Гідравлічний прес – це пристрій для отримання високого тиску для стиснення якоїсь речовини, витіснення рідин, зміни форми виробів, підйому і переміщення важких речей. Виникнувши в кінці XVIII століття, гідравлічний прес використовувався в основному для пакетування сіна, видавлювання виноградного соку, віджимання масла та ін. Пізніше його стали застосовувати для кування злитків, промислового листового і об’ємного штампування, гнуття, правки, видавлювання труб і профілів, брикетування відходів, пресування порошкових матеріалів, покриття кабелів металевою оболонкою і т.д. В даний час гідравлічні преси використовуються практично на кожному промисловому підприємстві. Обладнання незамінне на виробництві виробів з пластмаси, гуми, фанери, алмазів і текстоліту.
Принцип роботи гідравлічного пресу
Гідравлічний прес – це машина, яка дозволяє при прикладенні малого зусилля в одному місці, отримувати велике в іншому місці. Його конструкція базується на двох сполучених циліндрах (з поршнями) різного діаметру, заповнених водою, маслом або іншою рідиною. За законами гідростатики тиск (сила, що діє на одиницю площі) в будь-якому місці рідини (або газу), що перебуває в стані спокою, однаковий у всіх напрямках і однаково передається у всьому об’ємі.
Це закон Паскаля, названий за іменем французького філософа і вченого Б. Паскаля. Якщо до малого поршня прикласти силу F1, то тиск в рідині збільшиться на величину F1/S1, де S1 – площа малого поршня. Цей тиск передасться великим поршню, а отже: F1/S1 = F2/S2, звідки F2 = (A2/A1)F1. Якщо площа S2 набагато більша від площі S1, то сила F2 буде набагато більшою від сили F1.
Такий принцип дії гідравлічного пресу широко використовується в техніці. Слід мати на увазі, що робота, яка здійснюється силою F1, повинна (при нехтуванні тертям) дорівнювати роботі, яку здійснюють проти сили F2. Якщо через l позначити переміщення поршня, то це можна записати у вигляді F1l1 = F2l2, звідки l2 = (F1/F2)l1, тобто переміщення великого поршня набагато менше,ніж малого.
Класифікація гідравлічних пресів
Гідравлічні преси в залежності від технологічного призначення відрізняються один від одного конструкцією основних вузлів, їх розташуванням і кількістю, а також величиною основних параметрів Pн, Z, H, A×B (Z – відкрита висота штампового простору; H – повний хід рухливої поперечини; A×B – розміри столу).
За технологічним призначенням гідравлічні преси поділяють на преси для металу і для неметалічних матеріалів. У свою чергу преси для металу підрозділяють на п’ять груп:
- для кування і штампування;
- для видавлювання;
- для листового штампування;
- для правильних і складальних робіт;
- для обробки металевих відходів.
Через велике різноманіття типів гідравлічних пресів наведемо значення номінальних зусиль PH найбільш поширених.
І з пресів першої групи можна назвати наступні: кувальні – вільна ковка зі штампуванням в підкладних штампах, Рн = 5-120 МН; штампувальні – гаряче об’ємне штампування деталей з магнієвих і алюмінієвих сплавів, Рн = 10-700 МН; прошивні – глибока гаряча прошивка сталевих заготовок в закритій матриці, Рн = 1,5-30 МН; протяжні – протягування сталевих поковок через кільця, Рн = 0,75-15 МН.
З другої групи пресів можна відзначити преси трубопруткові і прутково-профільні – пресування кольорових сплавів і сталі, Рн = 0,4-120 МН.
Із третьої групи назвемо наступні преси: листоштампувальні простої дії, Рн = 0,5-10 МН; витяжні – глибока витяжка циліндричних деталей, Рн = 0,3-4 МН; для штампування резиною Рн = 20-200 МН; для бортування, фланцювання, ковальсько-пресового устаткування товстолистового матеріалу, Рн = 3-45 МН; гнучкі – згинання товстолистового матеріалу в гарячому стані, Рн = 3-200 МН.
З п’ятої групи відзначимо гідравлічні преси пакетувальні і брикетувальні для пресування відходів типу металевої стружки та обрізків листового металу, Рн = 1-6 МН. Гідравлічні преси для неметалічних матеріалів включають преси порошків, пластмас і для пресування деревостружкових листів та плит.
Технологічне призначення гідравлічного пресу визначає конструкцію станини (колонна, двостійкова, одностійкова, спеціальна), тип, виконання і число циліндрів (плунжерний, диференційно-плунжерний, поршневий і т. д.).
Найбільшого поширення набула чотириколонна нерухома станина з переміщенням рухомих частин у вертикальній площині. Іноді станину-раму гідравлічного преса виготовляють рухомою.
Циліндри плунжерного і диференціально-плунжерного типу є циліндрами простої дії. Робочий циліндр диференціально-плунжерного типу застосовується у випадку, коли через робочий плунжер, наприклад, повинна проходити голка (трубопруткові преси). Циліндри поршневого типу найчастіше застосовуються при використанні масла в якості робочої рідини. В цьому випадку ущільнювальним елементом самого поршня будуть поршневі кільця. Циліндр поршневого типу є циліндром подвійної дії.
У гідравлічного пресу з нижнім розташуванням робочого циліндра і нерухомою станиною можуть застосовуватись і циліндри зворотного ходу, в цьому випадку повернення рухомих частин у вихідне положення відбувається під дією їх ваги. Робочий циліндр при цьому з’єднується з наповнювальним баком.
За кількістю робочих циліндрів преси поділяються на одно-, двох-, трьох- і багатоциліндрові.
Привод і обладнання гідропресових установок
До складу гідравлічної пресової установки входять:
- власне гідравлічний прес;
- робоча рідина;
- джерело рідини високого тиску;
- привід;
- приймачі для рідини – баки;
- трубопровід з відповідною апаратурою, який з’єднує всі зазначені елементи в єдину систему;
- електропривод.
Тип приводу визначається джерелом рідини високого тиску, яке живить прес під час робочого ходу. Воно значно впливає на схему і дію гідропресової установки, у зв’язку з чим останні класифікують за цією ознакою.
При насосних безакумуляторних приводах живлення гідравлічного преса робочою рідиною високого тиску здійснюється безпосередньо від насосів.
До насосно-акумуляторних приводів пресів відносять приводи, які здійснюють живлення гідравлічного преса робочою рідиною при робочому ході одночасно від акумулятора і насоса.
В мультиплікаторних приводах живлення преса під час робочого ходу здійснюється мультиплікатором, що подає робочу рідину певними порціями в гідравлічний прес. Мультиплікатор – це щось на зразок одноциліндрового насосу. Тип приводу характеризує принципові властивості пресової установки.
Для характеристики гідропресової установки необхідно вказувати не тільки тип приводу, а й рід робочої рідини, що застосовується і визначає конструктивні особливості пресової установки, наприклад, маслонасосний безакумуляторний привод.
При насосно-акумуляторному приводі акумулятор накопичує енергію протягом повного циклу роботи гідравлічного пресу для здійснення робочого ходу. У результаті навантаження насосу та електродвигуна стає рівномірним. Недолік насосно-акумуляторного приводу в тому, що витрата енергії не залежить від опору поковки.
Для насосного безакумуляторного приводу потужність насоса і електродвигунів визначається максимальною потужністю, що розвивається пресом. Привод витрачає енергію відповідно до роботи, яку здійснюють гідравлічним пресом.
Привод від парового або повітряного мультиплікатора витрачає енергію незалежно від опору поковки. Він може забезпечити велику кількості коротких ходів, що часто повторюються. Привод від механічного мультиплікатора забезпечує витрату енергії залежно від здійснюваної роботи, велику кількість ходів, що повторяються, і постійний рівень проникнення бойка в метал.
Застосування гідравлічних пресів
Вперше гідравлічний прес почали використовувати в кінці XVIII– на початку XIX століть. Гідравлічні преси застосовуються там, де необхідна велика сила. Наприклад, для витискання олії із насіння, для пресування фанери, картону, сіна. На металургійних заводах гідравлічні преси використовуються при виготовленні стальних валів машин, залізних коліс для вагонів та багатьох інших виробів.
Гідравлічні преси можна побачити практично на будь-якому виробництві. Їх також активно використовують для ремонту автомобілів.
Гідравлічні преси застосовуються не тільки в металообробній промисловості, а й для синтезу штучних алмазів та інших надтвердих матеріалів, обробки деревини, отримання гумотехнічних виробів і пластмас, у виробництві харчових продуктів, сільському господарстві і т. д.
Останнім часом для СТО стала нормою наявність установки гідравлічного преса, оскільки ремонт сучасних автомобілів простіше здійснити за його допомогою. В основному конструкцію застосовують для зміни і вирівнювання деталей автомобіля. Також проводять виправлення металу та його згинання під необхідним кутом.
Деякі матеріали взяті з metal-working.ru.
Читайте також:
