Un cilindro de prensa hidráulica debe proporcionar fuerza estable, velocidad suave y larga vida útil. Sin embargo, el dimensionamiento correcto no se limita solo al diámetro del cilindro. También depende de la presión, el caudal de aceite, el recorrido, la resistencia de la varilla, la alineación del chasis y el tipo de montaje.

Si el cilindro es demasiado pequeño, la prensa puede no alcanzar su tonelaje nominal. Si es demasiado grande, el sistema puede moverse lentamente, usar más aceite y aumentar el costo extra. Por lo tanto, la mejor opción es un diseño equilibrado que se adapte a la carga real de la prensa.

Comience con la Fuerza de la Prensa

El primer paso es definir la fuerza requerida. Esta fuerza puede usarse para conformado, estampado, doblado, punzonado, compactación o enderezado.

La fórmula básica es:

Fuerza = Presión x Área del Pistón

Un diámetro mayor proporciona más área de pistón. Por lo tanto, a la misma presión, un cilindro hidráulico de diámetro grande puede generar más fuerza. Aún así, un diámetro mayor también necesita más aceite para moverse. Como resultado, el tamaño de la bomba, el caudal de la válvula y el tiempo de ciclo deben verificarse conjuntamente.

Para un dimensionamiento mejor, confirme estos puntos antes del diseño:

• Fuerza de trabajo máxima
• Fuerza de operación normal
• Presión del sistema
• Margen de seguridad requerido
• Posición del recorrido donde se necesita la fuerza total
• Tipo de carga, como carga estable o carga de impacto

En muchas prensas, la fuerza total solo se necesita cerca del final del recorrido. En ese caso, el sistema puede usar primero una velocidad de acercamiento rápida, luego una velocidad de prensado lenta bajo alta presión.

Coincidir la Velocidad con el Caudal de Aceite

La velocidad del cilindro depende del caudal de aceite y el área del pistón. En términos simples, más caudal aumenta la velocidad, mientras que un diámetro mayor reduce la velocidad con el mismo caudal.

La regla básica de velocidad es:

Velocidad = Caudal / Área

Por eso la fuerza y la velocidad deben dimensionarse conjuntamente. Un cilindro hidráulico de diámetro grande puede dar alta fuerza, pero puede necesitar una bomba más grande si se requiere un movimiento rápido.

Una prensa a menudo tiene tres etapas de movimiento:

• Acercamiento rápido
• Prensado lento
• Retorno rápido

Debido a que cada etapa tiene una carga diferente, el sistema hidráulico puede usar diferentes etapas de bomba, ajustes de válvula o rutas de caudal. Además, la velocidad de retracción es a menudo más rápida que la velocidad de extensión porque la varilla ocupa parte del área del aceite.

Para evitar el calor y la pérdida de presión, verifique el tamaño del puerto, el tamaño de la manguera y la capacidad de la válvula. Si estas partes son demasiado pequeñas, el cilindro puede moverse de forma irregular y la temperatura del aceite puede aumentar.

Seleccione el Diámetro y la Varilla Correctos

El tamaño del diámetro establece la fuerza de la prensa. El tamaño de la varilla afecta la resistencia, la fuerza de retorno y el riesgo de pandeo. Ambos deben revisarse antes del dibujo final del cilindro.

Para trabajos de prensa de alta fuerza, la varilla a menudo está bajo compresión. Si el recorrido es largo o la carga no está centrada, la varilla puede doblarse. Una vez que comienza el doblado, los sellos y anillos guía se desgastan más rápido. Luego pueden seguir fugas, rayaduras en la varilla y mala precisión de la prensa.

El dimensionamiento de la varilla debe considerar:

• Fuerza de la prensa
• Longitud del recorrido
• Tipo de montaje
• Longitud de extensión de la varilla
• Soporte guía
• Riesgo de carga lateral

En sistemas de prensa pesados, una varilla más fuerte y un soporte guía más ancho pueden mejorar la estabilidad. Aunque esto puede aumentar el costo inicial, a menudo reduce el costo de reparación posteriormente.

Verifique la Longitud del Recorrido Cuidadosamente

El recorrido debe ser lo suficientemente largo para el proceso, pero se debe evitar el recorrido extra. Un recorrido más largo necesita más aceite, tarda más tiempo y aumenta el riesgo de pandeo de la varilla.

Por ejemplo, una prensa de estirado profundo puede necesitar un recorrido largo. Sin embargo, una prensa de recorte o punzonado puede necesitar solo un recorrido corto. Por lo tanto, el recorrido del cilindro debe coincidir con el equipamiento y el proceso de manipulación de piezas.

También es útil dejar un pequeño margen de recorrido. Esto ayuda a evitar el tope duro al final del recorrido. Además, los sensores de posición o el control de recorrido pueden ayudar a proteger el cilindro y el equipamiento.

Mantenga el Chasis de la Prensa Alineado

La alineación del chasis tiene un efecto importante en la vida útil del cilindro de la prensa hidráulica. El cilindro debe empujar en una línea recta a través de la platina, el equipamiento y el chasis.

Si el chasis no es cuadrado, la carga lateral puede entrar al cilindro. Esto puede dañar la varilla, los sellos, los cojinetes y el pistón. También puede causar una calidad de conformado desigual.

Los signos comunes de problemas de alineación incluyen:

• Rayaduras en un lado de la varilla
• Desgaste desigual de sellos
• Ruido abnormal durante el prensado
• Picos de presión repentinos
• Inclinación de la platina
• Vida corta de sellos

Antes de la instalación, verifique la línea central del cilindro, la guía de la platina, la posición del equipamiento y la rigidez del chasis. Además, inspeccione el chasis bajo carga, no solo cuando la prensa está vacía. Un chasis puede parecer alineado en reposo pero flexarse durante el prensado.

Elija el Tipo de Montaje Correcto

El tipo de montaje controla cómo se transfiere la fuerza del cilindro al chasis de la prensa. Para muchas aplicaciones de prensa, un cilindro hidráulico de montaje por brida es una opción fuerte porque soporta la carga axial directa.

Un montaje por brida frontal se usa a menudo cuando el cilindro debe fijarse cerca del lado de trabajo. Un montaje por brida trasera puede ser mejor cuando el cilindro se soporta desde la parte trasera del chasis. La elección correcta depende del espacio, la dirección de la fuerza y el acceso de servicio.

La superficie de montaje debe ser plana, limpia y fuerte. Los pernos deben dimensionarse para la carga y apretarse uniformemente. Si el montaje es débil o desigual, el cilindro puede inclinarse bajo presión.

Para prensas de alta tonelaje, evite los tipos de montaje que permitan movimiento no deseado. El cilindro debe mantenerse cuadrado al chasis durante todo el recorrido.

No Ignore los Sellos y Guías

Un cilindro de prensa hidráulica a menudo trabaja bajo alta presión. También puede enfrentar cargas de choque, calor y tiempo de retención prolongado. Por lo tanto, el diseño de sellos y guías es importante.

Los sellos deben coincidir con la presión, el tipo de aceite, la temperatura y la velocidad. Para alta presión, puede ser necesario un soporte anti-extrusión. Para ciclos de retención prolongados, los sellos de baja fuga son importantes.

Los anillos guía y cojinetes ayudan a mantener la varilla y el pistón centrados. Un soporte guía más ancho puede reducir el desgaste cuando ocurren cargas laterales pequeñas. Esto es especialmente útil para trabajos de prensa de servicio pesado.

Planifique el Servicio y el Tiempo de Inactividad

Un buen diseño de cilindro también debe facilitar el servicio. Deje suficiente espacio para la extracción de mangueras, puntos de elevación, acceso a sensores y reemplazo de sellos. Proteja la varilla de polvo, salpicaduras de soldadura e impactos.

Durante la operación, inspeccione fugas, superficie de la varilla, pernos de montaje, temperatura del aceite y estabilidad de la presión. Los pequeños cambios a menudo advierten de problemas mayores. Por ejemplo, un pequeño rayado en la varilla puede convertirse en una falla de sello si se ignora.

Trabaje con un Proveedor de Cilindros Personalizados

Los sistemas de prensa a menudo necesitan más que un cilindro estándar. El diámetro, el recorrido, el tamaño de la varilla, los sellos, los puertos y el montaje pueden necesitar diseñarse personalmente para el chasis de la prensa y el ciclo de carga.

Shellppon Hydraulic proporciona soluciones de cilindros hidráulicos para equipos industriales, incluyendo diseños de cilindros de prensa de gran diámetro, de servicio pesado y personalizados. Si necesita ayuda para seleccionar un cilindro de prensa hidráulica o un cilindro hidráulico de montaje por brida, puede contactar a Shellppon Hydraulic para discutir su proyecto.

Pensamientos Finales

El dimensionamiento correcto del cilindro de la prensa hidráulica comienza con la fuerza, pero también incluye la velocidad, el recorrido, la resistencia de la varilla, la alineación y el montaje. Cuando estos puntos se verifican conjuntamente, la prensa puede funcionar más suavemente y de manera segura.

Un cilindro bien dimensionado protege el chasis de la prensa, mejora la calidad de las piezas y reduce el tiempo de inactividad. Más importante aún, ayuda a que todo el sistema hidráulico funcione con menos estrés y mejor control.