Давление гидравлического пресса: каким должно быть

Что это? Гидравлические прессы – это мощные инструменты, которые используются в различных отраслях промышленности. Они играют важную роль в процессе формовки и обработки материалов, позволяя создавать сложные детали и изделия. Однако чтобы правильно использовать гидравлический пресс, необходимо понимать его основные характеристики и параметры.

На что обратить внимание? Одной из ключевых характеристик гидравлического пресса является давление. Оно определяет нагрузку, с которой гидравлическая система действует на рабочую поверхность. Чем выше данный параметр, тем большая сила может быть передана на обрабатываемый материал.

Что такое гидравлический пресс

Гидравлический пресс часто называют «прессом Брама» по фамилии британского инженера, который разработал первое такое устройство в конце XVIII века. Подобные машины можно применять при выполнении работ, требующих приложения большого усилия для сжатия чего-либо.

Принципы гидравлики – прикладной науки, изучающей законы движения и равновесия жидкостей, а также способы их практического применения, человек поставил себе на службу там, где без специальных машин невозможно создать необходимое давление.

Гидравлические машины и приводы широко применяются в различных областях промышленности и повседневной жизни человека.

Любой гидравлический пресс работает за счет передачи давления рабочей жидкости (чаще всего – минерального масла) между цилиндрическими емкостями разного диаметра, внутри которых движутся поршни. С теоретической точки зрения работу всех подобных устройств описывает закон Паскаля.

Принцип действия гидравлического пресса

Для того чтобы понять, как действует гидравлический пресс, необходимо вспомнить физические законы, описывающие свойства сообщающихся сосудов. Этим термином, знакомым нам из школьного курса физики, принято обозначать емкости, заполненные жидкостью, которая может свободно перетекать между ними. При нормальных условиях открытые сообщающиеся сосуды всегда заполняются до одинакового уровня.

Сказанное выше означает, что, доливая жидкость в любой из сообщающихся сосудов, мы будем поднимать ее уровень и в других. Такие системы всегда стремятся к равновесию, давление в них распределяется равномерно. Именно в этом состоит суть закона гидростатики, сформулированного Блезом Паскалем в 1653 году, который гласит, что давление внешних сил на поверхность жидкости передается в ней во всех направлениях одинаково.

Устройство гидравлического пресса

Главные элементы гидравлических прессов – объемные насосы того или иного типа, снабженные трубопроводами, по которым осуществляется доставка жидкости, и один или несколько гидроцилиндров. Для регулировки параметров потока – давления и расхода – применяются предохранительные и редукционные клапаны, гидравлические дроссели и регуляторы.

Принципиальная схема работы гидравлических прессов такова: насос перекачивает жидкость, которая после прохождения фильтра подается на трехпозиционный распределитель. В нейтральном положении он направляет поток к сливу. Переключение положения золотника перераспределяет его в поршневую или штоковую полости цилиндра.

При подаче жидкости в поршневую полость выполняется прессование, которое называют рабочим ходом, а в штоковую – выполняется обратный ход.

Для расчета усилия прессования пользуются формулой:

F = p x S,

где P – давление в цилиндре, а S – площадь поверхности поршня.

Типы гидравлических прессов

Платформенные прессы

Гидравлические прессы выпускаются в различных конструктивных вариантах, обладающих собственным набором элементов. Модификации с использованием плунжера и прочной стабильной поверхности принято называть платформенными.

Гидравлические прессы с С-образной рамой

Благодаря узкой, но прочной раме С-образной формы такие гидравлические прессы более компактны – они занимают меньше места, чем машины других типов. Подобные устройства выпускаются в ручном или автоматическом исполнении и применяются в промышленности для выполнения разных операций – формовки, правки, вырубки, штамповки, вытяжки и клепки.

Гидравлические прессы с Н-образной рамой

Такие устройства получили свое название из-за Н-образной рамы. Как и С-образные, эти гидравлические прессы широко применяются во многих областях промышленности для выполнения различных видов обработки заготовок – чеканки, обжима, гибки, штамповки и обрезки.

Экструзионные прессы

С помощью подобных машин в металлообработке и ряде других областей промышленного производства выполняется изготовление профилей и листов методом экструзионного прессования. Суть данной технологии – в проталкивании вязкого расплавленного материала через матрицы. Яркий пример такой продукции – различные алюминиевые профили и листовые пластики.

Прессы для ламинирования

Ламинирующие прессы – это гидравлические приспособления, предназначенные для склеивания слоев полимерных материалов с различными подложками – бумагой, деревом, стеклом и металлами. Ламинированный материал приобретает новые полезные характеристики: защиту от УФ-излучения, водостойкость и т. д. Подобное устройство имеет отдельные отверстия для каждой из пластин. В ламинаторах предусмотрен точный контроль температуры и усилия прессования.

Вакуумные прессы

С помощью вакуумных прессов можно наносить защитное полимерное покрытие на изделия из различных материалов, герметизировать и защищать поверхность деталей электронных устройств, пластиковых карт, водительских удостоверений и т.п.

Штамповочный пресс

Как и ламинирующие, такие машины предназначены для выполнения специализированных задач. Штамповочные прессы применяются при формовании или резке различных материалов с использованием штампов. Оборудование широко используется в металлообработке и производстве деталей автомобилей.

Трансферные прессы

Эти машины предназначены для обработки резиновых, пластиковых и металлических заготовок. С помощью такого оборудования изготавливают детали медицинского оборудования, самолетов и космических аппаратов. Обрабатываемый материал подается на пресс, а затем с помощью специальных «пальцев» на подающей штанге перемещается от одного штампа к другому.

Листогибочные прессы

Как можно догадаться по названию, с помощью такого оборудования выполняют холодное деформирование – гибку заготовок из листового металла. Пресс создает необходимое усилие и ход траверсы. Последняя представляет собой жесткую стальную балку со сменными рабочими частями, которые обеспечивают требуемый режим гибки и конфигурацию готовых изделий. Еще один важный элемент подобных машин – нижний инструмент, который устанавливается на столе. Работу станка обеспечивают два синхронизированных гидравлических пресса на С-образных рамах.

Кузнечные гидравлические прессы

С помощью ковочных прессов выполняется обработка металлических заготовок как холодным, так и горячим пластическим деформированием. Машина обеспечивает усилие, необходимое для ковки, и нагрев до нужной температуры, что позволяет обрабатывать металл без разрушения и растрескивания. Наиболее широко такое оборудование применяется в машино- и автомобилестроении.

Негидравлические прессы

Помимо стандартных гидравлических машин в промышленности широко применяются прессы с пневматическим, электрическим или механическим приводом:

• Механические прессы. Такие машины работают за счет маховиков, накапливающих, а затем высвобождающих энергию, передавая ее на главный суппорт через кривошипы, эксцентрики, шарниры или тумблеры.

  Механические прессы в зависимости от количества направляющих или поршней бывают одинарными, двойными или тройными.

• Электрические прессы. Подобные устройства, приводящиеся в действие электричеством, были разработаны относительно недавно. Они отличаются высокой эффективностью, которая обеспечивается механической связью плунжеров с электродвигателем. Такая схема позволяет точно регулировать скорость движения рабочей части.

  Если не перегружать электродвигатель, он обеспечивает стабильную работу оборудования, несмотря на изменения характеристик гидравлической жидкости, например, из-за нагревания или охлаждения окружающего воздуха, которые порой происходят по несколько раз за рабочую смену.

• Пневматические прессы. Машины, приводимые в действие сжатым воздухом, применяются для выполнения тех же операций, что и гидравлические прессы – для прошивки, обжима, штамповки, гибки и пробивки. Высокая скорость хода рабочей части обеспечивает до 400 ударов в минуту.

Отличительная черта пневматических прессов, помимо высокой скорости движения штока, состоит в возможности ее крайне точной регулировки.

Отсутствие необходимости преобразовывать вращение приводного вала в линейное движение обуславливает меньшее количество движущихся деталей по сравнению с гидравлическими или механическими прессами. Однако, в отличие от гидравлического пресса, пневматический создает относительно невысокое давление.

Гидравлический пресс как рычаг

Если не вникать в суть, можно решить, что гидравлические прессы увеличивают усилие и делают возможным выполнение большей работы без дополнительных энергозатрат. Это – ошибочное мнение.

Как нам известно из школьного курса физики, работа совершается, когда тело движется под действием приложенной к нему силы. Последняя определяется как произведение величины силы на расстояние. При движении поршней в гидравлическом насосе расстояние, на которое сдвигается меньший из них, во столько же раз больше пройденного большим, во сколько меньше площадь его поверхности.

Проигрывая в силе на меньшем из поршней, мы выигрываем в расстоянии. По сути, любая такая машина представляет собой рычаг первого рода, где длинное плечо выполнено в виде малого цилиндра, а короткое – в виде большого.

Сферы использования гидравлических прессов

Мы можем наблюдать работу гидравлических прессов, например, в любом автосервисе. Такие машины широко применяются в различных областях промышленного производства. С их помощью выполняются:

• холодная и горячая ковка металлических заготовок;
• штамповка листового металла;
• восстановление формы деталей;
• обжим цилиндров;
• склейка под давлением и т. д.

Гидравлические прессы используются для брикетирования отходов металлообработки, что позволяет оптимизировать процесс их транспортировки.

Среди преимуществ гидравлических прессов следует отметить:

• возможность получения очень большого усилия;
• высокий коэффициент усиления;
• простоту регулировки и контроля прилагаемого усилия;
• возможность точной регулировки скорости движения штока;
• высокую надежность.

Роль кинематического звена в таких машинах играет гидравлическая жидкость, чаще всего – специальное минеральное масло. Цилиндры сообщаются посредством трубопроводов, в том числе и гибких, передающих энергию на подвижные части установок.

Недостатки гидравлических прессов:

• меньший (по сравнению с механическими прессами) коэффициент полезного действия;
• относительно высокая стоимость машин и их обслуживания;
• возможное загрязнение маслом рабочей зоны.

Нагрузки гидравлических прессов

Гидравлические прессы применяются для работ, требующих усилия, которое может измеряться как килограммами, так и десятками тонн. Современный рынок специального оборудования предлагает широкий выбор машин, рассчитанных на работу с заготовками любых размеров.

Для изготовления гидравлических прессов применяются различные марки высокопрочных и нержавеющих типов стали, алюминиевые сплавы, латунь и пр.

Машины могут иметь различную конфигурацию – их конструкция может включать как одну, так и несколько станций. Однопозиционный гидравлический пресс – устройство с единым набором рабочих инструментов, матрицей и пуансоном, находящимися в столе.

Станции, входящие в многопозиционный пресс, могут быть предназначены как для выполнения одной операции с заготовками из разных материалов, так и для прессования с их перемещением от одного этапа к другому.

Для того чтобы пресс выполнял ту или иную конкретную работу, различные модификации могут иметь соответствующее усилие, ход рабочей части, форму матрицы, химический состав гидравлической жидкости и т.д.

Стандарты безопасности

Для того чтобы поддерживать работоспособность оборудования, необходимо регулярно и своевременно проводить его техническое обслуживание и настройку. Также следует придерживаться определенных правил эксплуатации. Специалисты рекомендуют:

• Следить за герметичностью цилиндров и трубопроводов. Протечки гидравлической жидкости в уплотнительных кольцах, магистралях, седлах клапанов и концевых фитингах приводят к снижению мощности и эффективности оборудования.
• Выполнять работу, не превышая рекомендованные производителем максимальные значения нагрузки. Соблюдать это требование несложно, а превышение максимально допустимого давления может стать причиной сбоев в работе и даже выхода гидравлического пресса из строя, не говоря уже об опасности для здоровья и жизни оператора.
• Следить за наличием смазки на подвижных частях и уплотнителях. Применение смазочных материалов позволяет избежать преждевременного изнашивания деталей и обеспечить герметичность системы. Также необходимо пользоваться строго теми гидравлическими жидкостями, применение которых рекомендовано производителем оборудования.
• Контролировать скорость, с которой набирается давление в системе. В полностью исправном и правильно настроенном гидравлическом прессовальном оборудовании требуемые значения должны достигаться быстро (ориентировочно – за полсекунды). Если речь идет о двух или трех секундах, следует выполнить диагностику. Чаще всего подобные проблемы возникают, когда нарушается работа предохранительного клапана или насоса.
• Следить за появлением нехарактерных шумов при работе пресса. Чаще всего они свидетельствуют о поломках или предвещают их. Важно выяснить, откуда доносится звук и какова его природа. Нередко начинают шуметь смещенные и неисправные клапаны. Также причина может крыться в недостатке смазки на рабочих частях, деталях и уплотнителях.
• Контролировать работу электронных компонентов. При эксплуатации прессов чаще всего приходится сталкиваться с выходом из строя катушек и реле. Важно помнить, что такие элементы имеют ограниченный срок службы (первые рассчитаны примерно на три миллиона ходов штока, а вторые – примерно на один миллион). Для восстановления работоспособности станка достаточно простой замены вышедшего из строя узла. Отслеживание исправности и планирование заблаговременной замены существенно облегчает установка счетчика циклов.
• Необходимо также регулярно осматривать фитинги, уплотнители, магистрали и прочие узлы, испытывающие высокие нагрузки в ходе эксплуатации оборудования.
• Следить за уровнем гидравлической жидкости и температурой. Данные параметры крайне важны для правильной работы и долговечности любого гидравлического пресса. Перегрев, плохое качество или недостаток масла в системе неминуемо становятся причиной снижения производительности и поломок. Для визуального контроля качества жидкости достаточно нанести небольшое ее количество на белую бумагу. Обнаружение посторонних включений, комков или загрязнений – однозначный сигнал о необходимости замены фильтра. Температура не должна подниматься выше +120 градусов по цельсию. Для охлаждения применяются вода или воздух.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

• цветные металлы;
• чугун;
• нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.