Гидравлические прессы и их привод Д.Е.
Глава 1. Типовые конструкции гидравлических прессов 187 Глава 2. Рабочая жидкость и основные уравнения гидродинамики 223 Глава 3. Типовые конструкции узлов гидропривода 238 Глава 4. Расчет насосного привода гидравлического пресса 274 Глава 5. Типовые конструкции узлов гидравлического пресса 299 Глава 6. Прессы с вращающимся инструментом 31 8 Гидравлические прессы и их привод Д.Е.
Достоинства ГП а) простота конструкции; б) отсутствие предохранительных устройств от перегрузки, так как рабочая сила не может превысить определенное заранее установленное значение; в) независимость развиваемой рабочей силы от положения подвижной поперечины и плавное регулирование ее скорости; г) возможность в широком диапазоне менять закрытую высоту и длину хода подвижной поперечины; д) возможность обеспечения выдержки любой продолжительности при постоянной силе. Основные недостатки гидравлических прессов – тихоходность и ограниченный ресурс подвижных уплотнений. Гидравлические прессы и их привод Д.Е.
1.1 Принцип действия и классификация ГП 187 1.2 Г. п рессы для ковки 194 1.3. Г. прессы для объемной штамповки 199 1.4. Г. прессы для листовой штамповки 208 1.5. Г. прессы для разделки и ломки проката 21 0 1.6. Г. прессы для прессования истечением ( экструдирования ) прутков, профилей и труб 1.7. Г. прессы для переработки пластмасс и неметаллических материалов 211 1.8. Типовые приводы гидравлических прессов 213 Гидравлические прессы и их привод Д.Е.
Схема гидравлического пресса для ковки: Гидравлические прессы и их привод Д.Е. Верхняя поперечина 1, Колонна 2, подвижная поперечина 7, плунжеры главного и возвратных цилиндров 8 и 6, стол пресса 3, к нему прикрепляют рабочий инструмент (бойки плоские или вырезные, плиты для осадки заготовки 5. Давление в системе – до 32 МПа и более. Скорость РХ – обычно не более 30 см/с.
Полный цикл гидравлического пресса включает прямой и обратный ходы, а также технологические паузы. Прямой ход имеет два участка. На первом рабочий инструмент подводится к заготовке, это прямой холостой ход (ход приближения). На втором участке прямого хода происходит деформирование заготовки, т. о. это – рабочий ход. При обратном (возвратном холостом) ходе подвижная поперечина возвращается в первоначальное положение. Подвижную поперечину гидравлического пресса можно остановить в любой точке ее хода для технологических пауз. Гидравлические прессы и их привод Д.Е.
Для прямого холостого хода рабочую жидкость надо посредством наполнительного клапана (золотника) соединить с источником жидкости низкого давления (наполнительным баком), а возвратные цилиндры - с открытым сливным (насосным) баком. Для прямого рабочего хода в главный цилиндр подают жидкость высокого давления из аккумулятора или (насоса). При этом из возвратных цилиндров жидкость сливается в наполнительный или сливной бак. В некоторых быстроходных прессах возвратные цилиндры в процессе рабочего хода постоянно связаны с источником жидкости высокого давления. Это приводит к некоторым потерям энергии, но повышает быстроходность. Для осуществления обратного холостого хода необходимо соединить главный цилиндр с наполнительным баком, а возвратные - с источником жидкости высокого давления. При нижнем расположении рабочих цилиндров обратный холостой ход происходит под действием силы тяжести и возвратные цилиндры в принципе не нужны. Гидравлические прессы и их привод Д.Е.
Рабочие жидкости: - водные эмульсии; - минеральные масла. Цилиндры пресс ов соединяются с источниками жидкости высокого и низкого давления. Потоки жидкости перераспределяют посредством клапанных или золотниковых устройств, обычно установленных в одном блоке - в главном распределителе. Если индивидуальный привод с насосом закреплен отдельно от пресса, то такую комбинацию называют гидропрессовой установкой. Общий насосный привод для нескольких прессов называют групповым. При наличии накопителя жидкости высокого давления - насосно-аккумуляторным. Гидравлические прессы и их привод Д.Е.
Р азмерные ряды стандартов на гидравлические прессы: к овочные – ГОСТ 7284, листоштамповочные простого действия – ГОСТ 9753 и др. Регламентируются параметры: усилие. максимальный ход подвижной поперечины, Максимальное расстояние между столом и подвижной поперечиной, размеры стола АхВ, расстояния между колоннами (стойками) в свету, скоростные параметры - при прямом холостом, рабочем и обратном холостом, число ходов или число двойных ходов в минуту. Гидравлические прессы и их привод Д.Е.
Гидравлические прессы и их привод Д.Е. Для прессования, формования металлов и пластмасс Двойного действия Классификация г. прессов по их функциональности и листовые
Простого действия, Двойного действия, Т ройного действия А втоматы. Прессы двойного (тройного) действия имеют два (три) рабочих органа для прижима заготовки, ее деформирования и т. п. Гидравлические прессы-автоматы относятся к оборудованию многократного действия, например прессы-автоматы для чистовой вырубки. 2 принципа их работы: согласованность работы отдельных механизмов, последовательность действия по циклограмме. Гидравлические прессы и их привод Д.Е.
1) вертикальные и горизонтальные; 2) колонные; рамные (одно- и двухстоечные), трубные; со станиной, скрепленной высокопрочной лентой; 3) с двухрамной станиной типа тандем; 4) с неподвижной и подвижной станинами; 5) открытые и закрытые; 6) с верхним и нижним расположением привода; 7) одно-, двух-, трех- и многоцилиндровые; 8) многоплунжерные. Гидравлические прессы и их привод Д.Е.
Прессы могут быть двух-, четырех- и многоколонными. Рамная конструкция станины может быть одно-, двух- или многостоечной в зависимости от количества стоек, на которых установлена верхняя поперечина. У прессов с двухстоечными станинами верхняя поперечина расположена на двух стойках, по направляющим которых движется ползун. Одно- и двухстоечные станины могут быть цельными (у прессов с малым усилием) и составными (у прессов с большим усилием). Гидравлические прессы и их привод Д.Е. 1- стоечная станина («открытого типа»)
Трехцилиндровые прессы позволяют при ковке или штамповке ступенчато регулировать усилие. Результат – экономия энергии. Гидравлические прессы и их привод Д.Е. I II III Рабочий ход Усилие I II III
- для ковки и объемной штамповки в подкладных штампах. Особенности ковочных прессов: большое рабочее пространство и свободный допуск к нему; Открытого типа/одностоечные – до 5 МН; Колонные усилием до 150 МН для ковки слитков массой до 320 т; Повышенное требование быстроходности; Основной энергоноситель – вода с добавкой 2...3 % эмульсола (пожаробезопасность); Привод гидравлического ковочного пресса обычно насосно-аккумуляторный, а также мультипликаторные ; Приводы могут быть с одной или тремя ступенями приложения усилия; Параметры ковочных ГП регламентированы ГОСТ 7284 для прессов усилием 5 – 50 МН. Свыше 50 МН - не регламентированы и должны быть согласованы с заказчиком. Гидравлические прессы и их привод Д.Е.
Сборная одностоечная станина с двумя консольными балками, стянутыми колоннами Гидравлические прессы и их привод Д.Е.
Гидравлические прессы и их привод Д.Е. 2- или 4-х колонные станины
Гидравлические прессы и их привод Д.Е.
Горячештамповочные, Х олодноштамповочные. Универсальные, Специализированные для операций: прошивки, прессования, выдавливания и др. Д авление, для заполнения металлом полости штампа при горячей объемной штамповке поковок из стали, алюминиевых, магниевых, титановых сплавов должно быть от 200 до 1000 МПа и более, а при холодном выдавливании - до 2500 МПа. Гидравлические прессы и их привод Д.Е.
Поковки: крупные панели с вафельным оребрением, рамы, стойки, диски и др. П рессы универсальные конструкции УЗТМ усилием 300 МН. Штамповочные прессы ВНИИМЕТМАШ и НКМЗ усилием 650 и 750 МН. Силовые детали собраны из плит толщиной 200…400 мм, сваренных электрошлаковой сваркой. Прессы усилием 650 и 750 МН имеют соответственно 5 и 8 рабочих цилиндров. Привод прессов - от Н-А С. Д ве ступени давления рабочей жидкости - 32 и 63 МПа. Вторая ступень – от мультипликатора. Прессы имеют выдвижные столы, синхронизирующие цилиндры (против перекоса). Гидравлические прессы и их привод Д.Е.
Гидравлические прессы и их привод Д.Е. Цель – уменьшение габаритов в плане и массы станины.
Пример пресса для штамповки плоских поковок: - требуются короткий рабочий ход и большое усилие, небольшая скорость. Скорость рабочего хода: от 1 до 5 см/с. Для усилий до 100 МН рекомендуют насосный безаккумуляторный привод с мультипликатором давления. Штамповочный пресс с трубной станиной с номинальным усилием 150 МН для штамповки плоских поковок. Инструмент монтируется прямо на плунжере. Рабочее давление жидкости – 100 МПа. Гидравлические прессы и их привод Д.Е.
Изделия: - различные профили, прутки, трубы, проволока из цветных металлов и специальных сплавов (алюминия и его сплавов, из латуней, углеродистых легированных и жаропрочных сталей, молибдена и титана). Основная схема обработки - прессование выдавливанием профиля из замкнутого объёма. Прессы усилием от 7,5 до 35 МН для прессования строят в основном горизонтальными. Мелкие профили и трубы прессуют на вертикальных рамных прессах усилием до 7,5 МН. Имеются гидроприводы вспомогательных механизмов: подача слитков, ножницы для отделения пресс-остатков и смены инструмента. Прессы оснащают вспомогательным и транспортным оборудованием, которое позволяет подавать слиток, нагретый в электрической печи, в контейнер, а также ножницами для отделения пресс-остатка от изделия и механизмами удаления их из рабочего пространства и передачи пресс-шайб. Гидравлические прессы и их привод Д.Е.
Имеется дополнительный привод прошивной системы. Автоматизированная смена инструмента: матриц и пресс-шайб. Регулировка/стабилизация скорости рабочего хода (ограничение скоростей истечения труднодеформируемых сплавов). Н.-А. С. д ля ускоренного прессования стали и сплавов, нагреваемых до температуры выше 700 градусов. Гидравлические прессы и их привод Д.Е.
Основное преимущество холодной штамповки выдавливанием - возможность изготовления точных поковок с высоким качеством поверхности. Что заменяет обработку резанием и позволяет экономить металл, снижать трудозатраты и повышать производительность. К роме прессов обычных конструкций используют вертикальные прессы с двухрамной станиной типа тандем с верхним и нижним расположением рабочих цилиндров. Привод прессов – насосный без аккумулятора или насосно-аккумуляторный. Наиболее экономичным является привод без аккумулятора с регулируемой производительностью. Рабочая жидкость - минеральное масло. Гидравлические прессы и их привод Д.Е.
Гидравлические прессы-автоматы применяют, если деформирующая сила превышает 1,6 МН. Механические прессы применяют для формования меньших размеров изделий. Г.прессы дают более равномерное распределение плотности и повышенную точность размеров изделий благодаря возможности формования с выдержкой под давлением (для выпуска воздуха из брикетов). Имеется регулирование: высоты загрузки порошка, скорости движения пуансона и матрицы, п оложения жестких упоров, продолжительности выдержки под давлением. Управление перемещениями обеспечивается использованием бесконтактных электронных устройств. Гидравлические прессы и их привод Д.Е.
Станина трубной конструкции одновременно является рабочим цилиндром. Она может быть цельной или составной, стянутой шпильками. Станина гидростата. Элементы станины (ригели и стойки) скрепляют обмоткой с натягом стальной лентой или проволокой. Двухрамная станина, в которой одна рама подвижная Гидравлические прессы и их привод Д.Е.
Станина I Стол II Контейнеры III (2 шт.) Мультипликатор IV. Давление в системе – до 600 МПа, 2я ступень давления - 1830 МПа. Станина: верхний 1 и нижний 4 ригели, стойки 2. Эти элементы соединены в единую конструкцию обмоткой из ленты или проволоки. Гидравлические прессы и их привод Д.Е. Обмотка 7 из высокопрочной стальной ленты сечением 1 х 5 мм (сталь 65Г, σ в более 1600 МПа).
Гидравлические прессы и их привод Д.Е. Прессы ХЛШ имеют насосный безаккумуляторный привод, работают на масле. Параметры одностоечных прессов с усилием до 2,5 кН регламентирует ГОСТ 9753. Оснастка пресса простого действия. Ползун 2, матрица 3, пневматическая подушка 7, прижим 4. Оснастка пресса двойного действия. Ползун внутренний 2 вытяжной, наружный 3 прижимной. Пуансон вытяжки 1 и прижим 4. Нижний выталкиватель 6, матрица 5, подушка 9.
Пуансоны: верхний внутренний 2 для вытяжки, верхний наружный 1 для прижима нижний 7, к которому прикреплен выталкиватель, Плита 6 выдвигается вместе с нижним штампом 5 из рабочего пространства пресса. Гидравлические прессы и их привод Д.Е.
Скорость рабочего хода внутреннего ползуна 2,5 см/с, скорость прямого холостого хода 13,5 см/с, скорость обратного хода внутреннего и наружного ползунов соответственно 7 и 8 см/с. В качестве рабочей жидкости используют минеральное масло. Гидравлические прессы и их привод Д.Е.
Гидравлические прессы-автоматы для чистовой вырубки оснащены устройствами для подачи ленты, удаления изделий, резки и удаления отходов. Некоторые из этих устройств имеют гидравлический или пневматический привод. Цельные станины закрытого типа для повышения жесткости стянуты болтами. Насосный безаккумуляторный привод расположен сбоку от пресса и обеспечивает тройное действие: прижим, противодавление и вырубку изделия. Привод: скорость его рабочего хода 10 мм/с. 70 ходов в минуту для прессов с номинальным усилием 0,4 МН и 32 хода в минуту для прессов с усилием 0,63 МН. Гидравлические прессы и их привод Д.Е. Схема чистовой вырубки
Станины этих прессов горизонтальные, коробчатого типа. Все механизмы устанавливают на станине, привод пресса насосный безаккумуляторный. Обычная производительность таких прессов - 10-12 пакетов в час. Последовательность движения плунжеров цилиндров ( продольного и поперечного) и управление другими механизмами гидропривода осуществляется автоматически, обеспечивая загрузку отходами пакетировочной камеры, опускание крышки, первое прессование (продольный цилиндр), второе прессование (поперечный цилиндр), раскрытие камеры, отвод прессующих плунжеров и выталкивание пакета. Гидравлические прессы и их привод Д.Е.
Гидравлические прессы и их привод Д.Е. Для резки и ломки проката крупного сечения применяют гидравлические прессы. Для мелкого – кривошипные прессы или летучие ножницы. В этих прессах применяют гидравлические устройства или пружинные амортизаторы, предотвращающие перегрузку возвратных цилиндров в момент разрушения металла. Пример:: усилие. 2,5...30МН, четырехколонная горизонтальная станина, мультипликаторный гидравлический привод; давление рабочей жидкости (водной эмульсии) 40...50 МПа. Для уменьшения усилия ломки проката на заготовке с обеих сторон предварительно делают надрубы. Усилие ломки
Для переработки пластмасс и других неметаллических материалов применяют гидравлические прессы с насосным безаккумуляторным приводом. Основные параметры и размеры регламентированы ГОСТ 10560. Прессы снабжены нагревателями пресс-форм. Справка: термопласты и реактопласты. Термопласты характеризуются обратимостью процесса формообразования, т. е. после формования изделий под действием высокой температуры и давления они отвердевают, но после охлаждения не теряют способности к последующей неоднократной обработке. Реактопласты характеризуются необратимостью процесса формообразования, т. е. не пригодны для повторного формования. Для изготовления листовых слоистых материалов: текстолитов, стеклопластиков, древеснослоистых и других, размерами более 1500 х 1500 мм, применяют гидравлические этажные прессы, иногда более 15 рабочих плит (этажей ). Под действием давления и высокой температуры происходит спекание слоев заготовки в единое целое. Этажные прессы имеют станины рамного типа, снабжены гидравлическими устройствами для загрузки и выгрузки листовых материалов, нагревателями. Гидравлические прессы и их привод Д.Е. Линия из двух прессов Усилие 300 КН. 360 деталей в час. Выдержка – 5,3 мин.
Полный цикл подвижной поперечины состоит из прямого холостого, прямого рабочего, с подводом механической энергии, обратного ходов, технологических пауз. Энергию можно получить в результате преобразования электрической энергии (электрогидравлический привод) либо энергии давления пара или воздуха (парогидравлический или воздушно-гидравлический привод, устаревшие схемы. Они неэкономичны). 7. Цикл обработки гидравлического пресса Гидравлические прессы и их привод Д.Е.
Гидравлические прессы и их привод Д.Е. Электрогидравлический привод содержит или может содержать в составе: Рабочие и возвратные цилиндры, Насос, Электродвигатель, резервуары для жидкости (сливные баки), Регулирующую и распределительную аппаратуру, Соединительные трубопроводы и арматуру, Вспомогательные баки для жидкости низкого давления (наполнительные), Аккумулятор, Мультипликатор, Маховик, Фильтры и холодильники для регулирования температуры жидкости, Средства управления, контроля за состоянием агрегатов и регистрации параметров обработки.
Д.Е. 7. ПРИВОДЫ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПРЕССОВ Гидравлические прессы и их привод
Классификация гидроприводов по назначению: Силовые, Вспомогательные, П риводы управления ( сервоприводы), Синхронизации и др. По составу основных агрегатов: Насосные, Аккумуляторные, Безаккумуляторные, Мультипликаторные. Под мультипликатором понимают устройство, предназначенное для повышения давления жидкости и содержащее два цилиндра - низкого и высокого давления. Привод, содержащий один одноплунжерный насос, называют условно «электромеханическим мультипликаторным », т.к. он создает пульсирующее давление, однако он относится по сути к разряду насосных. Гидравлические прессы и их привод Д.Е. р р
Привод гидравлического пресса может быть индивидуальным и групповым (насосно-аккумуляторная станция, Н.-А. С.). Групповой гидропривод позволяет уменьшить общую установленную мощность. Насосно-аккумуляторную станцию располагают на прессе, у пресса или в отдельном помещении. Н.-А. С. применяют для производств, для которых характерны продолжительные технологические паузы, например в приводе ковочных прессов, в приводе мощных гидравлических прессов, Гидравлические прессы и их привод Д.Е.
Гидравлические цилиндры ( гидродвигатели подвижной поперечины) могут быть поршневыми или плунжерными. Рабочая жидкость в поршневых цилиндрах - минеральные масла, обладающие повышенной вязкостью, что исключает их утечку между поршнем и стенками цилиндра. Плунжерные цилиндры применяют, если рабочая жидкость - водная эмульсия, вязкость которой недостаточная, чтобы исключить утечки через поршень при использовании обычных уплотнительных устройств. Выбор в качестве рабочей жидкости водной эмульсии или минерального масла определяется в значительной степени назначением и конструкцией пресса: В прессах для ковки или горячей объемной штамповки минеральное масло применять нельзя по требованиям пожарной безопасности. Однако для прессов с нижним расположением привода и при условии герметичных в пожарном отношении перекрытий (пола) минеральное масло можно использовать в качестве рабочей жидкости. Гидравлические прессы и их привод Д.Е. Уплотнение Уплотнение Уплотнение Уплотнение
Гидравлические прессы и их привод Д.Е.
