Принцип работы и изготовление гидравлического пресса с примерами

Гидропресс без преувеличения является одним из 100 величайших изобретений человечества. Появлению такой машины способствовал закон Паскаля, который был сформулирован еще в 1653 году. Первое такое устройство было запатентовано английским изобретателем, одним из основателей гидротехники, Джозефом Брамой, в 1795 году.

Первое время гидравлический пресс использовали для подъема тяжелых грузов и получения натуральных масел и соков, а также формирования тюков сена. Со временем конструкция гидравлических прессов изменялась и модернизировалась. С 1820 года агрегат начал применяться в металлообрабатывающей промышленности для прессования труб. Спустя 55 лет в конструкции появились штамп и подвижная траверса, что способствовало внедрению техники в военную промышленность.

Благодаря экономии металла, простоте конструкции, оперативности производства и оптимальной производительности пресс получил широкое применение в области создания автомобилей, морских судов, авиационной и сельскохозяйственной техники.

Разновидности и характеристики

Основные характеристики гидравлического пресса (параметры каждой модели отображаются на чертеже):

• усилие сжатия (тонны);
• усилие на ручке (Ньютоны);
• рабочая скорость (миллиметры в секунду);
• рабочий ход (сантиметры);
• давление масла в гидроприводе (Мегапаскаль);
• мощность привода (киловатты);
• габариты и масса (миллиметры и килограммы).

Такой диапазон параметров определяет два вида приводов:

• насосный привод – не использует принцип накопления энергии;
• насосно-маховиковый и насосно-аккумуляторный приводы – используют накопление энергии в периоды между рабочими ходами.

В СТО используются разные типы гидропрессов: настольные, вертикальные, электрогидравлические и пневмогидравлические (способны развивать усилие до 100 тонн).

По способу функционирования гидравлические прессы делятся на две группы:

• автоматические;
• ручные.

Производители изготавливают агрегаты с закрытой и открытой рамой для работы с элементами нестандартных форм. Исходя из габаритов, различают настольные и напольные модели. В зависимости от станины существует 2 вида прессов: стоечные и колонные. По типу можно выделить две категории устройств: универсальные и специализированные (специального назначения).

Виды гидравлических прессов

• Центробежные прессы используются для штамповки посадочных мест и снятия подшипников, а также для других сборочных, ремонтных и производственных работ под высоким давлением.
• Сборочные прессы используют большое давление для фиксации или сборки деталей.
• Прессы с С-образной рамой имеют обтекаемый размер, имеют форму пресса, напоминающую букву «С», и обычно состоят из одного пресса.
• В прессах для компрессионного формования используются две пластины, которые сдвигаются вместе для сжатия материала в форме.
• Ковочные прессы — это машины для формовки металла с гидравлическим приводом, которые заставляют металлические блоки принимать форму продукта с помощью пресс-формы, экстремальной силы и давления, а иногда и тепла.
• Печатные машины с Н-образной рамой , иногда называемые четырехколонными, имеют форму буквы «Н» и часто могут работать более чем с одним приложением одновременно.
• Гидравлические прессы — это промышленные машины, которые используют давление жидкости для приложения силы к объекту.
• Лабораторные прессы — это одноразовые прессы меньшего размера, используемые в основном в исследовательских лабораториях и в других ситуациях с короткими и пробными запусками.
• Прессы для ламинирования используются для ламинирования полимеров на поверхность других материалов, включая пиломатериалы, металл и бумагу.
• Прессы LIM относятся к прессам для литья под давлением жидкости, которые работают с пластиками, созданными в процессе литья под давлением.
• Механические прессы используются для резки, штамповки, формования или сборки материалов с помощью инструментов или штампов, прикрепленных к направляющим или плашкам.
• Платиновые прессы — это большие промышленные гидравлические прессы, в которых используются две большие нагретые стальные пластины для измельчения, уплотнения, формования и формования различных продуктов.
• Пневматические прессы используют передачу энергии в виде потока сжатого воздуха для управления своими движениями. Некоторые типичные области применения — резка, штамповка, гибка и формовка.
• Силовые прессы— это машины с гидравлическим приводом, в которых используются инструменты и матрицы для резки, штамповки и формования металлов.
• Листогибочные прессы представляют собой ручные, механические или гидравлические прессы, которые из листового металла подвергают холодной обработке гнутые или гнутые формы. Здесь вы найдете калькулятор пресс-паузы.
• Штамповочные прессы — это устройства, в которых используются штамповочные штампы.
• Правильные прессы оказывают давление на металл, чтобы выпрямить его.
• Таблетирующие прессы используются для прессования порошковых материалов в таблетки или брикеты.
• Трансферные прессы — это гидравлические прессы, которые автоматически перемещают детали от одного процесса штамповки к другому с помощью пальцев подающей штанги.
• Вакуумные прессы — это промышленные системы с гидравлическим приводом, в которых используется давление воздуха для обеспечения необходимой силы и удаления воздуха, необходимых для ламинирования.

Применение и практические особенности работы

Широкий диапазон мощности и конструкционных решений гидравлических прессов позволяет эксплуатировать их для разнообразных задач: штамповка, обрезка, отбортовка, тиснение, прессовка, прошивка, калибровка, сгибание, ковка и даже ламинирование.

Области использования:

• промышленное производство;
• утилизация отходов (горизонтальные установки);
• ремонт транспортных средств и спецтехники;
• слесарные работы.

При помощи такого оборудования можно работать с трубами и металлическим профилем, изделиями из пластмассы и керамики, угольными и угольно-графитовыми электродами, а также производить резиновые детали, кабели, электроизоляционные материалы, различные отделочно-строительные плиты и многое другое.

Особенности различных моделей:

• глицериновые манометры отличаются повышенной точностью, прочностью, способностью подавления вибрации и широким диапазоном измерения;
• лебедочный механизм незаменим для регулирования рабочей поверхности;
• функция автоматического возврата штока существенно повышает производительность;
• предохранительный клапан не допустит превышения давления;
• хромированный шток исключает коррозионные процессы;
• современные агрегаты оснащаются прогрессивными ЧПУ.

Кроме того, в состав конструкций не включаются разнообразные модули, предохраняющие от перегрузок, что положительно влияет на цену прессовочного оборудования. Также примечательно, что положение подвижного стола не оказывает никакого влияния на значение давления.

Гидравлические прессы

Гидравлический пресс — это машина для прессования под давлением, которая использует гидравлическое давление или давление жидкости через цилиндр для приложения силы к объекту.

Гидравлические прессы основаны на принципе Паскаля, согласно которому давление в замкнутой системе будет действовать с одинаковой силой на всех участках.

Как наиболее распространенный и наиболее эффективный тип промышленных прессов, гидравлические прессы обладают большой подъемной или сжимающей силой, которая не может быть достигнута с помощью пневматических или механических прессов.

Применение гидравлических прессов

Гидравлические прессы производятся для того, чтобы производители могли штамповать металлический материал на различных готовых деталях. Они также могут выполнять другие процессы формования металла, такие как скрепление, ковка, штамповка, резка, формование, глубокая вытяжка и вырубка.

Некоторые из отраслей, которые больше всего полагаются на услуги гидравлических прессов, включают: автомобилестроение, упаковку, бытовую технику (например, части микроволновых печей, посудомоечных машин, холодильников и т. д.), керамику, аэрокосмическую технику, военную и оборонную промышленность, производство продуктов питания и напитков, целлюлозу и др.

Среди наиболее распространенных областей применения гидравлических прессов — изготовление банок для напитков и изготовление автомобильных запчастей.

История гидравлического пресса

Гидравлический пресс был изобретен в Англии в 1795 году Джозефом Брамахом, который занялся изучением жидкостей после того, как разработал унитаз со смывом. По этой причине гидравлические прессы иногда называют прессами Брама. Он основал свое изобретение на концепции, известной как принцип Паскаля, или закон Паскаля, который поддерживает постоянное давление во всей замкнутой системе.

Брама изобрел гидравлический пресс в то время, когда его было очень мало. Таким образом, он проложил путь для инженеров-гидротехников после себя. Те, кто пошел по этому пути, с тех пор изобрели десятки вариаций оригинальной модели Брамы.

Как работает гидравлический пресс?

Гидравлический пресс начинает работать, когда гидравлическая жидкость нагнетается в небольшой цилиндр двустороннего действия ( рабочий цилиндр) с помощью гидравлического насоса или рычага.

Внутри этого гидроцилиндра находится скользящий поршень, который действует на жидкость как сжимающее усилие. Он проталкивает его через трубу в больший цилиндр (главный цилиндр), где жидкость снова сжимается с помощью большего поршня.

Поршень большего размера нагнетает жидкость обратно в цилиндр меньшего размера. По мере того, как жидкость перемещается вперед и назад, давление нарастает до тех пор, пока не станет настолько большим, что может вступить в контакт с опорой, опорной плитой или штампом и прижать их. Когда он это делает, он деформирует материал в желаемую форму продукта.

Чтобы остановить перегрузку, как только будет достигнуто заданное давление, жидкость затем активирует клапан, который активирует реверсирование давления. При такой конструкции пресса отпадает необходимость в сложной направляющей системе, поскольку матрица имеет тенденцию направлять сам пресс.

Преимущества

Среди преимуществ гидравлически прессов главными являются:

• значительный коэффициент усиления;
• возможность реализации разных технологических процессов;
• высокая надежность конструкции и безопасность;
• легкость осуществления работ при заданном режиме;
• простота управления и низкий уровень шума;
• возможность подключения любого гидравлического оборудования к приводу (ковши, отбойные молотки, захваты, дисковые пилы);
• быстродействие и практичность.

Перед покупкой такого оборудования следует обратить внимание на материал рамной конструкции, качество швов, наличие обратного поршня, исправность и надежность манометра и гидросистемы, а также проверить возможность регулировки высоты рабочей зоны.

Типы гидравлических прессов

Платформенный пресс

Есть много разных типов гидравлических прессов; у каждого свой набор приложений, хотя есть некоторые совпадения. Прессы, в которых используется плунжер и прочная стабильная поверхность, относятся к плиточным прессам.

Гидравлический пресс с С-образной рамой

С-образный гидравлический пресс назван по своей С-образной форме рамы; эта рама узкая, но прочная и позволяет прессу занимать меньше места на полу, чем другие. Как прессы, которые могут быть разработаны для ручного или автоматического использования, прессы с C-образной рамой могут использоваться для различных промышленных операций, включая формовку, правку, вырубку, штамповку, вытяжку и клепку.

Гидравлический пресс с Н-образной рамой

Пресс с H-образной рамой также назван в честь своей рамы; это сварная H-образная форма. Подобно прессам с С-образной рамой, этот тип пресса используется для промышленных применений, таких как чеканка, обжим, гибка, штамповка и обрезка. Однако, в отличие от C-кадров, H-кадры могут обрабатывать несколько операций.

Экструзионный пресс

Экструзионные прессы — это тип пресса, который металлисты и другие производители используют для экструзии деталей и изделий. Экструзионное прессование — это процесс, во время которого пресс проталкивает матрицу через материал, чтобы создать фиксированный профиль поперечного сечения.

Пресс для ламинирования

Ламинирующие прессы представляют собой компрессионные прессы с ручным управлением с двумя отверстиями, известными как пластины. Один используется для нагрева, а другой — для охлаждения, что ускоряет процесс ламинирования за счет одновременного охлаждения одной плиты и нагрева другой.

Вакуумный пресс

Вакуумные прессы имеют несколько специализированных применений, таких как нанесение пленки на различные материалы, а также герметизация слоев материалов в пластике для электронной промышленности, кредитных карт и удостоверений личности.

Штамповочный пресс

Штамповочные прессы , как и прессы для ламинирования, имеют специализированные применения и используются для двух основных целей: формования или резки материалов путем деформации штампом для металлообработки или автомобильной промышленности.

Трансфер Пресс

Трансферные прессы работают за счет автоматической подачи плоских пластиковых, резиновых или металлических заготовок в правый конец пресса. Оттуда пальцы подающей штанги берут деталь и перемещают ее от штампа к штампу. Они используются для штамповки и формования пластмассы, резины и металла, например, в медицинской и авиакосмической промышленности.

Листогибочный пресс

Листогибочный пресс используется для гибки, складывания или другой холодной обработки листового металла. Обычно он состоит из двух C-образных рам по бокам, подвижной балки вверху и нижнего инструмента, установленного на столе.

Гидравлический листогибочный пресс отличается от других типов листогибочных прессов двумя синхронизированными гидроцилиндрами на С-образных рамах; они перемещают луч. В автоматическом режиме этот тип пресса известен как листогибочный пресс с ЧПУ.

Гидравлический кузнечный пресс

Ковочные прессы используются только для металла. Они заставляют металлические блоки принимать формы, используя закрытую или открытую форму, силу, давление, а иногда и нагрев. Эта комбинация растягивает металл до предела текучести, не ломая и не растрескивая его. Кузнечные прессы наиболее популярны при производстве автомобилей.

Негидравлические прессы

Стандартный промышленный гидравлический пресс — это тип силового пресса. Силовые прессы могут быть пневматическими, гидравлическими или механическими. Альтернативы гидравлическим прессам включают механические прессы, электрические прессы и пневматические прессы.

Механический пресс

Механические прессы приводятся в движение маховиком, который накапливает энергию, а затем высвобождает ее, тем самым передавая энергию главному суппорту с помощью таких механизмов, как кривошип, эксцентрик, шарнирный шарнир или тумблер. В механическом прессе ход ползуна регулируется в пределах дневного света.

Кроме того, ходы также классифицируются по количеству направляющих или поршней, которые могут быть одинарного, двойного или тройного действия.

Полностью электрический пресс

Полностью электрические прессы — это относительно недавняя разработка, предлагающая более эффективные системы привода за счет механической связи плунжера с приводным двигателем. Это гарантирует, что контроллер может подавать сигнал двигателю для определенной скорости.

Если двигатель не перегружен, эта скорость будет достигнута. Кроме того, исключение колебаний гидравлической жидкости является полезным, поскольку гидравлическая жидкость меняется во времени и при температурах, они могут даже меняться в течение одного дня.

Пневматический пресс

Пневматические прессы служат приложениям, аналогичным гидравлическим прессам, включая прошивку, металлообработку, обжим, штамповку, гибку и пробивку. Они могут иметь циклы хода до 400 ударов в минуту.

Даже при высоких скоростях хода пневматические прессы могут обеспечивать контролируемую скорость потока, что делает их идеальными для применений, в которых скорость потока материала или скорость поршня имеет решающее значение.

Пневматические прессы не преобразуют вращательное движение в линейное, поэтому в них меньше движущихся частей, чем в гидравлических или машинных прессах.

Однако пневматические прессы используют сжатый воздух для получения движения и не способны создавать чрезвычайно высокое давление гидравлических прессов.

Устройство гидравлического пресса

Базовая форма гидравлического пресса состоит из основных компонентов, используемых в гидравлической системе, и состоит из набора цилиндров двустороннего действия, поршней, также называемых пуансонами, гидравлических труб и неподвижной опоры или матрицы.

Один цилиндр маленький, а другой большой. Пара именуется соответственно рабочим цилиндром и главным цилиндром.

Поршни — это механические устройства, обеспечивающие толкающее или толкающее движение. Наконец, наковальня или матрица — это предварительно сформованная деталь, которая придает подложке окончательную форму.

Преимущества гидравлических прессов

Сила, достигаемая с помощью гидравлических прессов, не имеет себе равных; такое же усилие не может быть достигнуто ни механическими, ни пневматическими прессами. Однако это не единственные преимущества гидравлических прессов. Другие включают:

• Низкие первоначальные инвестиции и эксплуатационные расходы — поскольку гидравлические прессы просты и имеют небольшое количество движущихся частей, они недороги в приобретении и просты в обслуживании и устранении неисправностей, особенно по сравнению с другими доступными опциями. Если какие-либо детали сломаются, их можно легко заменить, не разбирая машину. Кроме того, гидравлическое оборудование и расходные материалы могут быть легко доступны по всему миру, что для вас означает сокращение времени простоя и низкие затраты на техническое обслуживание.
• Работа с силовым ходом — в отличие от прессов, которые передают полную мощность только снизу, гидравлические прессы могут передавать полную мощность в любой момент хода. Это избавляет от необходимости покупать излишне тяжелый пресс, такой как 200- тонный пресс, только для того, чтобы обеспечивать меньшее усилие, например 100 тонн, на протяжении всего хода. Это преимущество особенно полезно при рисовании.
• Простота эксплуатации и встроенная защита — гидравлический пресс, рассчитанный на нагрузку 100 тонн или меньше, будет оказывать такое большое давление независимо от ошибок, допущенных при настройке. В этом отношении это надежно. Кроме того, вам, как оператору, не нужно беспокоиться о перегрузке, поломке штампа и поломке пресса. Эти прессы сконструированы таким образом, что, когда гидравлический пресс достигает заданного давления, он открывает предохранительный клапан на этом пределе; следовательно, нет опасности перегрузки.
• Контроль и гибкость — вы можете контролировать и настраивать многие вещи в гидравлическом прессе в соответствии с потребностями. Примеры включают: продолжительность задержки давления, направление, силу удара, скорость и высвобождение силы.
• Более низкий уровень шума при работе — поскольку гидравлические прессы не имеют ни летающих колес, ни множества движущихся частей, они производят намного меньше шума, чем механические прессы. Фактически, современные гидравлические прессы с правильно смонтированной насосной установкой превосходят действующие федеральные стандарты по регулированию шума.
• Длительный срок службы станка — встроенная защита от перегрузки также хорошо подходит для инструментов. Поскольку давление всегда одинаково, нет опасности повредить инструменты из-за перегрузки. Отсутствие ударов, вибрации и ударов помогает вспомогательному оборудованию, такому как листогибочные прессы и ограждения машины, прослужить дольше.

Нагрузки гидравлических прессов

Большинство машин рассчитано на работу с чрезвычайно тяжелыми грузами, измеряемыми тоннами. Однако производители гидравлических прессов полностью контролируют это и могут спроектировать прессы для работы с грузами любого размера.

Например, хотя они могут проектировать прессы, способные выдерживать предельную нагрузку 3500 тонн, они также могут проектировать машины с предельной нагрузкой всего 15 тонн.

Прессы обычно изготавливаются из нержавеющей стали и других прочных материалов, таких как высокопрочные стальные сплавы, алюминий и латунь.

Они доступны как в конфигурации с одной, так и с несколькими станциями. Однопозиционные прессы состоят из единого набора прессовых инструментов, матрицы и пуансона, находящихся внутри стола.

Многопозиционные прессы имеют несколько наборов прессовых станков, которые либо выполняют одну и ту же операцию со многими материалами, либо выполняют различные операции прессования с материалами при их перемещении между этапами.

Чтобы настроить вашу машину, производители могут изменить предельную тонну пресса, увеличить или уменьшить длину до мм, увеличить или уменьшить складывание до мм, форму штампа, тип гидравлической жидкости и многое другое.

Стандарты безопасности и соответствия

Что нужно учитывать

Техническое обслуживание играет большую роль в поддержании оптимальной и эффективной работы гидравлического оборудования. Чтобы ваша машина оставалась в отличной форме, примите следующие меры предосторожности.

• Не допускайте утечек — это факт, что негерметичная машина работает намного ниже своей мощности. Для достижения наилучших результатов ваш оператор должен регулярно проверять герметичность вокруг уплотнительных колец, гидроцилиндра пресса, гидравлических линий, концевых фитингов шлангов и седел клапанов.
• Не превышайте пределы нагрузки — это довольно просто; не применяйте более тяжелую тонную нагрузку, чем рассчитан ваш пресс. Если вы превысите предел гидравлического пресса в тоннах, вы рискуете снизить нагрузку на машину, поломку или даже травму рабочих.
• Следите за тем, чтобы машина была хорошо смазанной. Для обеспечения бесперебойной работы и снижения износа гидравлические машины следует смазывать в достаточном количестве, особенно вокруг уплотнений. Также убедитесь, что используемая вами гидравлическая жидкость того же типа, что и указана в руководстве оператора.
• Проверьте скорость набора давления — пресс в хорошем состоянии может создать рабочее давление за полсекунды. В качестве альтернативы, если прессу требуется более двух-трех секунд для создания заданного давления, у пресса есть проблема либо с насосом, либо с предохранительным клапаном. В основном проблема связана с недостаточным количеством оборотов насоса в минуту. Случайные проблемы, связанные с клапанами, включают грязь в линии и слишком широкое отверстие.
• Слушайте незнакомые звуки машин — вы должны немедленно исследовать любой незнакомый звук, найти источник и исправить его. Наиболее частым источником шума при работе пресса является смещение клапана. Шумы также иногда возникают из-за недостаточной смазки.
• Проверка электронных элементов машины . Наиболее частые проблемы с электроникой гидравлических прессов связаны с катушками и реле. Обратите внимание, что их жизненный цикл конечен, и их необходимо время от времени заменять. (Катушки имеют жизненный цикл 3 миллиона ходов, а реле рассчитаны на 1 миллион ходов.) Замена сокращает усилия по устранению неисправностей и время простоя. При этом следует вести учет с использованием счетчика моточасов и счетчика циклов, который не сбрасывается, поскольку они помогают в обслуживании машины.
• Проверьте другие элементы машины — вам также необходимо позаботиться о фитингах, ослабленных проводах и шлангах, так как изношенные шланги и неправильно обжатые фитинги могут привести к сбоям водопровода в любых машинах.
• Поддержание масла и температуры во время работы — Самый простой способ продлить срок службы гидравлических прессов — поддерживать масло и его температуру во время работы. Если пресс-машина работает с низким уровнем масла и / или грязным маслом, вы рискуете повредить его или сократить срок его службы. Лучший способ определить наличие грязи в масле — это провести пробы масла. Если в масле есть частицы грязи, следует заменить фильтр. В идеале рабочая температура пресса около 120 ° С; если он становится выше, операция начинает ломаться. Для поддержания оптимальной температуры используйте охладители воздуха и воды. Следите за правильным уходом за этими агрегатами, особенно за радиатором, который имеет тенденцию собирать грязь.