Гидравлический пресс – это устройство для получения высокого давления для сжатия какого-то вещества, вытеснения жидкостей, изменения формы изделий, подъема и перемещения тяжелых вещей. Возникнув в конце XVIII века, гидравлический пресс использовался в основном для пакетирования сена, выдавливания виноградного сока, отжима масла и др. Позже его стали применять для ковки слитков, промышленного листовой и объемной штамповки, гибки, правки, выдавливания труб и профилей, брикетирования отходов, прессования порошковых материалов, покрытия кабелей металлической оболочкой и т.д. В настоящее время гидравлические прессы используются практически на каждом промышленном предприятии. Оборудование незаменимо на производстве изделий из пластмассы, резины, фанеры, алмазов и текстолита.
ПРИНЦИП РАБОТЫ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРЕССА
Гидравлический пресс – это машина, которая позволяет при приложении малого усилия в одном месте, получать большое в другом месте. Его конструкция базируется на двух соединенных цилиндрах (с поршнями) разного диаметра, заполненных водой, маслом или другой жидкостью. По законам гидростатики давление (сила, действующая на единицу площади) в любом месте жидкости (или газа), находящейся в состоянии покоя, одинаков во всех направлениях и одинаково передается по всему объему.
Это закон Паскаля, названный по имени французского философа и ученого Бы. Паскаля. Если к малому поршню приложить силу F1, то давление в жидкости увеличится на величину F1/S1, где S1 – площадь малого поршня. Это давление передастся большому поршню, а следовательно: F1/S1 = F2/S2, откуда F2 = (A2/A1)F1. Если площадь S2 намного больше площади S1, то сила F2 будет намного больше силы F1.
Таков принцип действия гидравлического пресса широко используется в технике. Следует иметь в виду, что работа, которая осуществляется силой F1, должна (при пренебрежении трением) равна работе, совершаемой против силы F2. Если через l обозначить перемещение поршня, то это можно записать в виде F1l1 = F2l2, откуда l2 = (F1/F2)l1, то есть перемещение большого поршня гораздо меньше,чем малого. Подробнее про пресс гидравлический лабораторный читайте на страницах нашего специализированного сайта.
КЛАССИФИКАЦИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПРЕССОВ
Гидравлические прессы в зависимости от технологического назначения отличаются друг от друга конструкцией основных узлов, их расположением и количеством, а также величиной основных параметров Рн, Z, H, A×B (Z – открытая высота штампового пространства; H – полный ход подвижной поперечины; A×B – размеры стола).
По технологическому назначению гидравлические прессы подразделяют на прессы для металла и для неметаллических материалов. В свою очередь прессы для металла подразделяют на пять групп:
- для ковки и штамповки;
- для выдавливания;
- для листовой штамповки;
- для правильных и сборочных работ;
- для обработки металлических отходов.
Через большое разнообразие типов гидравлических прессов приведем значения номинальных усилий PH наиболее распространенных.
И с прессов первой группы можно назвать следующие: ковочные – свободная ковка со штамповкой в подкладных штампах, Рн = 5-120 МН; штамповочные – горячая объемная штамповка деталей из магниевых и алюминиевых сплавов, Рн = 10-700 МН; прошивные – глубокая горячая прошивка стальных заготовок в закрытой матрице, Рн = 1,5-30 МН; протяжные – протягивания стальных поковок через кольца, Рн = 0,75-15 МН.
Из второй группы прессов можно отметить прессы трубопруткові и прутков-профильные – прессования цветных сплавов и стали, Рн = 0,4-120 МН.
Из третьей группы назовем следующие прессы: листоштампувальні простого действия, Рн = 0,5-10 МН; вытяжные – глубокая вытяжка цилиндрических деталей, Рн = 0,3-4 МН; для штамповки резиной Рн = 20-200 МН; для бортировки, фланцювання, кузнечно-прессового оборудования толстолистового материала, Рн = 3-45 МН; гибкие – гибки толстолистового материала в горячем состоянии, Рн = 3-200 МН.
Из пятой группы отметим гидравлические прессы пакетировочные и брикетировочные для прессовки отходов типа металлической стружки и обрезков листового металла, Рн = 1-6 МН. Гидравлические прессы для неметаллических материалов включают прессы порошков, пластмасс и прессования древесностружечных листов и плит.
Технологическое назначение гидравлического пресса определяет конструкцию станины (колонная, двостійкова, одностійкова, специальная), тип, исполнение и число цилиндров (плунжерный, дифференциально-плунжерный, поршневой и т. д.).
Наибольшее распространение получила чотириколонна неподвижная станина с перемещением подвижных частей в вертикальной плоскости. Иногда станину-раму гидравлического пресса изготавливают подвижной.
Цилиндры плунжерного и дифференциально-плунжерного типа являются цилиндрами простого действия. Рабочий цилиндр дифференциально-плунжерного типа применяется в случае, когда через рабочий плунжер, например, должна проходить игла (трубопруткові прессы). Цилиндры поршневого типа чаще всего применяются при использовании масла в качестве рабочей жидкости. В этом случае уплотнительным элементом самого поршня будут поршневые кольца. Цилиндр поршневого типа является цилиндром двойного действия.
У гидравлического пресса с нижним расположением рабочего цилиндра и неподвижной станиной могут применяться и цилиндры обратного хода, в этом случае возврата подвижных частей в исходное положение происходит под действием их веса. Рабочий цилиндр при этом соединяется с наповнювальним баком.
По количеству рабочих цилиндров прессы подразделяются на одно-, двух-, трех — и многоцилиндровые.
ПРИВОД И ОБОРУДОВАНИЯ ГИДРОПРЕСОВЫХ УСТАНОВОК
В состав гидравлической прессовой установки входят:
- собственно гидравлический пресс;
- рабочая жидкость;
- источник жидкости высокого давления;
- привод;
- приемники для жидкости – баки;
- трубопровод с соответствующей аппаратурой, который соединяет все указанные элементы в единую систему;
- электропривод.
Тип привода определяется источником жидкости высокого давления, которое питает пресс во время рабочего хода. Оно значительно влияет на схему и действие гідропресової установки, в связи с чем последние классифицируют по этому признаку.
При насосных безакумуляторних приводах питания гидравлического пресса рабочей жидкостью высокого давления осуществляется непосредственно от насосов.
В насосно-аккумуляторных приводов прессов относят приводы, которые осуществляют питания гидравлического пресса рабочей жидкостью при рабочем ходе одновременно от аккумулятора и насоса.
В мультипликаторных приводах питания пресса во время рабочего хода осуществляется мультипликатором, который подает рабочую жидкость определенными порциями в гидравлический пресс. Мультипликатор – это что-то вроде одноцилиндрового насоса. Тип привода характеризует принципиальные свойства прессовой установки.
Для характеристики гідропресової установки необходимо указывать не только тип привода, но и род рабочей жидкости применяется и определяет конструктивные особенности прессовой установки, например, маслонасосний безакумуляторний привод.
При насосно-аккумуляторном приводе аккумулятор накапливает энергию в течение полного цикла работы гидравлического пресса для осуществления рабочего хода. В результате нагрузка насоса и электродвигателя становится равномерным. Недостаток насосно-аккумуляторного привода в том, что расход энергии не зависит от сопротивления поковки.
Для насосного безакумуляторного привода мощность насоса и электродвигателей определяется максимальной мощностью, развиваемой прессом. Привод расходует энергию соответственно работы, которую осуществляют гидравлическим прессом.
Привод от парового или воздушного мультипликатора тратит энергию независимо от сопротивления поковки. Он может обеспечить большого количества коротких ходов, часто повторяются. Привод от механического мультипликатора обеспечивает расход энергии в зависимости от осуществляемой работы, большое количество ходов, которые повторяются, и постоянный уровень проникновения бойка в металл.