Для чего нужен? Гидравлический пресс – это машина, которая позволяет приложить точечное малое усилие в одном месте и получить большое в другом. Сила нагрузки контролируется манометром.
Где применяют? Механизм используют для холодной и горячей штамповки металла. Также при помощи него можно гнуть детали, спрессовывать подшипники и выполнять другие работы, требующие значительных физических усилий.
Вопросы, рассмотренные в материале:
- Устройство и принцип работы гидравлического пресса
- Сферы использования гидравлических прессов
- Технические характеристики прессов
- Разновидности гидравлических станков
- Советы по выбору гидравлического пресса
- Правила эксплуатации гидравлических прессов
Устройство и принцип работы гидравлического пресса
Гидравлическое прессовое оборудование работает по простому принципу: пресс состоит из двух цилиндров. Когда поршень в первом из них приводится в движение (в ручных моделях для этого предусмотрен рычаг), рабочая жидкость, обычно масло, передает давление во второй, поршень которого создает усилие, необходимое для выполнения тех или иных операций с помощью специальных насадок.
Для того чтобы лучше понять принцип работы пресса, нужно изучить его детально. Любое устройство этого типа состоит из:
- литого основания – прочной цельнометаллической станины;
- металлической конструкции, которая монтируется на основание сверху и предназначена для установки остальных элементов;
- двух цилиндров, соединенных трубками, по которым движется жидкость;
- поршней, передающих усилие на рабочую часть агрегата;
- штока со сменными рабочими насадками;
- привода, который может быть ручным или электрическим. Во втором случае требуется установка ряда дополнительных элементов.
Для чего нужен гидравлический пресс. Такие устройства дают возможность оказывать достаточно высокое давление на обрабатываемую заготовку, затрачивая относительно мало усилий. В основе работы подобных агрегатов лежит так называемый принцип Паскаля, который гласит, что давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку без изменений во всех направлениях.
Открытие этого закона принадлежит французскому ученому и философу Блезу Паскалю. Вкратце: приложение к малому поршню силы F1 приводит к увеличению давления жидкости на величину F1/S1, где S1 — площадь поршня. Жидкость передает давление большему поршню: F1 / S1 = F2 / S2. Отсюда получаем: F2 = (A2/A1) F1. Мы видим, что сила, воздействующая на второй поршень, будет настолько больше силы, приложенной к первому, насколько велика будет разница между их площадью.
Этот принцип использован в огромном множестве разнообразных устройств. Важно понимать, что работа, осуществляемая силой F1, если пренебречь силой трения, равна работе, которая совершается как противодействие силе F2. Обозначив расстояние, на которое сдвигается поршень символом I, мы получаем уравнение F1l1 = F2l2, а значит – l2 = (F1/F2) l1. Иначе говоря, больший поршень перемещается на меньшее расстояние, чем поршень с маленькой площадью.
Поршни, цилиндры и соединительные трубки (шланги) должны быть выполнены из материалов высокой прочности и выдерживать высокое давление.
Сферы использования гидравлических прессов
В каждом автосервисе выполняется множество операций, требующих высокого давления, для чего нужен гидравлический пресс. Однако сфера применения таких устройств значительно шире – они используются в огромном количестве производственных процессов, например, для:
- холодной или горячей ковки металлических заготовок;
- штамповки листового металла;
- восстановления формы деталей;
- обжима цилиндров;
- склейки под давлением.
С помощью гидравлических прессов также сжимают отходы, образующиеся в ходе обработки металлов, в брикеты, которые занимают меньше места и удобны в транспортировке.
Преимущества гидравлических прессов состоят в:
- возможности получения очень большого усилия;
- высоком коэффициенте усиления;
- простой регулировке и контроле прилагаемого усилия;
- возможности достаточно точной регулировки скорости движения штока;
- высокой надежности.
Кинематическое звено гидравлических прессов –жидкость. Для сообщения цилиндров используются трубопроводы, в том числе и гибкие, которые обеспечивают передачу энергии даже к подвижным элементам установки.
Минусы такого оборудования заключаются в:
- меньшем, по сравнению с механическими прессами, коэффициенте полезного действия;
- относительно высокой стоимости оборудования и его обслуживания;
- возможном попадании масла в рабочую зону.
Технические характеристики прессов
При выборе прессового оборудования для конкретного технологического процесса следует исходить из:
- габаритов установки и ее массы;
- номинальной силы пресса;
- максимального хода поршней;
- скорости опрессовки;
- скорости выталкивания поршня под давлением масла;
- размеров рабочей части, которая соприкасается с заготовкой.
Для работы с большими заготовками требуются крупногабаритные промышленные гидравлические прессы.
При использовании гидравлического привода возможно достаточно точно регулировать как усилие, так и скорость, с которой движется шток с рабочими насадками. Выходное звено в установках такого типа движется со скоростями в диапазоне от 0,1 до 300 мм/сек. Из всех перечисленных выше достоинств гидравлического пресса ключевыми являются именно регулировка усилия и его высокие значения.
Для расчета силы, развиваемой гидравлическим прессом, пользуются формулой F=p×S, где S – площадь поршня, а p – давление жидкости в цилиндре. Некоторые промышленные гидравлические прессы развивают усилие до 70 000 тс (тонн силы). Ходом ползуна, выражаемым в миллиметрах, называют амплитуду перемещения рабочей части. От этого показателя зависит глубина обработки заголовок.
Расстояние между нижней точкой рамы и ползуном называют высотой рабочей части. От этой характеристики зависят максимальные габариты заготовки, которую позволяет обрабатывать конкретная установка. Как правило, на гидравлическом прессовом оборудовании эта величина регулируется, что дает возможность настроить пресс для работы с конкретными деталями.
Разновидности гидравлических станков
Гидравлические прессы для обработки металлических заготовок классифицируются по нескольким параметрам. В зависимости от типа привода, прессовое оборудование делится на:
- ручные прессы, которые мастер приводит в действие, прилагая прямое усилие, увеличиваемое рычагом;
- прессы, для начала работы привода которых необходимо нажать на специальную педаль;
- прессы с пневмоприводом, в которых для увеличения усилия используются пневматические цилиндры;
- электрогидравлические прессы, которые используются главным образом в промышленности и не требуют приложения силы – оператор отвечает за настройку оборудования и контролирует его работу.
Прессовое оборудование для обработки металлических заготовок методом холодной штамповки в зависимости от назначения бывает:
- общего назначения;
- для объемного обжима;
- для пробивки отверстий в заготовках из листового металлопроката.
В зависимости от расположения рабочих цилиндров прессы бывают:
- горизонтальными;
- вертикальными;
- с верхним цилиндром;
- с нижним цилиндром;
- угловыми, когда вертикальный цилиндр сочетается с горизонтальным.
Читайте также: Обработка металлов давлением: технология и методы
По количеству рабочих цилиндров:
- с одним цилиндром
- с двумя и более цилиндрами
В зависимости от конструкции прессы бывают:
- колонными;
- рамными;
- челюстными.
Существуют передвижные, настольные и стационарные модели. Последние применяются для серийного промышленного производства.
Советы по выбору гидравлического пресса
Разберемся, для чего нужен гидравлический пресс в гараже, автосервисе или на агрегатном участке и как следует подходить к выбору оборудования. Приступая к выбору установки, необходимо точно определить, для решения каких задач она будет использоваться.
Для работы с небольшими заготовками отлично подойдет компактный пресс, возможно, настольный. Если предстоит работать с крупными деталями, следует остановиться на мощной напольной модели. Опытные мастера приобретают оборудование с учетом перспектив развития своего предприятия, чтобы через некоторое время не столкнуться с необходимостью покупки нового.
В сопроводительной технической документации обязательно содержатся основные характеристики оборудования, среди которых:
- габариты (мм);
- масса (кг);
- давление рабочей жидкости (МПа);
- мощность привода (кВт);
- рабочий ход (см);
- усилие сжатия (т);
- усилие на ручке (Н);
- рабочая скорость (мм/с).
Читайте также: Чем резать трубу: инструменты, способы, приемы
Наиболее важные характеристики, на которые следует обратить внимание:
- Масса. Если предстоит работать с мелкими деталями, можно остановиться на легком ручном инструменте, а для крупногабаритных и массивных заготовок лучше подойдет тяжелый стационарный пресс.
- Усилие прижима головки пресса. Эта величина выражается в тонн-силах (тс). Если оборудование будет применяться для сборки/разборки подшипников, вполне хватит 10 тс, а вот для рубки металлических заготовок понадобится от 15 до 20 тс.
- Усилие сжатия – наибольшее усилие, которое развивается на штоке, (измеряется в тоннах).
- Ход ползуна – амплитуда движения силовой головки.
- Высота рабочей области, от которой зависит, насколько большие заготовки можно будет обрабатывать.
- Рабочий ход – еще один параметр, определяющий размер обрабатываемых заготовок.
Правила эксплуатации гидравлических прессов
Вне зависимости от того, где будет нужен гидравлический пресс (в гараже или на агрегатном участке), при его эксплуатации необходимо придерживаться ряда рекомендаций:
- осматривать заготовки, чтобы убедиться в отсутствии дефектов;
- следить за исправностью пресса;
- проверять, установлена ли на шток нужная насадка;
- нельзя обрабатывать заготовки из твердых сплавов, чтобы не вывести из строя рабочие части пресса;
- контролировать уровень масла;
- следить, чтобы обрабатываемые заготовки были надежно зафиксированы.
Детали и узлы прессового оборудования подлежат регулярному осмотру, освидетельствованию и испытаниям в соответствии с правилами устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды, а также сосудов, работающих под высоким давлением. Важно контролировать зазор между направляющими и подвижной частью оборудования во избежание перекоса последней.
Рекомендуем статьи
При движении вверх подвижная траверса должна останавливаться, не доходя 30 – 400 мм до верха рамы, для чего необходима установка концевого выключателя. Внизу ход подвижной части также должны останавливать ограничители или концевые выключатели. Во время работы пресса вниз могут падать отвинтившиеся гайки, разорвавшиеся шпильки и фрагменты сальников, а значит, необходимо пользоваться улавливающим металлическим кожухом.
Также необходимо убедиться, что пресс снабжен стопором, который не допускает самопроизвольного опускания подвижной части. Пресс обязательно должен быть оборудован устройством, которое удерживает подвижную траверсу в поднятом состоянии во время ремонта и отладки оборудования. Необходимо, чтобы контакторы индукторов, нагревающих оснастку, были снабжены ограждениями.
Работа гидравлических прессов осуществляется за счет давления, передаваемого рабочей жидкостью между двумя цилиндрами. Усилие передается на рабочую часть установки. В зависимости от того, какой привод используется в конкретной модели, может требоваться приложение мастером физического усилия, или оператор осуществляет исключительно функции наладчика и контролера.
