Un cylindre de presse hydraulique doit fournir une force stable, une vitesse fluide et une longue durée de vie. Cependant, le dimensionnement correct ne se limite pas à la taille de l'alésage. Il dépend également de la pression, du débit d'huile, de la course, de la résistance de la tige, de l'alignement du bâti et du type de montage.

Si le cylindre est trop petit, la presse peut ne pas atteindre sa tonnage nominal. Si il est trop grand, le système peut se déplacer lentement, utiliser plus d'huile et ajouter un coût supplémentaire. Par conséquent, le meilleur choix est une conception équilibrée adaptée à la charge réelle de la presse.

Commencer par la force de la presse

La première étape est de définir la force requise. Cette force peut être utilisée pour le formage, l'estampage, le cintrage, le poinçonnage, le compactage ou le redressage.

La formule de base est :

Force = Pression x Surface du piston

Un alésage plus grand donne une surface de piston plus importante. Ainsi, à la même pression, un cylindre hydraulique à grand alésage peut créer plus de force. Néanmoins, un alésage plus grand nécessite aussi plus d'huile pour se déplacer. Par conséquent, la taille de la pompe, le débit de la vanne et le temps de cycle doivent être vérifiés ensemble.

Pour un dimensionnement optimal, confirmez ces points avant la conception :

• Force de travail maximale
• Force de fonctionnement normale
• Pression du système
• Marge de sécurité requise
• Position de course où la force maximale est nécessaire
• Type de charge, tel qu'une charge stable ou une charge d'impact

Dans de nombreuses presses, la force maximale n'est nécessaire que près de la fin de la course. Dans ce cas, le système peut utiliser d'abord une vitesse d'approche rapide, puis une vitesse de presse lent sous haute pression.

Adapter la vitesse au débit d'huile

La vitesse du cylindre dépend du débit d'huile et de la surface du piston. En termes simples, un débit plus élevé augmente la vitesse, tandis qu'un alésage plus grand réduit la vitesse pour le même débit.

La règle de vitesse de base est :

Vitesse = Débit / Surface

C'est pourquoi la force et la vitesse doivent être dimensionnées ensemble. Un cylindre hydraulique à grand alésage peut fournir une force élevée, mais il peut nécessiter une pompe plus grande si un mouvement rapide est requis.

Une presse a souvent trois étapes de mouvement :

• Approche rapide
• Pressage lent
• Retour rapide

Parce que chaque étape a une charge différente, le système hydraulique peut utiliser différentes étapes de pompe, réglages de vanne ou chemins de débit. De plus, la vitesse de retrait est souvent plus rapide que la vitesse d'extension parce que la tige occupe une partie de la surface d'huile.

Pour éviter la chaleur et la perte de pression, vérifiez la taille des ports, la taille des tuyaux et la capacité de la vanne. Si ces pièces sont trop petites, le cylindre peut se déplacer de manière inégale et la température de l'huile peut augmenter.

Sélectionner le bon alésage et la bonne tige

La taille de l'alésage définit la force de la presse. La taille de la tige affecte la résistance, la force de retour et le risque de flambage. Les deux doivent être examinés avant le dessin final du cylindre.

Pour un travail de presse à haute force, la tige est souvent sous compression. Si la course est longue ou si la charge n'est pas centrée, la tige peut se courber. Une fois que la courbure commence, les joints et les anneaux de guidage s'usent plus rapidement. Ensuite, des fuites, des rayures sur la tige et une précision de presse médiocre peuvent suivre.

Le dimensionnement de la tige doit prendre en compte :

• Force de la presse
• Longueur de course
• Type de montage
• Longueur d'extension de la tige
• Support de guidage
• Risque de charge latérale

Dans les systèmes de presse lourds, une tige plus résistante et un support de guidage plus large peuvent améliorer la stabilité. Bien que cela puisse augmenter le coût initial, cela réduit souvent les coûts de réparation ultérieurs.

Vérifier attentivement la longueur de course

La course doit être suffisamment longue pour le processus, mais une course supplémentaire doit être évitée. Une course plus longue nécessite plus d'huile, prend plus de temps et augmente le risque de flambage de la tige.

Par exemple, une presse de emboutissage profond peut nécessiter une longue course. Cependant, une presse de débourrage ou de poinçonnage peut ne nécessiter qu'une courte course. Par conséquent, la course du cylindre doit correspondre aux outillages et au processus de manipulation des pièces.

Il est également utile de laisser une petite marge de course. Cela aide à éviter le fond dur à la fin du déplacement. De plus, des capteurs de position ou un contrôle de course peuvent aider à protéger le cylindre et les outillages.

Maintenir l'alignement du bâti de la presse

L'alignement du bâti a un effet majeur sur la durée de vie du cylindre de presse hydraulique. Le cylindre doit pousser en ligne droite à travers le plateau, les outillages et le bâti.

Si le bâti n'est pas carré, une charge latérale peut entrer dans le cylindre. Cela peut endommager la tige, les joints, les roulements et le piston. Cela peut aussi causer une qualité de formage inégale.

Les signes courants de problèmes d'alignement incluent :

• Rayures sur un côté de la tige
• Usure inégale des joints
• Bruit abnormal pendant le pressage
• Pics de pression soudains
• Inclinaison du plateau
• Courte durée de vie des joints

Avant l'installation, vérifiez la ligne centrale du cylindre, le guide du plateau, la position des outillages et la rigidité du bâti. Vérifiez également le bâti sous charge, pas seulement lorsque la presse est vide. Un bâti peut sembler aligné au repos mais se déformer pendant le pressage.

Choisir le bon type de montage

Le type de montage contrôle la transmission de la force du cylindre au bâti de la presse. Pour de nombreuses applications de presse, un cylindre hydraulique à montage par bride est un choix solide car il supporte une charge axiale directe.

Un montage par bride avant est souvent utilisé lorsque le cylindre doit être fixé près du côté de travail. Un montage par bride arrière peut être mieux lorsque le cylindre est supporté depuis l'arrière du bâti. Le bon choix dépend de l'espace, de la direction de la force et de l'accès pour la maintenance.

La surface de montage doit être plate, propre et résistante. Les boulons doivent être dimensionnés pour la charge et serrés uniformément. Si le montage est faible ou inégal, le cylindre peut s'incliner sous pression.

Pour les presses de haute tonnage, évitez les types de montage qui permettent un mouvement indésirable. Le cylindre doit rester carré par rapport au bâti tout au long de la course.

Ne pas ignorer les joints et les guides

Un cylindre de presse hydraulique travaille souvent sous haute pression. Il peut aussi être confronté à des charges de choc, de la chaleur et des temps de maintien longs. Par conséquent, la conception des joints et des guides est importante.

Les joints doivent correspondre à la pression, au type d'huile, à la température et à la vitesse. Pour la haute pression, un support anti-extrusion peut être nécessaire. Pour les cycles de maintien longs, des joints à faible fuite sont importants.

Les anneaux de guidage et les roulements aident à centrer la tige et le piston. Un support de guidage plus large peut réduire l'usure lorsque de petites charges latérales se produisent. Ceci est particulièrement utile pour le travail de presse lourd.

Planifier la maintenance et les temps d'arrêt

Une bonne conception de cylindre doit aussi faciliter la maintenance. Laissez suffisamment d'espace pour le retrait des tuyaux, les points de levage, l'accès aux capteurs et le remplacement des joints. Protégez la tige contre la poussière, les éclats de soudure et les impacts.

Pendant le fonctionnement, inspectez les fuites, la surface de la tige, les boulons de montage, la température de l'huile et la stabilité de la pression. De petits changements avertissent souvent de problèmes plus importants. Par exemple, une petite rayure sur la tige peut devenir une panne de joint si elle est ignorée.

Travailler avec un Fournisseur de cylindres personnalisés

Les systèmes de presse ont souvent besoin de plus qu'un cylindre standard. L'alésage, la course, la taille de la tige, les joints, les ports et le montage peuvent nécessiter une conception personnalisée pour le bâti de la presse et le cycle de charge.

Shellppon Hydraulic fournit des solutions de cylindres hydrauliques pour l'équipement industriel, y compris des conceptions de cylindres de presse à grand alésage, lourds et personnalisés. Si vous avez besoin d'aide pour sélectionner un cylindre de presse hydraulique ou un cylindre hydraulique à montage par bride, vous pouvez contacter Shellppon Hydraulic pour discuter de votre projet.

Reflexions finales

Le dimensionnement correct du cylindre de presse hydraulique commence par la force, mais il inclut aussi la vitesse, la course, la résistance de la tige, l'alignement et le montage. Lorsque ces points sont vérifiés ensemble, la presse peut fonctionner plus smoothly et en toute sécurité.

Un cylindre bien dimensionné protège le bâti de la presse, améliore la qualité des pièces et réduit les temps d'arrêt. Plus important encore, il aide l'ensemble du système hydraulique à fonctionner avec moins de stress et un meilleur contrôle.