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.

Как работает гидропресс?

Принцип гидравлического пресса построен на законе сообщающихся сосудов. К примеру, есть 2-е соединённые ёмкости разных размеров. Налив туда жидкость, она равномерно распределится. Если нарушить состояние покоя и увеличить давление в меньшем сосуде, то в большом сосуде приложенная сила увеличится пропорционально разнице размеров. Устройство подчиняется правилу: выигрыш в силе равен проигрышу в расстоянии.

Читать также: Какой прибор для выжигания по дереву лучше

Блез Паскаль придумал работу гидропресса, но назвал его «машиной для увеличения силы». Ранее выгода от такой машины казалась мизерной, но теперь инженеры использовали наработки Паскаля в облегчении работы.

Конструктивные особенности систем на основе гидроцилиндров

Технические системы, функционирование которых обеспечивает гидроцилиндр, состоят из следующих элементов:

• гидроцилиндра;
• гидромотора;
• насоса;
• аварийного клапана;
• емкости, в которой содержится рабочая жидкость.

Гидравлическая схема пресса (упрощенная)

Непосредственно сам гидроцилиндр состоит из следующих конструктивных элементов:

• корпуса;
• поршня, жестко соединенного со штоком;
• крышки блока, которая оснащена гидроаппаратурой, позволяющей управлять параметрами работы устройства.

Производительность системы на основе гидроцилиндра зависит от ряда параметров:

• уровня давления рабочей жидкости, нагнетаемой насосом;
• диаметра рабочей поверхности поршня;
• объема рабочей камеры устройства.

Гидроцилиндры с фланцевым креплением со стороны головки

Большое значение для эффективности работы гидравлического цилиндра имеют характеристики используемой рабочей жидкости:

• химический состав и плотность;
• пределы температур, при которых рабочая жидкость сохраняет свои изначальные качества;
• склонность к развитию окислительных процессов.

Важным качеством рабочей жидкости для гидроцилиндра, на которое следует обращать внимание при ее выборе, является способность сохранять свои изначальные характеристики при контакте с водой (вода может попасть в гидросистему извне).

Как показывает практика, в 70 % случаев выхода из строя или некорректной работы гидроцилиндра для устройства используется рабочая жидкость низкого качества. Итогом становится повышенный износ отдельных элементов гидросистемы, развитие коррозии на поверхностях металлических элементов, повышение вязкости масла, его засорение пылью или грязью, появление в его составе воды и воздуха. Естественно, что все подобные ситуации, возникновения и развития которых следует избегать, негативно отражаются на работоспособности самой гидросистемы и ее элементов.