Гидравлический пресс: конструкция и устройство

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.
 

Устройство и принцип работы гидравлического пресса

Принцип, основанный на законе Паскаля, можно сформулировать так: сила подачи жидкости, которая переходит из малого в большой цилиндр, возрастает пропорционально разнице между площадями двух цилиндров. Такой же принцип функционирования лежит в устройстве домкрата. Примечательно, что в амортизаторе гидравлического типа используется обратный прием все того же эффекта.

Принцип работы заключается в следующем: при помощи органа управления оператор задействует масляный насос, который подает гидравлическую жидкость в цилиндр, создавая тем самым давление, приводящее к движению штока. После этого шток оказывает на заготовку определенное давление (процесс прессовки). Устройство работы гидравлического пресса может быть сравнимо с принципом действия механического рычага.

 

 

Устройство гидравлического пресса в основном выполняется по одной схеме: на основании монтируются две стойки, а между ними располагается средняя поперечина, способная изменять свое положение для работы с заготовками разных габаритов, в то время как верхняя поперечина служит опорой для гидроцилиндра. Также в схеме может быть задействован распределитель, магистраль, насос и емкость с маслом. Рамная конструкция гидравлических прессов изготавливается из металлического профиля или толстой высокопрочной стали.

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).

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.

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.

Можно ли сделать гидравлический пресс своими руками

В зависимости от рода деятельности, в домашней мастерской или гараже может быть востребован метод прессования каких-либо деталей или заготовок. В таких условиях, как правило, не требуется применение устройств с выдающимися техническими характеристиками, поскольку вполне достаточно усилия в 10-20 тонн.
Такой гидропресс будет состоять из рамы, поршня и цилиндра. Также потребуется надежный манометр, который позволит узнать точную силу сжатия. В самодельных аппаратах, которые зачастую собираются для решения конкретных задач, давление в цилиндре нагнетается посредством ручного насоса. Эта деталь может находиться рядом с конструкцией или быть в нее вмонтирована. За основу чаще всего берется домкрат бутылочного типа.

Для такой цели потребуются определенные инструменты и детали:

• сварочное оборудование и комплект электродов;
• УШМ или ножовка по металлу;
• рулетка, пассатижи и молоток;
• пружины, домкрат, швеллеры, стальной лист, отрезки трубы и полосы стали.

Старый грибок моста может послужить оттягивающим элементом. Перед началом действий лучше всего выполнить чертеж будущего станка, чтобы облегчить работу и иметь наглядный пример расположения всех деталей. Важно решить, где будет располагаться домкрат – в верхней или нижней части гидравлического пресса.
 

В случае признаков неисправности или падения мощности выполняются следующие мероприятия:

• устранение возникших нестыковок в магистралях при помощи дроссельных шайб;
• устранение лишнего воздуха и зазоров, а также регулировка клапана;
• разборка механизма с целью устранения заклинивания и заедания;
• смазка и профилактический осмотр узлов для предупреждения выхода машины из строя.

Чтобы обезопасить себя во время эксплуатации такого агрегата, настоятельно рекомендуется использовать высококачественное масло, защитные очки и спецодежду. Также важно следить за тем, чтобы деталь или заготовка была расположена до центра упора плунжера.

Чтобы избежать проблем с функциональностью, рекомендуется отслеживать состояние жидкости, которая не должна быть слишком темной и находиться под прямым воздействием солнечных лучей. Но поскольку пресс – не такой сложный узел, как двигатель внутреннего сгорания или коробка переключения передач, можно проводить очистку масла при помощи фильтров.