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).
Рекомендации по эксплуатации
Чтобы не сталкиваться с ситуацией, когда ручному гидравлическому прессу после непродолжительной эксплуатации потребуется ремонт, следует соблюдать определенные правила. В первую очередь необходимо уделить внимание правильной установке пресса, ориентируясь на информацию, предоставленную в сопровождающем документе производителем.
Рекомендации по эксплуатации ручного гидравлического пресса, которые позволят избежать его частых поломок и, соответственно, необходимости выполнять ремонт, заключаются в следующем:
- проверка уровня рабочей жидкости (это оказывает влияние на то, какое давление сможет создать гидравлический цилиндр);
- регулярная смазка подвижных и трущихся деталей;
- проверка состояния уплотнительных элементов, которые со временем могут утрачивать свою эластичность;
- проверка надежности закрепления детали в процессе ее обработки.
Типовые неисправности и способы их устранения
При перемещении ручного гидравлического пресса необходимо следить за уровнем, на котором располагается рабочий стол. Данный параметр проверяется при каждом запуске прессового оборудования.
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.
Содержание
Чтобы рассмотреть устройство гидравлического пресса, сначала дадим определение гидравлической машины:
Гидравлическая машина (от греческого «гидравликос» — водяной) – это машина, действие которой основано на законах движения и равновесия жидкостей и объясняется законом Паскаля.
Гидравлическая машина в основе представляет собой два цилиндра разного диаметра, в каждом из которых имеется поршень (рисунок 4). Цилиндры соединены между собой трубкой и заполнены жидкостью (водой, маслом или др.).
Так как эти цилиндры представляют собой сообщающиеся сосуды, высота столба жидкости в них будет одинакова, пока на поршни находятся в состоянии покоя.
Рисунок 4. Схематическое изображение принципа работы гидравлической машины.
Теперь рассмотрим ситуацию, когда на поршни действуют некоторые силы $F_1$ и $F_2$, а $S_1$ и $S_2$ — площади поршней. По определению давления мы уже знаем, что $p=\frac{F}{S}$, тогда:
Давление, оказываемое меньшим поршнем: $p_1=\frac{F_1}{S_1}$
Давление, оказываемое большим поршнем: $p_2=\frac{F_2}{S_2}$
Так как сосуды соединены между собой, по закону Паскаля $p_1 = p_2$ или $\frac{F_1}{S_1} = \frac{F_2}{S_2}$, откуда следует, что
$$\frac{F_2}{F_1}=\frac{S_2}{S_1}$$
Сила, действующая на поршень, прямо пропорциональна площади этого поршня. Следовательно, сила $F_2$ больше силы $F_1$ во столько раз, во сколько раз площадь большего поршня $S_2$ больше площади меньшего $S_1$.
Например, если площадь большого поршня $300 см^2$, а маленького $3 см^2$ и на него действует сила $100 Н$, то на большой поршень будет действовать сила $10 000 Н$.
$$\frac{10 000 Н}{100 Н}=\frac{300 см^2}{3 см^2}$$
Показательное отношение $\frac{F_2}{F_1}$ называют выигрышем в силе. Другими словами, с помощью гидравлической машины можно малой силой уравновесить большую силу.
Гидравлический пресс – это гидравлическая машина, служащая для сдавливания (прессования).
Гидравлические прессы эффективно работают для преобразования малой силы в большую: используются для спрессовывания семян при изготовлении масла, для склеивания строительных материалов, для штамповки ювелирных изделий. Современные гидравлические прессы могут развивать силу в сотни миллионов ньютонов (рисунок 5).
Рисунок 5. Один из мощнейших гидравлических прессов в мире.
Рассмотрим устройство гидравлического пресса:
Усложняем схему устройства гидравлической машины: теперь над большим поршнем 2 имеется платформа, куда мы помещаем прессуемое тело 1.
С помощью малого поршня 3 мы создаем большое давление на жидкость, которое также начинает действовать на поршень 2. Происходит это потому, что давление передается без изменения в каждую точку жидкости (закон Паскаля).
Площадь поршня 2 больше площади поршня 3, поэтому и сила, действующая на него, будет больше (давление одинаковое). Под действием этой силы поршень 2 начинает подниматься и придавливает прессуемое тело к неподвижной верхней платформе.
Здесь же установлен манометр 4 для контроля давления жидкости и предохранительный клапан 5 (автоматически открывается, когда давление превышает максимально допустимое в данном устройстве значение).
При повторяющихся движениях поршня 3 жидкость снова попадает из малого цилиндра в большой: малый поршень поднимается и открывается клапан 6. Пространство под поршнем моментально заполняется жидкостью. Когда же малый поршень 3 опускается, клапан 6 закрывается под давлением жидкости, а клапан 7 открывается. Так жидкость снова оказывается в большом сосуде.
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.
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.
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.
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:
- Работать за гидропрессом могут только лица, прошедшие инструктаж и медосмотр.
- Нельзя работать на гидравлическом прессе без спецодежды.
- Всегда нужно следить за возможной утечкой жидкости.
- Не держать руки у рабочей зоны.
- По окончанию работы закрыть клапан и протереть инструмент.
Более детальное руководство можно прочесть в охране труда по работе с гидравлическими прессами.
