Co wiesz o typach i konstrukcjach pneumatycznych przebijaków?
Nie ma ograniczeń co do liczby systemów produkcyjnych i obróbkowych, w których pneumatyczne przebijaki pełnią rolę podstawowego narzędzia. Dzięki sprężonemu powietrzu zapewniają szybkie i niezawodne uderzenie umożliwiające przebicie otworu, wycięcie kształtu lub zagłębienie w materiale. Zrozumienie ich podstawowych odmian i budowy jest kluczowe dla uświadomienia sobie ich wszechstronnego zastosowania.
Podstawowa zasada działania:
Zasadniczo pneumatyczne przebijaki przekształcają energię sprężonego powietrza w energię mechaniczną. Sprężone powietrze jest wprowadzane do cylindra, napędzając tłok. Liniowy ruch tłoka, bezpośrednio lub poprzez urządzenia wzmacniające, jest przekazywany narzędziu przebijakowemu, które przekazuje ten ruch materiałowi, wykonując pracę.
Najczęstsze typy pneumatycznych przebijaków:
1. Przebijaki pneumatyczne o ruchu posuwisto-zwrotnym:
Opis: Najczęstszy rodzaj. Cylinder pneumatyczny powoduje ruch narzędziem tłocznym w linii prostej podczas procesu – w dół podczas ruchu tłoczenia i w górę podczas ruchu powrotnego.
Podtypy (w zależności od ramy/konstrukcji):
- Tłoczarki C-ramowe: Mają kształt litery C. Cylinder jest umieszczony pionowo, a na górnym ramieniu zawieszony jest tłoczek, który jest dociskany przez materiał do matrycy na dolnym ramieniu/posadowieniu. Zapewniają dobry dostęp z przodu i boku do strefy roboczej. Zwykle charakterystyczne dla prac o lekkim do średnim obciążeniu oraz mniejszych przedmiotów.
- Tłoczarki O-ramowe (prostopołokowe): Posiadają całkowicie otoczoną/pudełkową konstrukcję otaczającą całą przestrzeń roboczą. Cylinder umieszczony jest pionowo na górnej części i popycha tłoczek w dół. Sztywność, stabilność i dokładność ustawienia tej konstrukcji zapewniają większą wytrzymałość niezbędną przy większych nośnościach, grubszych materiałach lub precyzyjnym tłoczeniu, gdzie wymagana jest ekstremalna dokładność. Redukuje to deformację ramy pod obciążeniem.
2. Obrotowe przebijaki pneumatyczne:
Opis: Nie posiadają liniowego ruchu tłoka; mają mechanizm obrotowy. Tłok działa na mechanizm korbowy lub wałek krzywkowy napędzany sprężonym powietrzem i przekształca ruch postępowy tłoka w ruch obrotowy wieży lub koła z wieloma zestawami wykrojników i matryc.
Funkcja: Różne zestawy wykrojników i matryc są ustawiane nad przedmiotem podczas obrotu wieży. Otwór jest następnie wybijany poprzez oddzielne, pionowe działanie (zazwyczaj pneumatyczne) odpowiedniego wykrojnika. Doskonałe rozwiązanie tam, gdzie wymagane jest szybkie, powtarzalne wybijanie różnorodnych kształtów lub rozmiarów otworów bez konieczności ręcznej zmiany narzędzi.
Główne elementy konstrukcyjne:
Wszystkie typy przebijaków pneumatycznych mają wspólne podstawowe elementy konstrukcyjne:
1. Ramy: Zapewniają solidne wsparcie i zawierają pozostałe części. Wchłaniają uderzenia i wstrząsy. Sztywność oraz nośność określana jest przez materiał (żeliwo, stal) oraz konstrukcję (rama C-kształtna, rama O-kształtna).
2. Cylinder pneumatyczny: szczelna sekcja, w której sprężone powietrze wywiera siłę na tłok. Maksymalna teoretyczna siła przebijania (tonaż) zależy od średnicy cylindra i ciśnienia powietrza.
3. Tłok: zamknięty w cylindrze, porusza się ruchem postępowym dzięki działaniu ciśnienia powietrza. Jego trzpień bezpośrednio przekazuje siłę do uchwytu stempla lub do mechanizmu wzmacniającego.
4. Uchwyt stempla / Suwak: Zespół, w którym umieszczane i mocowane jest narzędzie przebijakowe za pomocą zacisku. W prostych konstrukcjach połączony bezpośrednio z trzpieniem tłoka lub porusza się w ramie. Porusza się pionowo zgodnie z kierunkiem ruchu przebicia.
5. Uchwyt matrycy / Stoł: nieruchoma lub ruchoma część, która mocno podpiera matrycę. Znajduje się bezpośrednio pod uchwytem stempla. Przebijak lub matryca utrzymuje materiał między nią a matrycą.
6. Zawory sterujące:
- Zawory kierunkowe (np. zawory suwakowe): Dokładnie regulują dopływ i odpływ sprężonego powietrza do i z komór cylindrowych, co określa położenie tłoków (wysunięcie, wciągnięcie, zatrzymanie).
- Regulator ciśnienia: Regulator ciśnienia zapewnia kontrolę ciśnienia powietrza wprowadzanego do systemu, co bezpośrednio wpływa na siłę uderzenia wytworzoną przez urządzenie.
- Zawory regulacji przepływu: Regulują szybkość dopływu lub odpływu powietrza do cylindra, a tym samym kontrolują prędkość ruchu tłoka do wnętrza cylindra i z powrotem.
7. System prowadzenia: Ma kluczowe znaczenie dla dokładności i trwałości. Uchwyt tłoka/wkłucia porusza się wzdłuż łożysk liniowych lub bushingów, co zapewnia idealne wyśrodkowanie względem matrycy, a podczas suwu obciążenie boczne jest minimalne. Konstrukcje typu O-frame zapewniają zazwyczaj lepsze prowadzenie.
8. Opcjonalny (ale powszechny) zbiornik powietrza: Zbiornik sprężonego powietrza umieszczony wokół tłoka. Zapewnia gotowy zapas powietrza, gwarantując stałą siłę uderzenia oraz co najważniejsze szybkie i ciągłe cykle pracy, które mogą utracić ciśnienie w głównej linii zasilającej.
9. Mechanizm regulacji skoku (powszechny): Pozwala operatorom ustalać odległość, na jaką przesuwa się tłok. To zmniejsza czas cyklu (minimalizując odpady) i chroni narzędzia. Może to być realizowane za pomocą mechanicznych ograniczników lub zestawów.
Cechy eksploatacyjne wpływane przez konstrukcję:
Siła (tonaż): wynik uzyskany na podstawie średnicy cylindra i ciśnienia powietrza. Ramy typu O charakteryzują się większym tonażem i większą sztywnością.
Prędkość (uderzenia na minutę – SPM): zależy od wielkości cylindra, szybkości przepływu powietrza, prędkości zaworu oraz masy poruszających się części. Najwyższe wartości SPM osiągane są przez przebijaki obrotowe.
Dokładność i powtarzalność: zależą od sztywności ramy, jakości systemów prowadzenia oraz dokładności zaworów sterujących. Ramy typu O zazwyczaj zapewniają największą dokładność.
Podsumowanie:
Pneumatyczne przebijaki uzasadniają swoją wydajność poprzez połączenie wysokiej prędkości i czystości z relatywnie prostym sterowaniem w porównaniu z systemem hydraulicznym. Poznanie różnicy między typami ruchu posuwisto-zwrotnego (ramy C, ramy O) a obrotowymi pozwala lepiej zrozumieć zakres ich zastosowań, od uniwersalnych jednostanowiskowych operacji po szybkie wielonarzędziowe procesy. Ich możliwości można podsumować poprzez siłę, prędkość, dokładność i trwałość, które zależą od podstawowej konstrukcji obejmującej solidną ramę, wydajny cylinder pneumatyczny, precyzyjne prowadzenie oraz szybką reakcję układu zaworów. Połączenie mechaniki i pneumatyki sprawia, że są one bardzo przydatnymi i nieodzownymi narzędziami w efektywnej obróbce materiałów.