Гидравлические прессы: назначение, возможности, критерии выбора

Ручной пресс: устройство, принцип работы, сфера применения

Механический пресс это такой прибор, который создан для осуществления преобразования движения через специальную кинематическую сеть с жёсткими по типу звеньями. Ни одно производство в сфере металлургии не может обойтись без определённой конструкции. Настольные образцы применяются в небольших целях, в домашних мастерских. На них происходит штамповка, выпрямление, прогиб отдельных деталей и конструкций, а также в этом месте происходит дополнительная обработка.

Сфера использования прибора

Настольный пресс может функционировать на автоматической или же ручной тяге. Популярность такого прибора объясняется и его особо небольшими размерами. Что очень важно при высокой цене аренды в производственных целях. Это оборудование можно назвать по-настоящему прочным, так как оно создано из закалённой стали. Такое оборудование может работать около 10 лет без замены комплектующих механизмов, а также без совершения дополнительного ремонта. Для его работы не требуются расходные материалы, а обслуживание такого станка можно доверить даже самому неквалифицированному и невнимательному сотруднику на предприятии.

При помощи ручного пресса можно обработать такие материалы:

  • Картон.
  • Кожу.
  • Поролон.
  • Пластмассы и полимеры.
  • Различные по типу материалы.
  • Резину.

Механические прессы активно применяются во всех областях производственной деятельности для прессования пластиковой тары, бумаги, различных отходов из цветного металла, алюминия, металлической стружки, а также остальных отходов после производства. Такой пресс принято использовать в типографии, ресторане и гостинице. Пресс будет значительно снижать расходы, которые идут на утилизацию отходов.

Устройство и особенности функционирования

Все процессы можно разделить по форме штока на такие, как:

Конструкция настольного оборудования, которая работает при помощи ручной тяги происходит довольно просто:

  • Шток реечного типа.
  • Станина колоннообразная, которая совмещена вместе с подставкой для размещения заготовки или же поворотного стола.
  • Специализированный вал.
  • Зубчатая передача, которая запускается при помощи винта либо рычага.

Принцип функционирования такого механизма заключается в том, что при помощи ручной тяги происходит запуск общего вращательного движения эксцентрика. При этом он крепится на поршень, который качественно продавливает сырьё через специальную матрицу. При всём этом сила контрдавления должна регулироваться самой формой матрицы, которую можно легко заменить на новую. Существует большое количество матриц для различных разновидностей сырья. В дополнение к такому станку идут специальные штампы для производства плоских компонентов из листового металла.

Во время создании конструкции можно применять различные схемы матриц:

  • Крутящиеся.
  • Шестигранные сменные.
  • Точечные сменные.

Характеристики прибора

Главная характеристика, которая будет главным образом определять применение пресса: максимальное усиление в области штока. При этом показатель способен варьироваться в пределах 450−5 тыс. килограмм. Для создания авторемонтной мастерской вполне хватит давления в 2 тонны, для использования в приусадебном участке — 500 килограмм.

Кроме всего этого важным считается сам размер рабочей площади и вылет самого штока — именно от них и будет составляться зависимость габаритов изготовляемых деталей. Чем мощнее будет станок, тем больше он будет весить и сложнее его будет поднимать. Так, с процессом увеличения усилия на одну тонну, вес устройства начинает умножаться на два. Чем выше показатель мощности, тем больше сам механизм и с большим количеством компонентов он и может функционировать.

  • Усилие (варьируется от 500 до 5 тыс. килограмм).
  • Общая площадь в сечении штока (чем больше площадь, тем крупнее можно сделать само изделие).
  • Высота общей заготовки (от 10 и до 25 сантиметров и зависит от диапазона вылета штока).

Настольный тип изделия считается более устойчивым, прочным и надёжным, а также с таким оборудованием будет намного проще работать. Изменять детали в нём довольно просто, детали в это время будут выходить довольно точными. Точность в выполнении работы будет обеспечена общей жёсткостью конструкции, а также монолитным корпусом.

Разновидности ручных прессов

Для применения пресса в разных отраслях создаются следующие разновидности прессов ручного типа:

  • Гидравлический. Требуемое усилие происходит при помощи штока гидроцилиндра. В самом гидроцилиндре есть определённая рабочая жидкость, которая начинает активно сжиматься под давлением для создания соединений, сжатия, деформации формы у предметов. Считается более мощным и качественным, чем ручной механизм: способен создавать усилие в десятки тонн при самом небольшом усилии со стороны сотрудника.

Главный компонент конструкции — пара гидроцилиндров в различных габаритах, которые при этом заполняются техническим маслом. Между собой они функционируют при помощи рабочей жидкости. Принцип работы такого устройство будет очень сходных с механическим, только в этом случае на месте рычага применяется специальное техническое масло. Мощность оборудования будет прямо пропорциональна отношению диаметров цилиндра, а также поршня.

  • Дыропробивной. Специальная разновидность пресса для осуществления штамповки отверстий в листах из различных типов материалов, в том числе сюда входит металл не больше 4 мм. Общий диаметр в пробиваемых поверхностях будет варьироваться от 10 до 40 мм.
  • Ручной механический пресс. Применяют его главным образом для осуществления опрессования кабеля и трубчатых гильз. Опрессовывание — это наиболее надёжный метод осуществления соединения электрокабеллей, повышает общий показатель проводимости тока, что уменьшает сопротивление и не даёт развиться перегреву в кабеле, снижает возможность развития аварий в процессе производства, а также обгорания отдельных соединений. Эффективнее всего совершать опрессовывание с помощью механического ручного пресса.

Этот механизм представлен в виде рычага, укомплектованного при этом храповиками либо трещотками, они не дают развитию обратного хода и создают довольно прочное усилие для того, чтобы произошло качественное сцепление в проводах. Конструкция позволяет легко изменять общую длину рычагов. Давление, которое происходит в оборудование, можно сравнить с тем, что обеспечивает гидравлический аналог, но второй при этом имеет значительно высокую стоимость. Для осуществления качественного сжатия в проводах стоит нажать на рукоятку несколько раз, а после менять насадки в комплекте.

Механический пресс совершает работу с электропроводами совершенно любых сечений вплоть до отметки в 240 кв. мм. Во время выбора оборудования стоит уточнить диапазон его работы. Чем большего размера устройство, тем более толстый кабель оно способно обжать.

  • Пресс-клещи. Используются для надевания наконечников и гильз на специальные кабели и электропровода. При этом такое устройство создаёт особый вдавливающего типа профиль. Способен совершать работу с максимальным сечением кабеля около 35 кв. мм. Общий вес инструмента в это время будет равняться трём килограммам.
  • Таблеточный пресс. Это специальное устройство, которое создано для создания таблеток в лабораторных условиях. Есть большое число модификаций таблеточных устройств, включая сюда и настольные, которые совершают свою работу от ручной тяги. Общая производительность в таком приборе варьируется от 200 до 1 тыс. таблеток в час.

Диаметр у таблеток создаётся определённой формой в пределе от 0, 4 до 1 сантиметра, толщина не больше полусантиметра. Максимальное усиление будет доходить до 700 килограмм. Лабораторные таблеточные устройства могут быть гидравлического типа, а также совершают работу от электродвигателя. Такие устройства будут более мощными, производительность в час будет равняться около 6 тысяч таблеток.

Критерии выбора пресса

  • Показатель мощности. Сила зажима в ручном типе механизме будет напрямую зависеть от усилий со стороны человека. Гидравлическое устройство считается более сложным и мощным, поэтому не требует от человека приложения каких-либо повышенных усилий, гидравлический пресс считается более мощным и сложным в строении, не требует приложения слишком больших усилий, эффект в это время достигается за счёт особой конструкции.
  • Показатель размера. Размер в устройстве считается довольно важным показателем, особенно будет важным для небольших точек производства. Вместе с этим, чем меньше будет устройство, тем с меньшими деталями оно сможет совершать работу. Маленькое настольное устройство сможет покрыть потребности в работе мастерских либо в домашнем хозяйстве. Если же вы собираетесь совершать работу с большими деталями, то стоит выбирать более габаритный агрегат. Такие в большинстве случаев совершают свою работу на гидравлике.
  • Цели использования. Прессы в основном применяются лишь на производстве либо во время монтажа. Есть специальные модели для осуществления производства пищевой продукции, к примеру, сока. Такие препараты в большинстве случаев используются при домашнем производстве.

Принцип работы гидравлического пресса

Это устройство, которое помогает оператору, прикладывая совсем небольшой показатель усилий на прибор, получать от него усилие в количестве нескольких десятков тонн на самом выходе.

Гидравлический пресс по своей конструкции включает в себя два гидравлических цилиндра различные по своему диаметру, которые совершают сообщённые действия друг с другом. Цилиндры при этом заполняются особой гидравлической жидкостью, которая не оказывает никакого активного воздействия на материал цилиндров, чаще всего гидравлическим маслом.

Принцип работы гидравлического и ручного пресса основан на законе, открытым философом и учёным Паскалем, по которому можно выявить, что давление (сила, действующая на одну единицу площади) в любой области жидкости (либо газа), находящегося в полном покое, является полностью одинаковой по всем направлениям и передаётся абсолютно одинаково ко всему общему объёму.

По своей работе пресс можно сравнить с механическим рычагом, в котором само усилие идёт через плечо рычага, только в этом случае в качестве передающего усилия рычага средство считается жидкость, а общее отношение прилагаемого усилия и усилия на конце рычага будет зависеть от величины соотношения площадей у рабочих поверхностей в гидравлических цилиндрах.

По сравнению с остальными разновидностями прессов, гидравлические и ручные обладают своими неоспоримыми достоинствами, которые предопределяют их широкое использование в области производства, ремонт и обслуживание общих станков, механизмов, а также более тяжёлой технике:

  • Простота в конструкции.
  • Отсутствие необходимости использовать в изготовлении предохранительных устройств от перегрузки, ведь рабочие усилия могут значительно превышать установленные показатели.
  • Рабочие усилия не будет зависеть от положения подвижного рабочего стола.
  • Процесс плавного регулирования рабочего усилия.
  • В конструкции предусмотрена возможность изменять высоту, а также длину рабочего хода.
  • Имеется возможность подавать постоянное усилие сколько вам будет угодно по времени.

Главным недостатком в гидравлическом прессе станет невысокая скорость хода рабочей поверхности штока. Если же начать увеличивать его скорость либо перемещать рабочий шток, то такое может привести к развитию гидравлического удара в шланге или же в трубопроводе пресса в тот момент, когда произойдёт контакт рабочей поверхности и глади детали. В конечном счёте может быть развит люфт во всей конструкции, могут выйти из нормальной работы уплотнители, шланги и остальные детали в конструкции.

Читайте также:  Как выбрать игольчатый зачистной молоток

Необходимость и назначение прессов в технологическом оборудовании АТП

В процессе разборки и сборки агрегатов и машин значительный объем времени приходится на узловую сборку прессовых соединений и подшипниковых узлов. Для автомобилей этот процесс достигает 40% от общей трудоемкости разборочных и сборочных работ. При механизации процесса снятие и установка деталей с натягом должна обеспечиваться их сохранность. А так же гарантированный натяг.

В зависимости от класса и вида пресса на АТП предназначаются для запрессовки и выпрессовки втулок (больших и малых диаметров), пальцев, штифтов, шкивов, сальников, подшипников и других элементов конструкции автомобилей.

Обзор существующих моделей прессов с механическим, пневматическим, гидравлическим приводом

Прессы, применяемые на ремонтных и автотранспортных предприятиях, классифицируются по виду привода, конструкции (верстачные, стационарные, переносные, подвесные) и назначению (универсальные и специальные).

Прессы ручного действия подразделяются на реечные, эксцентриковые и винтовые.

Верстачные реечные прессы ручного действия создают усилие до 1500 кг и применяются при узловой сборке и разборке для выпрессовки и запрессовки втулок малого диаметра, пальцев и штифтов.

Реечные прессы могут быть с непосредственным воздействием ведущей шестерни на рейку или с перебором, состоящий из одной или двух пар промежуточных шестерен. Установка перебора позволяет значительно повысить рабочее давление.

Эксцентриковые прессы применяют для выпрессовки и запрессовки мелких втулок и штифтов с небольшой длиной запрессовки. Эксцентриковые прессы развивают усилие до 1000 кг.

Винтовые прессы развивают большие усилия, обеспечивающие проведение всего объема прессовых работ в процессе сборки и разборки при ремонте автомобилей.

Пневматические прессы с усилием запрессовки до 5000 кг из-за простоты своей конструкции и высокой производительности получили широкое распространение на ремонтных заводах и АТП. Диаметры рабочих цилиндров пневматических прессов принимают равным 100-300 мм, рабочее давление воздуха 4-6 кгс/см^2 (0,4-0.6 МПа).

По конструктивному оформлению силового узла пневматические прессы могут быть с непосредственной передачей усилия запрессовки от штока пневматического цилиндра на ползун и рычажные. Прессы первого типа значительно проще по конструкции, они создают усилие не боле 1500 кг. Рычажные пневматические прессы создают усилие запрессовки более 1500 кг. Для получения больших усилий запрессовки используют рычажный привод.

На ремонтных предприятиях и автотранспортных предприятиях применяют так же прессы с гидравлическим приводом. Они компактны и создают значительное усилие по сравнению с пневматическими и механическими. Это обеспечивается тем, что рабочие цилиднры гидравлических прессов работают при давлении до 150 кгс/см^2 (15МПа). При ремонте машин применяются различные гидравлические прессы – универсальные и специализированные.

Универсальные прессы подразделяют на верстачные и стационарные. Верстачные гидравлические прессы, создающие усилие до 5 тонн, применяют при разборке и сборке малогабаритных узлов, а так же для установки сальников и подшипников. В сочетании с другими приспособлениями и механизированными устройствами пресс можно использовать при общей разборке и сборке машин на поточной линии.

Для узловой сборки применяются монтажно-запрессовочные и правильные одностоечные стационарные прессы усилием 10, 25, 40, 63, 100, 160 тонн.

Наряду с универсальными прессами широко применяют специальные прессы, обеспечивающие значительное повышение производительности труда при выполнении отдельных трудоемких разборочных и сборочных работ. По конструкции специальные прессы делятся на верстачные, стационарные, подвесные, вертикального и горизонтального действия. В большинстве случаев они предназначаются для выполнения одной или нескольких операций и являются элементом конструкции специализированного стенда.

Устройство и принцип действия гидравлического привода.

Состоит из двух с сообщающихся цилиндров (Рис. 1) (с поршнями) разного диаметра, заполненных водой, маслом или другой подходящей жидкостью. По законам гидростатики давление (сила, действующая на единицу площади) в любом месте покоящейся жидкости (или газа) одинаково по всем направлениям и одинаково передается по всему объему. Это – закон Паскаля, названный по имени французского философа и ученого Б. Паскаля. Если к малому поршню приложить силу F1, то давление в жидкости увеличится на величину F1/A1, где A1 – площадь малого поршня. Это давление передастся большому поршню, а следовательно: F1/A1 = F2/A2, откуда F2 = (A2/A1) F1. Если площадь A2 намного больше площади A1, то сила F2 будет намного больше силы F1. Таков принцип действия гидравлического пресса, широко применяемого в технике. Следует иметь в виду, что работа, совершаемая силой F1, должна быть (в пренебрежении трением) равна работе, совершаемой против силы F2. Если через s обозначить перемещение поршня, то это можно записать в виде F1s1 = F2s2, откуда s2 = (F1/F2) s1, т.е. перемещение большого поршня гораздо меньше, чем малого.

Рис. 1. Принцип действия гидравлического пресса.

Виды гидропрессов и особенности их использования

С помощью чего можно запрессовать подшипник в сборочный узел? Вряд ли удастся сделать это лишь подручными предметами, ведь потребуется огромное усилие, недоступное человеческому телу. Зато доступно гидравлическому прессу.

Что такое гидравлический пресс?

Гидропресс – устройство, значительно увеличивающее изначально приложенное усилие. Прессом оно называется условно, ведь в промышленности данный аппарат предназначен для изготовления деталей путём штамповки.

Наиболее распространённый пример гидравлического пресса – домкрат. Гидродомкрат позволяет человеку приложить небольшие усилия, но поднять тяжёлый груз. Аналогично работают тормоза, амортизаторы, приводы и насосы.

Популярность гидравлический пресс получил благодаря тому, что огромный поток энергии передаётся по тонким и гибким шлангам, что ещё больше упрощает работу.


Принцип действия гидравлического пресса

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.

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.

На схеме показан простейший гидравлический пресс, состоящий из поршней большего и малого диаметров, установленных в сообщающихся цилиндрах, под поршнями находится жидкость. На поршень малого диаметра площадью S 1 оказывается усилие F1, определим усилие F2, которое сможет преодолеть поршень площадью S2.

Давление под поршнем 1 можно вычислить по формуле:
p 1=F1/S1

Давление под поршнем 2 будет определяться зависимостью:
p 2=F2/S2

Согласно закону Паскаля давление, приложенное к жидкости передается всем точкам этой жидкости одинаково во всех направлениях.

Функции гидравлического пресса

  1. Прессовка.
  2. Штамповка.
  3. Выдавливание.
  4. Правка и сборка.
  5. Утилизация.

От функции гидравлического пресса зависит его конструкция.

Виды цилиндров гидропресса

  • Дифференциально-плунжерные: применимы, когда через активный поршень проходит игла или другой элемент системы.
  • Поршневые: используются, если масло выступает рабочей жидкостью.
  • Обратного хода: если гидропресс имеет неподвижный корпус и цилиндр располагается снизу.

Типы гидравлических прессов

Согласно Общероссийскому классификатору основных фондов, гидравлический пресс относится к группе № 5. Сюда же входят все металлообрабатывающие кузнечно-прессовые станки и молоты.

Классификация по типу расположения цилиндров:

Классификация по типу работ:

  • штамповочные;
  • гибочные;
  • ковочные;
  • для фланцевания и бортования.

Классификация по типу станины:

Классификация по типу исполнения:

  • С закрытой рамой – в раме есть отверстия для фиксации пресса на столе; используется для гибки, правки, выпрессовки/запрессовки.
  • С открытой рамой – для обработки деталей нестандартной формы и неудобной конструкции; выполняет аналогичные операции.
  • Универсальные – обладают полным набором функций; гидронасос можно использовать вручную.
  • Выпрессовщики – применяются для монтажа/демонтажа, выпрессовки/запрессовки. Небольшие размеры позволяют использовать его чаще в любых условиях.

Современные прессы не обходятся без ЧПУ. Задав режим работы и выбрав давление, можно забыть о постоянном контроле станка – этим займётся микрокомпьютер.

Как пользоваться гидравлическим прессом?

Каждый гидропресс имеет конструктивные особенности, поэтому производитель продаёт станок вместе с детальной инструкцией по эксплуатации гидравлического пресса. Но даже прочитав её, желающий поработать на нём не будет допущен, ведь нужно знать не только инструкцию, но и общие правила по охране труда с гидропрессами. Вот некоторые из них:

  1. Работать за гидропрессом могут только лица, прошедшие инструктаж и медосмотр.
  2. Нельзя работать на гидравлическом прессе без спецодежды.
  3. Всегда нужно следить за возможной утечкой жидкости.
  4. Не держать руки у рабочей зоны.
  5. По окончанию работы закрыть клапан и протереть инструмент.

Более детальное руководство можно прочесть в охране труда по работе с гидравлическими прессами.


Вертикальные гидропрессы с ручным приводом

Наиболее распространённый вид гидравлических прессов. Внешне это двухстоечная установка с ручным или ножным приводом. Имеется рабочая поверхность и манометр для контроля за давлением. Относится к классу вертикальных.

Часто используется на СТО для легковых автомобилей, так как его усилия приблизительно в 20 тонн вполне хватит для подъёма даже немаленькой машины.

Настольные прессы

Настольные гидропрессы – одни из самых компактных. Конструкция не ютится на полу, но вкручивается в стол или верстак. Если в помещении недостаток пространства, то настольный пресс идеально подойдёт. Максимальное усилие – 15 тонн, и этого не всегда достаточно. Из-за компактности такой пресс не может работать с габаритными деталями.

Электрогидравлические прессы

Основа конструкции – электрический двигатель. Развивающееся усилие – от 50-и тонн и выше. Для производственных предприятий и СТО для обслуживания крупногабаритных авто незаменим. Электропривод повышает скорость выполнения работ и исключает приложение какого-либо физического усилия в процесс.

Пневмогидравлический пресс

Пневмогидравлические прессы имеют ряд преимуществ, которые заставляют предприятия заменять свои старые установки на пневмогидравлические.

  • Надёжность.
  • Экономичность.
  • Простота в обслуживании.
  • Работа от сжатого воздуха.
  • Работа в ручном режиме.
  • Можно использовать на опасном производстве.

Примечание: в систему пневмогидравлического пресса должен попадать только чистый сжатый воздух.

На что опереться при выборе гидропресса?

Обилие моделей и производителей позволяет подобрать гидропресс под особые рабочие потребности. Лучше, если характеристики агрегата будут немного лучше, чем требуется. Плюс, необходимо обратить внимание на допустимый срок эксплуатации.

Важные технические характеристики

  • Размер изделий, с которым придётся работать.
  • Сила развиваемого давления.

От этих показателей зависит дальнейший выбор. К примеру, настольный 10-тонный пресс не подойдёт для грузового автосервиса, а маленькая мастерская в гараже не нуждается в 100-тонном аппарате.

Читайте также:  Как убрать снег мотоблоком

В технической спецификации указывается усилие гидропресса. Поняв, с какими деталями придётся работать, можно подобрать оптимальную установку с учётом стандартной градации:

  • легковые и грузовые авто – до 45-и тонн;
  • промышленные предприятия: от 75-и тонн и выше, в зависимости от материала для работы.

Обратите внимание на показатели высоты/ширины гидропресса и хода рабочего поршня. От этого зависит, насколько габаритная деталь поддастся гидропрессу.

Особенности гидропрессов, на которые стоит обратить внимание

  • Автоматический возврат штока. Ускоряет рабочий процесс и повышает удобство.
  • Хромированный шок. Увеличивает срок эксплуатации гидропресса, защищая его от коррозии.
  • Предохранительный клапан. Обезопасит работу пресса за счёт стравливания избыточного давления в системе. Превышение нагрузки чревато серьёзными последствиями.
  • Надежность станины. Прочный материал – только 50% надёжности конструкции. Важно, чтобы все швы были аккуратно заделаны, иначе усилие пресса со временем сломает каркас.
  • Лебёдочный механизм. Нужен для регулирования рабочего стола при работе с массивными элементами.
  • Перемещение стола и цилиндра. Мобильность отдельных деталей гидропресса повышает удобство работы с нестандартными размерами.
  • Качество манометра. Оценить усилие, оказываемое на деталь, можно только с помощью манометра, поэтому проследите, чтобы он показывал точные данные и был изготовлен из надёжных материалов. Лучше остановиться на глицериновом манометре, который подавляет вибрацию.

Заблуждения при работе с гидропрессами

Сложилось мнение, что гидропрессам не нужны предохранительные элементы. Это не так, потому что перепады давления в системе могут произойти даже из-за банальной смены погоды. Если цилиндры изготовлены из некачественного металла, реагирующего на небольшие скачки температур, то жидкость может быстро нагреться. Не заметив этого, рабочий запустит гидропресс на максимум, спровоцировав не просто поломку, а опасность для себя.

Выбирая гидравлический пресс, необходимо учесть не только нынешние потребности, но и будущие, ведь потом не захочется приобретать новую установку.

Где купить гидравлический пресс от производителя?

Стерлитамакский станкостроительный завод уже долгое время поставляет нам качественные гидравлические прессы собственного производства. Вес товар сертифицирован и проверен рабочими ООО «СТК»

Какому гидропрессу отдать предпочтение?

Руки мастера всегда должны быть свободными, чтобы контролировать ситуацию, поэтому, если выбор пал на механический гидропресс, то среди прочих акцентируйте внимание на педальной установке. И пока нога будет управлять прессом, руки смогут корректировать деталь.

Также на нашем сайте вы можете изучить статьи о фрезерных станках.

Гидравлический пресс – устройство и принцип работы

Принцип работы гидравлического пресса

Работа гидравлического пресса основана на принципе гидравлического рычага.

На рисунке показана схема простейшего гидравлического пресса, состоящего из поршней большего и малого диаметров, установленных в сообщающихся цилиндрах, под поршнями находится жидкость. На поршень малого диаметра площадью S1 оказывается усилие F1, определим усилие F2, которое сможет преодолеть поршень площадью S2.

Давление под поршнем 1 можно вычислить по формуле:

Давление под поршнем 2 будет определяться зависимостью:

Согласно закону Паскаля давление, приложенное к жидкости передается всем точкам этой жидкости одинаково во всех направлениях.

Сила на втором поршне будет увеличена пропорционально соотношению площадей поршней. Чем больше площадь второго поршня, и чем меньше площадь первого тем больший коэффициент усиления можно получить на гидравлическом рычаге.

Величина перемещения поршня 2 зависит от объема жидкости, вытесненного поршнем 1. Определим величину перемещения второго поршня l2, при перемещении поршня 1 на расстояние l1.

Так как первый поршень меньше второго, то расстояние на которое переместится второй поршень будет меньше расстояния, на который переместится первый поршень.

Получается, что представленная конструкция позволила значительно увеличить усилие, но при этом произошло снижение величины перемещения. Каким образом можно увеличить величину хода поршня 2, не увеличивая конструкцию?

Добавив в конструкцию два обратных клапана, и бак с дополнительным объемом рабой жидкости, мы сможем увеличить величину перемещения поршня 2, увеличивая число циклов перемещения поршня 1. Для возврата поршня 2 в исходное состояние добавим задвижку или распределитель, позволяющий при необходимости вытеснить жидкость из под поршня 2 обратно в бак.

Рассмотрим как работает гидравлический пресс в данном случае.

Во время перемещения поршня вниз под действием давления жидкости клапан 1 прижимается к седлу – закрывается, а клапан 2 открывается, жидкость поступает под поршень 2, заставляя его перемещаться и при необходимости преодолевать усилие нагрузки.

По достижении крайнего нижнего положения поршень начинает перемещаться вверх, увеличивая объем под поршнем, в результате создавшегося разряжения клапан 1 откроется, а клапан 2 закроется жидкость из бака будет поступать под поршень 1. После достижения крайнего положения поршень начнет движение вниз вытесняя рабочую жидкость, цикл повториться.

Таким образом увеличивая число циклов, можно достигнуть необходимой величины перемещения поршня 2 с увеличенным, за счет разницы площадей, усилием.

Представленную конструкцию можно назвать простейшим гидравлическим прессом, поршень 1 совместно с обратными клапанами 1 и 2 является поршневым насосом, поршень 2, установленный в цилиндрической камере – гидроцилиндром одностороннего действия, управление потоками жидкости осуществляется с помощью распределителя или задвижек.

Устройство гидравлического пресса

В реальных прессах используются объемные насосы различных типов, от насоса по трубопроводам жидкость поступает к одному или нескольким гидроцилиндрам. Параметры потока – давление, расход могут регулироваться с помощью предохранительных и редукционных клапанов, дросселей, регуляторов расхода.

Рассмотрим, принципиальную схему реального гидравлического пресса.

Жидкость от насоса через фильтр поступает на вход трехпозиционного распеределителя. В нейтральном положении золотник жидкость через распределитель отправляется на слив. При переключении распределителя жидкость направляется в поршневую или штоковую полость гидроцилиндра установленного на гидравлическом прессе.

Во время подачи жидкости в поршневую полость осуществляется рабочий ход – прессование. Во время подачи жидкости в штоковую полость – обратный ход.

Усилие прессования определяется как произведение площади поршня на давление в полости гидроцилиндра:

Максимальное давление в системе определяется настройкой предохранительного клапана и контролируется по манометру, установленному в напорной линии.

Гидравлическая схема пресса показана на рисунке.

Классификация гидравлических прессов

Наиболее часто используют классификации прессов по следующим признакам.

По расположению рабочих цилиндров :

  • горизонтальные
  • вертикальные
    • с верхним цилиндром
    • с нижним цилиндром
  • угловые (с вертикальным и горизонтальным цилиндрами)

По количеству рабочих цилиндров:

  • с одним цилиндром
  • с двумя и более цилиндрами

По типу привода:

  • с ручным приводом
  • с приводом от двигателя внутреннего сгорания
  • с приводом от электродвигателя

Характеристики гидравлических прессов

Гидравлический привод позволяет реализовать различные усилия и скорости перемещения выходного звена пресса. Скорость перемещения выходного звена может варьироваться в диапазоне от 0,1 мм/с до 300 мм/с.

Усилие гидравлического пресса

Одним из ключевых преимуществ гидравлических прессов является простота регулирования силы и возможность реализации больших усилий.

Силу, развиваемую гидравлическим прессом можно определить как произведение давления в полости гидроцилиндра на площадь поршня:

В зависимости от конструкции гидравлические прессы способны развивать усилие от нескольких тонн, до 70 000 тс (тонн силы).

Достоинства гидравлических прессов

  • Возможность получения огромных усилий
  • Большой коэффициент усиления
  • Простота регулирования и контроля усилия
  • Простота регулирования скорости выходного звена
  • Высокая надежность
  • Кинематическим звеном гидравлического пресса является жидкость, движение который осуществляется по трубопроводам, в том числе и гибким, это позволяет передавать энергию даже к подвижным элементам конструкции.

Недостатки гидравлических прессов

  • Меньший, по сравнению с механическими прессами, КПД
  • Относительно высокая стоимость комплектующих и обслуживания
  • Возможность попадания масла в зону прессования

Применение гидравлических прессов

Гидравлические прессы применяют:

  • при штамповке деталей из пластмасс, резины, стали, алюминия и других металлов
  • для запрессовки металлических деталей
  • для прессования угольных блоков, угольно графитовых электродов
  • для прессования древесной стружки при производстве фанеры, древесных плит

Гидравлические прессы широко используют в металлургии для для горячей и холодной штамповки, выдавливания, прошивки, гибки, правки, резки металла.

В пищевой промышленности из-за недопустимости попадания частиц масла в продукты используют пневматические прессы.

Как работают гидравлические системы? Ручные и автоматические прессы

Одним из самых эффективных и экономичных методов изготовления заготовок для дальнейших переделов является обработка давлением. В основу этого процесса положена способность металла к пластической деформации и «перетеканию» из одной части заготовки в другую при приложении значительных усилий. Для обработки металлов давлением применяют кузнечно-прессовое оборудование, среди которого отдельное место занимают гидравлические прессы. Кроме холодной и горячей штамповки объемных изделий они используются для гибки, резки, выдавливания, пробивки и правки листовых материалов, а также для соединения металлических деталей под давлением.

Главный рабочий орган таких прессов — гидравлический цилиндр, с помощью которого создается усилие, деформирующее заготовку. Это давно известная и отработанная технология, основанная на хорошо изученных физических принципах. Поэтому гидропривод широко используется как в гигантских промышленных установках, обрабатывающих судовые валы ледоколов и подводных лодок, так и в небольших ручных прессах для запрессовки подшипников и втулок. При этом гидропрессы применяются не только при работе с монолитными заготовками, но и для прессования расплавленного металла, металлических порошков и пластмасс, а также для брикетирования металлолома, макулатуры, сена и промышленных отходов.

Принцип действия и устройство

В отличие от кривошипного и винтового прессового оборудования, в котором прессовое действие на заготовку осуществляется за счет работы традиционных механических устройств, принцип работы гидравлического пресса основан на правилах гидродинамики, в частности на хорошо известном физическом законе, согласно которому давление на поверхность жидкости передается внутри среды одинаково во всех направлениях.

Помимо того, что давление в жидкой среде распространяется равномерно во все стороны, в системе из двух сообщающихся сосудов с гидравлическими цилиндрами и поршнями разного диаметра, давление на один поршень будет передаваться другому без изменений по причине несжимаемости жидкости, объем которой будет всегда постоянен.

Величина давления определяется по формуле: P= F/S, где F — сила, а S — площадь. Но поскольку эта величина в обоих цилиндрах одинакова, а площади поршней разные, то сила воздействия на жидкость малым поршнем будет меньше силы, с которой больший поршень действует на внешнюю среду, на столько, на сколько отличаются их площади. В гидравлической системе из двух цилиндров при нажатии на малый поршень площадью 1 см2 с силой 1 Н, больший поршень площадью 2 см2 будет двигаться вверх с усилием 2 Н, при этом проходя вдвое меньшее расстояние. Работа такой системы построена на том же принципе, что и рычаг, только здесь выигрыш в силе равен отношению площадей поршней.

Читайте также:  Выбираем лучшие крановые электронные весы

Все прессовое оборудование с гидроприводом имеет примерно одинаковую конструкцию и состав компонентов, выполняет похожую работу и в принципе отличается только ориентацией движения рабочего органа, а также количеством цилиндров, создающих прессовое усилие. Вертикальный двухколонный гидропресс средней мощности, как правило, состоит из следующих узлов и агрегатов:

  • станина с двумя вертикальными цилиндрическими колоннами, соединенными верхней перекладиной;
  • рабочий стол, смонтированный на верхней плоскости станины;
  • подвижная траверса (ползун), перемещающаяся вверх и вниз по колоннам;
  • установленный на верхней перекладине главный цилиндр с поршнем (плунжером), передний конец которого закреплен по центру подвижной траверсы;
  • два возвратных гидроцилиндра, установленных параллельно колоннам;
  • устройство выталкивания заготовки;
  • гидронасос с электродвигателем и гидравлическая система подачи жидкости к цилиндрам;
  • аппаратура переключения режимов работы пресса.

В состав пресса входит оснастка для установки и закрепления верхней и нижней частей штампа на ползуне и рабочем столе.

Исходное положение оборудования перед началом процесса прессования выглядит так: траверса с верхней частью штампа находится в поднятом положении, а на столе закреплена его нижняя часть. Если стол подвижный, то он выводится из-под пресса для размещения горячей или холодной заготовки в нижней части штампа, а затем возвращается на место. Если неподвижный — для загрузки заготовки используется подъемно-транспортное оборудование.

После установки заготовки в зоне обработки гидравлического пресса включается насос и происходит нагнетание масла в гидросистему. При достижении нормативного давления в главном цилиндре плунжер с траверсой начинают двигаться вниз по направляющим колоннам. Их скорость движения напрямую зависит от длины и частоты ходов поршня гидронасоса, а также от соотношения его площади с площадью плунжера главного цилиндра. В нижней точке рабочей зоны траверса с усилием прижимает верхнюю часть штампа к заготовке, выполняя операцию прессования. После ее выполнения происходит переключение режима работы пресса: выключается гидронасос высокого давления и рабочая жидкость подается в возвратные гидроцилиндры, которые поднимают траверсу в исходное положение. В конце операционного цикла включается устройство выталкивания заготовки из нижней части штампа и на этом работа заканчивается.

Принцип работы гидропривода позволяет реализовывать как постоянное, так и переменное движения, а также изменять усилие по заданному графику. Поэтому гидропрессы используют не только для штамповки, но и для свободной ковки и обжимки крупногабаритных литых заготовок. Такое применение также связано с тем, что ковочные молоты обычно имеют меньшую по размеру рабочую зону и не могут обеспечить не только нужное усилия прессования, но и сопоставимую с прессами длину обработки.

Кратко о видах прессов

Хотя устройство и принцип действия гидравлического прессового оборудования примерно одинаков, оно делится на отдельные виды, которые классифицируют как по признаку технологии прессования, так и по особенностям работы отдельных узлов и агрегатов. В соответствии с этим выделяют следующие виды гидравлических прессов:

  • Прессы для объемной обработки давлением горячих и холодных заготовок. Сюда же входят гибочные прессы и установки для высечки, пробивки.
  • Штамповочные прессы специального назначения.
  • Прессы для изготовления прутков, труб, профилей (в том числе экструдеры).
  • Установки холодно-штампового выдавливания.
  • Оборудование для спрессовывания порошковых материалов.
  • Прессы-гидростаты;
  • Ковочные прессы.

Отдельную категорию составляет прессы для брикетирования металлостружки, макулатуры и твердых отходов. Принцип работы этих установок такой же, как и у промышленного оборудования, но они имеют гораздо меньшую мощность и более простую конструкцию. Дополнительные классифицирующие признаки, которые, тем не менее, часто добавляются к названиям гидравлического прессового оборудования — это горизонтальная или вертикальная ориентация колонн и рабочих цилиндров, а также их количество.

Основные отличия гидравлических прессов с ручным приводом от мощного производственного оборудования — это небольшое усилие прессования, а также гораздо меньший вес и габаритные размеры. В качестве привода в них применяются ручные механизмы, с помощью которых оператор создает необходимое давление в гидросистеме. Ручной пресс действует на основании тех же законов гидродинамики, что и промышленный гигант, но создает гораздо меньшее прессовое усилие по причине малого диаметра главного цилиндра.

Чаще всего такие прессы представляют собой конструкцию портального типа: устойчивое основание с двумя вертикальными стойками, соединенными верхней поперечиной, на которой установлен рабочий цилиндр. К стойкам крепится горизонтальная поперечина (траверса) с площадкой, выступающей в роли рабочего стола. Малый гидроцилиндр, как правило, смонтирован в нижней части стойки и соединен с главным цилиндром гибким шлангом. Принцип действия такого пресса достаточно прост:

  • Траверса поднимается на нужную высоту и фиксируется штифтами.
  • На площадку помещается деталь, а к плунжеру главного цилиндра крепится прессовый инструмент.
  • Оператор, действуя рычагом или педалью, поднимает гидравлическое давление.
  • Плунжер движется вниз и инструментом давит на деталь до тех пор, пока это действие не приведет к заданному результату.
  • После сброса давления плунжер поднимается вверх, и деталь снимается с площадки.

Выпускаются ручные прессы, у которых оба цилиндра гидравлического привода объединены в один корпус (по принципу гидравлического домкрата), который располагается на верхней поперечине. Также существуют одностоечные варианты и прессы с горизонтальной ориентацией. Технические характеристики ручного пресса:

  • усилие, тонны;
  • ход плунжера, мм;
  • диапазон перемещения траверсы, мм;
  • вес, кг;
  • габариты, мм.

Наибольшее распространение получили ручные прессы с усилием от 5 до 30 тонн и весом 80-200 кг. Их основные потребители — небольшие производства и авторемонтные мастерские, которые используют такое оборудование для запрессовки и извлечения подшипников и втулок, правки и гибки металла, склейки под давлением, пробивки и выдавливания.

Гидравлический пакетировочный пресс — что выбрать?

Пакетировочный пресс предназначен для уплотнения материалов до получения из них прямоугольных брикетов. Благодаря этому оборудованию в разы уменьшается занимаемый отходами и мусором объем. А ровная форма получаемых брикетов упрощает хранение и транспортировку.

Применение

Одно из наиболее распространенных способов использования устройств такого типа – прессование твердых отходов для транспортировки, переработки или утилизации. Благодаря применению пресса обеспечивается сокращение занимаемого мусором места, а также полная загрузка транспорта, что сокращает расходы на перевозку и хранение.

Кроме этого, готовый брикет даже из легковоспламеняемых материалов (бумага, ветошь) имеет более низкий класс пожаробезопасности. Это значит, что в спрессованном виде пожарная инспекция допускает хранение таких отходов в закрытых пространствах.

Использование такого устройства на промышленном предприятии позволяет в разы сократить затраты компании на утилизацию отходов.

Прессы активно применяются на линиях сортировки бытовых отходов, вторсырья и, конечно, на предприятиях по утилизации и переработке. В таком контексте, оборудование позволяет не экономить, а работает на получение прибыли.

Классификация пакетировочных прессов может основываться на разных параметрах: тип привода, усилие и назначение, особенности конструкции и прочие.

Важное практическое значение имеет распределение устройств по силе, приводящей пресс в движение:

  • механические;
  • электромеханические;
  • гидравлические.

Наибольшего усилия при минимальных затратах силы можно добиться с применением гидравлики. Кроме того, этот тип привода считается надежным и простым в использовании. Поэтому именно гидравлическому прессу чаще всего отдают предпочтение, выбирая устройство для прессования.

Вторая значимая классификация – по максимальному усилию, которого можно добиться от механизма. От этого напрямую зависят его возможности, а значит и назначение оборудования. Наглядно это выглядит так:

Наименование материалаУсилие для прессования, тонн
2-68-1012+
Мусор+++
Текстиль+++
Бумага и картон+++
Полиэтилен+++
ПЭТ тара++
Поролон+
Металл (жесть)+

В таблице видно, что максимальное усилие устройства должно соответствовать материалам, которые планируется пакетировать.

По конструкции прессы разделяются на:

  • вертикальные – сырье загружается в камеру, а усилие на него прилагается сверху.
  • горизонтальные – поршни расположены параллельно земле и усилие прилагается сбоку. В таких прессах возможна механическая загрузка мусора.

Как работает

Принцип действия гидравлического пакетировочного пресса простой:

  • материал укладывается в камеру и закрывается;
  • поршень запускается с пульта управления;
  • плита, соединенная с поршнем, опускается на загруженный материал, сжимая его;
  • достигнув максимальной степени сжатия, плита возвращается в исходное положение;
  • освободившееся пространство заполняется новым материалом и цикл сжатия повторяется, пока бункер не заполнится.

Критерии выбора

Чтобы правильно подобрать оборудование для бизнеса необходимо присмотреться к пакетировочным прессам и их параметрам, точно определить характер использования устройства, место расположения.

Максимальное усилие

Этот параметр, как мы уже отметили, напрямую определяет возможность использования оборудования для работы с тем или иным видом материала. Выбор мощности должен в точности соответствовать предъявляемым требованиям.

Если нужно просто пакетировать бумагу и картон, достаточно купить оборудование с минимальным усилием. С такой работой справится компактный пресс небольшой мощности. Но если в отходах попадается ПЭТ тара или тонкостенный металл, такое устройство их не сожмет. Потребуется более мощный пресс.

Правильно определив назначение механизма, не придется переплачивать за более мощное оборудование и не столкнетесь с проблемой, когда усилия недостаточно.

Габариты пресса, камеры и брикета

Эти характеристики важны при выборе места расположения устройства, поступающих объемов отходов, а также в случае, если необходимо, чтобы спрессованный брикет имел конкретные размеры. Сегодня прессы могут быть весьма компактными и практически не занимать место. Например, устройства серии «Мини» отличаются небольшими размерами – от 2100х750х450 мм.

Модели линейки «Двухкамерные» могут применяться для параллельного прессования двух типов отходов, если осуществляется предварительная сортировка мусора.

Цена оборудования

Старт бизнеса или обновление оснащения связаны со значительными затратами. Точное определение потребностей прессования поможет минимизировать расходы. Стоимость прессов может значительно отличаться в зависимости от модели и возможностей. Так, цены на устройства серии «Мини» стартуют от 86 тысяч рублей, а минимальный «Двухкамерный» вариант можно купить от 161 тысячи.

Итак, чтобы правильно подобрать оборудования для прессования, нужно определить:

  • какой планируется перерабатывать объем отходов;
  • какие материалы нужно прессовать;
  • где будет размещаться устройство;
  • какие брикеты принимаются для утилизации и переработки;
  • какая сумма выделяется на приобретение пресса.

Правильные продуманные ответы на эти вопросы помогут безошибочно подобрать оптимальную модель оборудования для вашего бизнеса.

Ссылка на основную публикацию