących tego urządzenia i zastosowanego układu elektrohydraulicznego.

Autor artykułu reprezentuje firmę T. Kret & S-ka Chojnów.

Opisywana prasa PH-250 otrzymała wyróżnienie NOT Zagłębia Miedziowego w roku 1996.