ما هي حمولة مكابح الضغط؟

I. إدخال مكابح الضغط

مكابح الضغط هي ماكينات أساسية تُستخدم في تصنيع المعادن لثني وتشكيل الصفائح المعدنية في أشكال وزوايا مختلفة.

إن مبدأ العمل الأساسي لمكابح الضغط واضح ومباشر: يتم وضع صفيحة معدنية على أداة سفلية تسمى القالب، وتقوم أداة علوية تسمى المثقاب بالضغط على الصفيحة بقوة كبيرة، مما يؤدي إلى ثني المعدن وتكييفه مع شكل القالب.

نظرًا لقدرتها على تشكيل المكونات المعدنية بدقة، فإن مكابح الكبس متعددة الاستخدامات وتستخدم في مجموعة كبيرة من الصناعات. تشمل بعض التطبيقات الشائعة ما يلي:

في صناعة السيارات، تُستخدم مكابح الضغط في تشكيل ألواح الهيكل والإطارات والأقواس والأجزاء الهيكلية الأخرى.

يعتمد قطاع الطيران على مكابح الضغط في تصنيع أجزاء جسم الطائرة، ومكونات الأجنحة، وحاويات المحركات، وغيرها.

تستخدم مشاريع الإنشاءات والبنية التحتية الأجزاء المثنية بالضغط، مثل المقاطع الفولاذية الإنشائية، وألواح الأسقف، وأنابيب أنابيب التدفئة والتهوية وتكييف الهواء.

كما تنتج مكابس الضغط أيضًا مكونات للإلكترونيات والمعدات الطبية والأجهزة المنزلية والأثاث والعديد من المنتجات الأخرى التي نستخدمها كل يوم.

II. ما هي حمولة مكابس الضغط

تشير حمولة مكابح الضغط إلى الحد الأقصى قوة ثني مكابح الضغط على المكابح أو قدرة الثني المطلوبة لثني صفيحة معدنية باستخدام مكابح الضغط.

تحدد حمولة مكابح الكبس القوة القصوى التي يمكن أن تمارسها على اللوح المعدني لتحقيق زوايا ثني دقيقة.

وبالإضافة إلى ذلك، لا يمكن أن تتجاوز حمولة التشغيل الفعلية سعة تشغيل مكابح الضغط وسعة التحمل القصوى للقالب.

يمكن أن يؤدي اختيار الحمولة المناسبة إلى تجنب المشاكل الشائعة مثل تلف الأداة، والانحناء غير الدقيق، والقوة غير الكافية لإكمال الانحناء المطلوب.

تتأثر الحمولة الفعلية بالعديد من العوامل، مثل نصف قطر الثني، وطريقة الثني، وسمك المادة، وقوة شد المادة، ونسبة القالب، ونسبة القالب، والاحتكاك بين المادة والقالب، واتجاه درفلة الفولاذ، وتصلب الشغل، وما إلى ذلك.

وبصفة عامة، كلما كانت الصفيحة المعدنية أكثر سمكًا وصلابة كلما زادت حمولة التشغيل. وعلى العكس من ذلك، كلما كانت الصفيحة المعدنية أرق، انخفضت الحمولة المطلوبة.

تُقاس القوة التي تمارسها مكابح الضغط على المواد بالطن، والتي تلعب دورًا حاسمًا في ضمان الثني الدقيق والمتسق.

يمكن تعريف الحمولة على أنها القوة القصوى التي يمكن أن تبذلها ماكينة الثني لتشكيل صفيحة معدنية، وعادةً ما يتم التعبير عنها بالطن لكل قدم أو كيلو طن لكل متر.

لكل مكابح ضغط عتبة أو تصنيف مختلف للقوة القصوى التي يمكن أن تولدها، ويعد اختيار الحمولة المناسبة لكل استخدام لتجنب تلف الماكينة أو الأدوات أو المواد أمرًا بالغ الأهمية.

يعتمد حساب حمولة مكابح الضغط بشكل أساسي على عوامل مثل سُمك اللوح المعدني، وطول الثني، وعرض الفتحة على شكل حرف V.

يمكن استخدام حاسبة حمولة مكابح الضغط لتحديد القوة المطلوبة لمهمة معينة.

من الأهمية بمكان فهم وحدات القياس المختلفة المستخدمة لقياس سعة الحمولة، حيث قد تختلف طرق الحساب.

تعتمد معادلة المثال لحساب الحمولة الطنية على الفولاذ المدرفل على البارد AISI 1035 بقوة شد 60000 رطل لكل بوصة مربعة.

بالإضافة إلى الحمولة، تلعب عوامل أخرى مثل زاوية القالب، وعامل K، وتوافق الأداة دورًا مهمًا في تحقيق ثني دقيق وسلس.

عند إعداد ماكينة الثني وتشغيلها، يجب مراعاة هذه العوامل لضمان الحصول على نتائج متسقة والحفاظ على كفاءة عملية الثني.

توجد طرق متعددة لقياس الحمولة الطنية لمكابح الضغط، ويُعد فهم وحدات القياس الأكثر استخدامًا لسعة الحمولة الطنية خطوة أولى حاسمة.

يمكن حساب حمولة مكابح الضغط باستخدام معادلة تتضمن عوامل مثل سُمك المادة وطول الثني وعرض فتحة القالب على شكل حرف V.

يمكن استخدام هذه المعادلة مع مخططات الحمولة أو الآلات الحاسبة التي تساعد في تقدير قوة الانحناء المطلوبة لتحقيق الانحناء.

حدد حمولة مكابح الكبس المناسبة لمنع تلف الأداة أو القوة المفرطة التي يمكن أن تلحق الضرر بمنضدة الشغل أو المكبس.

يشير حد الحمولة الغاطسة إلى الوقت اللازم لتضمين المثقاب في قاعدة أو كبش مكابس المكابس مع مراعاة "تدفق الطاقة" عبر الأداة والحد الأقصى للحمولة لكل قدم أو بوصة من الحمولة.

ثالثًا. العوامل التي تؤثر على حمولة مكابس الضغط

طريقة الانحناء

تتطلب طرق ثني المعادن المختلفة حمولة مختلفة. على سبيل المثال، في الثني بالهواء، يمكن زيادة الحمولة أو تقليلها عن طريق تغيير عرض فتحة القالب.

يؤثر نصف قطر الانحناء على عرض فتحة القالب. في هذه الحالة، يجب إضافة عامل طريقة إلى المعادلة. عند استخدام طريقتَي الثني السفلي وثني القالب، تكون الحمولة المطلوبة أعلى من الحمولة المطلوبة للثني الهوائي.

إذا تم حساب الحمولة الطنية لثني القاع، فيجب مضاعفة الحمولة الطنية لكل بوصة من الثني الهوائي خمس مرات على الأقل. إذا تم استخدام الثني، فقد تكون هناك حاجة إلى حمولة طنية أكبر من حمولة الثني السفلي.

عرض القالب

لقد تعلمنا أنه في الثني بالهواء، تقل الحمولة المطلوبة كلما زاد حجم فتحة القالب وتزداد كلما قل حجم الفتحة.

ويرجع ذلك إلى أن عرض فتحة القالب يحدد نصف قطر الانحناء الداخلي، ويتطلب نصف قطر القالب الأصغر حمولة أكبر.

في الثني بالهواء، عادةً ما تكون نسبة القالب 8:1، مما يعني أن مسافة فتحة القالب تساوي ثمانية أضعاف سُمك المادة. عند هذه النقطة، تكون سماكة المادة مساوية لنصف قطر الانحناء الداخلي.

الاحتكاك والسرعة

في الثني بالهواء، تحتاج المثقاب إلى المرور فوق فتحة القالب السفلي لثني الصفيحة المعدنية.

إذا لم يتم تشحيم سطح الصفيحة المعدنية، سيزداد الاحتكاك بين القالب والصفيحة المعدنية، مما يتطلب المزيد من الحمولة لثني الصفيحة المعدنية وتقليل انزلاق المادة.

وعلى العكس من ذلك، إذا كان سطح الصفيحة المعدنية أملسًا ومشحّمًا، فسيقل الاحتكاك بين القالب والصفيحة المعدنية، مما يؤدي إلى انخفاض الحمولة المطلوبة لثني الصفيحة المعدنية. ومع ذلك، سيؤدي ذلك إلى زيادة ارتداد الصفيحة المعدنية.

تؤثر سرعة الثني أيضًا على الحمولة الطنية المطلوبة. كلما زادت سرعة الثني، تقل الحمولة المطلوبة.

يمكن أن تؤدي زيادة السرعة أيضًا إلى تقليل الاحتكاك بين القالب والصفيحة المعدنية، ولكن هذا سيزيد أيضًا من ارتداد الصفيحة المعدنية.

سُمك المادة وقوة الشد وطول الانحناء

الحمولة هي القوة المطبقة بواسطة مكابح الضغط على الصفيحة المعدنية. ولذلك، يتم تحديد مدى قوة الثني حسب سُمك اللوح المعدني الذي يتم ثنيه وقوة الشد الخاصة به.

أحد العوامل هو نوع مادة الثني. فالمواد المختلفة لها قوة شد مختلفة، مما يؤثر بشكل مباشر على مقدار القوة المطلوبة لثنيها.

على سبيل المثال، عادةً ما يتطلب الفولاذ المقاوم للصدأ حمولة أكبر من الفولاذ الطري أو الألومنيوم. تشير قوة الشد إلى أقصى إجهاد يمكن أن تتحمله المادة تحت حمل ثابت. إذا تم تطبيق هذا الإجهاد والحفاظ عليه، فسوف تنكسر المادة في النهاية.

قوة الشد النموذجية لبعض المواد

عامل مهم آخر هو سُمك الصفيحة المعدنية. فكلما زادت سماكة المادة، زادت الحمولة المطلوبة، والعكس صحيح.

يوضح الجدول:

1. مع زيادة سُمك المادة، تزداد الحمولة الطنية المطلوبة بشكل كبير لجميع المواد. تؤدي مضاعفة السُمك من 1 مم إلى 2 مم إلى مضاعفة الحمولة الطنية أربع مرات.
2. يتطلب الألومنيوم حوالي 451 تيرابايت 3 تيرابايت من الحمولة مقارنةً بالفولاذ الطري بنفس السماكة، بينما يحتاج الفولاذ المقاوم للصدأ إلى حوالي 451 تيرابايت 3 تيرابايت من الحمولة مقارنةً بالفولاذ الطري.
3. يؤدي تقليل نصف قطر الانحناء الداخلي مع الحفاظ على ثبات السُمك إلى زيادة الحمولة المطلوبة. يؤدي خفض نصف القطر إلى النصف من 2 مم إلى 1 مم إلى زيادة الحمولة الطنية بمقدار 50%.
4. يختلف مضاعف الحمولة حسب نوع المادة وقوة الشد. فهو 1.0 للفولاذ الطري، و0.45 للألومنيوم 5052-H32، و1.45 للفولاذ المقاوم للصدأ 304 في هذا المثال.

طول ثني مكابح الضغط هو أقصى طول يمكن ثني الصفيحة المعدنية به. يجب أن يكون طول ثني مكابح الضغط أطول قليلاً من المادة المراد ثنيها.

إذا كان طول طاولة العمل غير صحيح، فقد يتلف القالب أو المكونات الأخرى. يمكن أن تساعد حاسبة حمل الانحناء في تحديد الحمولة المطلوبة بناءً على سُمك المادة وعوامل أخرى، مثل طول الانحناء وعرض الفتحة على شكل حرف V.

عامل الأدوات

كما أن ثقب مكابح الكبس هو أيضًا عامل يجب أخذه في الاعتبار. هذه اللكمات لها أيضًا حدود حمل مكابح الضغط. يمكن أن تتحمل اللكمات ذات الزاوية اليمنى على شكل Vee حمولة حمولة كبيرة.

نظرًا للزاوية الطفيفة وقلة المواد المستخدمة في تصنيع القوالب ذات الزاوية الحادة، مثل القوالب ذات الرأس المنحنية فإنها لا تميل إلى تحمل الأحمال الثقيلة.

عند استخدام قوالب مختلفة، يجب عدم تجاوز الحد الأقصى لقوة الانحناء الخاصة بها. بالإضافة إلى ذلك، يؤثر نصف قطر القالب ونصف قطر الانحناء أيضًا على متطلبات الحمولة.

قد يؤدي نصف قطر القالب الأكبر إلى زيادة في قوة الانحناء المطلوبة. وبالمثل، قد يؤدي نصف قطر الانحناء الأكبر إلى زيادة متطلبات الحمولة.

النسبة بين عرض فتحة القالب وسُمك المادة هي عامل آخر يجب أخذه في الاعتبار. بالنسبة للمواد الأقل سمكًا، يوصى باستخدام نسبة قالب أقل (على سبيل المثال 6 إلى 1).

قد تتطلب المواد الأكثر سُمكًا نسبة قوالب أعلى (مثل 10 إلى 1 أو 12 إلى 1) لتقليل قوة الثني والحفاظ على التطبيق في حدود قدرة ماكينة الثني.

رابعًا. كيفية تحديد حمولة مكابح الضغط？

معادلة حساب الحمولة الأساسية:

أين:

• ع: الحمولة المطلوبة (بالأطنان)
• K: عامل K، يعتمد على المادة، على سبيل المثال، 1.45 للصلب الطري
• L: طول الانحناء (مم)
• T: سُمك المادة (مم)
• V: عرض فتحة القالب V (مم)
• C: ثابت، 25 للوحدات الإمبراطورية، 2.5 للوحدات المترية

معادلة تراعي قوة الشد:

أين:

• UTS: قوة الشد القصوى للمادة (نيوتن/مم^2^^)، على سبيل المثال، 450 للصلب منخفض الكربون

يمكن تحديد حمولة مكابح الضغط من خلال مخطط حمولة مكابح الضغط.

مخطط حمولة مكابح الضغط:

ملاحظة:

• وحدة حمولة مكابح الضغط في الجدول هي KN
• تستند البيانات المذكورة أعلاه إلى ثني صفيحة معدنية طولها متر واحد بقوة شد 450 نيوتن/مم²

تعتمد الحمولة في هذا الجدول على قوة الشد للمادة σb ＝ 450 نيوتن/مم2. القيمة الواردة في الجدول هي قوة الانحناء عندما يكون طول اللوح المعدني 1 متر.

أين:

• P= قوة الانحناء
• S= سُمك الصفيحة المعدنية
• فتحة القالب السفلي V=V
• ب= الحد الأدنى لشفة الانحناء R= نصف القطر الداخلي

على سبيل المثال، إذا كان S=5 مم، V=40 (عرض فتحة القالب V يساوي 8-10 أضعاف سُمك الصفيحة)، يمكننا أن نرى أن القيمة في الرسم البياني هي 400.

من الرسم البياني، يمكننا أن نجد أن ثني صفيحة معدنية بسماكة 5 مم وطول 1 م، فإن الحمولة الطنية لمكبح الضغط هي 400 كيلو نيوتن. يمكن أيضًا حساب حمولة مكابح الضغط بواسطة معادلة حساب الحمولة:

P=650S²L/V (σb ＝ 450 نيوتن/مم²)

أين:

• ع: قوة الانحناء (كن)
• S: سُمك اللوح (مم)
• L: عرض اللوحة (مم)
• V: الفتحة V للقالب السفلي (مم)

تكون نتيجة حساب هذه الصيغة مساوية تقريبًا للقيمة في مخطط الحمولة.

عندما تكون مواد الانحناء مختلفة، استخدم المعاملات في الجدول التالي لمضاعفة النتائج المحسوبة.

يمكنك استخدام حاسبة الحمولة أدناه للحصول على النتائج مباشرةً.

بغض النظر عن الطريقة التي تختارها لتحديد الحمولة الطنية، تأكد من عدم تجاوز نطاق الحمولة الطنية للماكينات والقوالب.

قد يؤدي استخدام الحمولة الخطأ إلى تلف القالب أو المكونات العاملة.

في أسوأ الحالات، يمكن أن يتسبب ذلك في تشوه الماكينة بل ويعرض سلامة مشغلي الثني للخطر.

V. اختيار مكابح الضغط الصحيحة

عند اختيار مكابح الضغط، من المهم مراعاة نوع المادة المراد ثنيها، بالإضافة إلى مواصفاتها وطولها وطريقة معالجتها. ستؤثر هذه العوامل على الحمولة والأبعاد المطلوبة لمشروعك المحدد.

من الضروري تحديد الحمولة الصحيحة لمكابح الضغط لأنها تؤثر على الأداء الكلي وقدرة الثني للماكينة.

لحساب الحمولة المناسبة، يمكنك استخدام حاسبة حمولة مكابح الضغط، والتي تأخذ في الاعتبار سُمك اللوح المعدني، وطول الثني، وعرض فتحة القالب على شكل حرف V الموصى به.

هناك عامل آخر مهم في اختيار مكابح الضغط وهو طول قطعة العمل. سيحدد الطول المطلوب حجم الماكينة التي تحتاجها.

يجب ألا يتجاوز طول قطعة العمل الطول الأقصى للماكينة لضمان عملية ثني فعالة ودقيقة.

وأخيرًا، يجب مراعاة حد حمولة الماكينة المتعلق بالمسافة بين الإطارات الجانبية. قد يؤدي تجاوز حد المسافة بين الإطارات الجانبية إلى تلف الماكينة بسبب تجاوز حد حمولة خط الوسط للماكينة.

سادسًا. الخاتمة

وختامًا، فإن تحديد الحمولة والحد الأقصى لحمولة مكابح الضغط أمر ضروري لأنه يؤثر بشكل مباشر على جودة المنتج النهائي وطول عمر المعدات الخاصة بك.

يمكن أن يؤدي استخدام مكابح الضغط ذات الحمولة غير الكافية إلى العديد من المشاكل، مثل زوايا الثني غير الدقيقة، وخطوط الثني غير المتناسقة، وزيادة رجوع الزنبرك. يمكن أن يؤدي ذلك إلى عدم مطابقة القِطع للمواصفات، مما يؤدي إلى إعادة عمل مكلفة أو خردة.

من ناحية أخرى، يمكن أن يؤدي استخدام ماكينة ذات حمولة زائدة إلى تلف الأدوات، مثل التآكل المبكر أو كسر القوالب، بالإضافة إلى احتمال زيادة التحميل على إطار الماكينة والنظام الهيدروليكي.

يمكن أن يساعدك استخدام المعادلات والأدوات التي تمت مناقشتها في هذه المقالة في اتخاذ قرار مستنير واختيار مكابح الضغط التي تلبي احتياجاتك.

بفضل خبرتها التي تزيد عن 40 عامًا في هذا المجال، تتخصص شركة ADH Machine Tool في تصنيع مكابح ضغط عالية الجودة مصممة لتقديم نتائج ثني دقيقة وموثوقة.

إذا كنت في السوق لشراء مكابح ضغط جديدة أو تتطلع إلى ترقية معداتك الحالية، أدعوك إلى تصفح صفحة منتجاتنا لاستكشاف مجموعتنا من أحدث الماكينات المتطورة.

قم بتنزيل الإنفوجرافيك بدقة عالية