Гидравлические прессы

Действие гидравличе-ского пресса основано на законе Паскаля, гласящем, что давление, производимое на жидкость внешними силами, передается ею по всем направлениям без изменения.

Если малым плунжером 9 (рис.3.6) воздействовать на жидкость, заключенную в трубо­проводе 8, то давление будет воспринято большим плунжером 6. При этом усилия Р1 и Р2, развиваемые соот­ветственно большим и малым плунжерами, прямо пропор­циональны площадям F1 и F2 плунжеров, т.е. Р1/Р2 = F₁/F₂. Отсюда усилие пресса Р1= Р2*F₁/F₂. Поскольку давление p в цилиндрах с плунжерами 6 и 9 одинаково, т.е. p=P₁/F₁=P₂/F₂, усилие пресса можно определить и так: P₁=p*F₁. Жидкость в прессе используется как энергоноситель. Она пере­дает энергию насоса рабочему плунжеру, когда надо деформировать заготовку, и возвратным плунжерам, когда требуется вернуть поперечину в исходное положение. Между прессом и насосом в трубопроводе 8 помещена коробка 7 с клапанами или золотниками, управляющими потоком жидкости, направляя его либо к рабочему, либо к возвратным цилиндрам.

Рабочий цикл гидравлического пресса состоит из следующих периодов: холостой ход, или ход приближения, когда поперечина приближается к заготовке; рабочий ход, когда пресс совершает работу, деформируя заготовку; обратный ход, при котором поперечина после завершения рабочего хода возвращается в исходное положение. В рабочий цикл входят также вспомогательные операции (подача заготовки, удаление готового изделия и пр.).

Холостой ход осуществляется жидкостью низкого давления 0.39 – 1.18 МПа (4–12 кГ/см2). Источником низкого давления является система наполнения. Она включает один или несколько наполнительных баков, т.е. закрытых сосудов, в которых жидкость находится под указанным выше давлением, а также наполнительный клапан и трубопроводы. Иногда вместо закрытого применяют открытый бак, который ставится выше уровня рабочего цилиндра, благодаря чему и создается нужное давление.

В прессах малого усилия холостой ход может осуществляться от отдельного насоса с малым давлением и с большой подачей жидкости. Рабочий и обратный ходы пресса осуществляются под действием жидкости высокого давления. Наиболее употребительные давления 19,6,31,4,44,1 МПа (200,320,450 кГ.см2).

Существуют два основных типа привода жидкостью высокого давления: насосный и мультипликаторный. В свою очередь насосный привод бывает чисто насосным и насосно-аккумуляторным. Чисто насосный привод обслуживает только данный пресс. Отсюда и второе его название: индивидуальный. Жидкость в рабочие цилиндры подается непосредственно насосом (см. рис.3.6). Такой привод экономичен и компактен. Насос с редуктором и электродвигателем иногда устанавливают непосредственно на прессе.

Насосно-аккумуляторный привод чаще обслуживает несколько прессов сразу и отличается тем, что на пути от насоса к прессу поставлен аккумулятор, т.е. баллон, в котором в течение всего цикла работы пресса скапливается, аккумулируется жидкость высокого давления. В нужный момент (рабочий, обратный ход) аккумулятор за короткое время отдает запас жидкости, как бы замещая недостающую мощность насосов о двигателей, обеспечивая высокую скорость движения поперечины и требуемое усилие пресса.

Мультипликаторы представляют собой устройства для дополнительного повышения давления жидкости перед подачей ее в рабочие цилиндры.

В гидропрессовых установках обычно применяют водные эмульсии и масла. Использование воды нежелательно главным образом из-за того, что она вызывает коррозию трубопроводов и клапанных устройств.

Наиболее употребительна эмульсия, представляющая собой 1–5%-ный раствор эмульсола в воде. В отечественной промышленности используется эмульсол Б (ГОСТ 1975–53), состоящий из 85% веретенного масла и 15% асидола.

В маслоприводах применяют, как правило, масло веретенное–3 (ГОСТ 1707–51). Вместо клапанных распределителей, как в случае применения эмульсии или воды, используют более простые органы управления: золотники, а в качестве источника давления – главным образом ротационно-плунжерные насосы.

В отличие от молота работа гидравлического пресса совершается за счет потенциальной энергии, накопленной жидкостью. Силы, возникающие в прессе при его работе, замыкаются в станине – раме, образованной колоннами и поперечинами. На фундамент передается только масса пресса. Поэтому, если фундамент молота делают с расчетом на восприятие им усилия молота, а также инерционных сил, то при устройстве фундаментов гидравлических прессов, как правило, учитывают только массу пресса.

Гидравлические прессы классифицируют по конструктивным особенностям и технологическому назначению. В первом случае наиболее характерными признаками являются расположение цилиндров и тип станины.

Прессы с вертикальным расположением рабочих цилиндров носят название вертикальных, соответственно с горизонтальным расположением цилиндров – горизонтальных. У вертикальных прессов рабочие цилиндры чаще всего располагаются вверху станины.