Гидравлические прессы

Действие гидравлического 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. 2.8) воздействовать на жидкость, заключенную в трубопроводе 8, то давление будет воспринято большим плунжером 6, который связан с подвижной поперечиной 4.

1 — основание, 2 — заготовка, 3 — колонна, 4 — подвижная поперечина, 5 — верхняя поперечина, 6 — главный плунжер, 7 — органы управления, 8 — трубопровод, 9 — плунжер насоса, 10 — возвратный цилиндр

Рисунок 2.8 – Схема гидропрессовой установки.

Если под нее поместить заготовку 2, то последняя будет деформироваться усилием, развиваемым плунжером 6. При этом усилия Р1 и Р2, развиваемые соответственно большим и малым плунжерами, прямо пропорциональны площадям F1 и F2 плунжеров, т. е.

Отсюда усилие пресса:

Поскольку давление р в цилиндрах с плунжерами 6 и 9 одинаково, т. е.

,

усилие пресса можно определить и так:

.

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. Источником низкого давления является система наполнения. Она включает один или несколько наполнительных баков, т. е. закрытых сосудов, в которых жидкость находится под давлением 0,39—0,78 Мн/м² , 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. Существуют две основные разновидности 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. 2.8). 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, возвратный ход) аккумулятор за короткое время отдает запас жидкости, как бы замещая недостающую мощность насосов и двигателей, обеспечивая высокую скорость движения поперечины и требуемое усилие пресса.

В этом случае скорость подвижной поперечины не определяется производительностью насоса, а зависит от сопротивления заготовки, преодолеваемого поперечиной.

В гидропрессовой установке с насосно-аккумуляторным приводом более длинные трубопроводы, более сложное устройство органов управления, чем при насосном приводе. И как следствие этого, большие потери энергии. Избыток давления аккумулятора над тем давлением, которое расходуется на деформацию заготовки, тратится на преодоление гидравлических сопротивлений в трубах, клапанах и т. д.

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

Мультипликатор состоит из двух цилиндров различных диаметров (рис. 2.9). Под плунжер большего цилиндра поступает пар или воздух (паровоздушный мультипликатор), либо жидкость от насосно-аккумуляторной станции или насоса (гидравлический мультипликатор). Из-под плунжера меньшего цилиндра жидкость высокого давления поступает к прессу.

Рисунок 2.9 - Схема действия мультипликатора.

Исходя из закона равновесия сил можно показать, что при подводе к большому плунжеру давления Р1 в цилиндре малого плунжера возникает давление Р2 равное:

где F — площадь большого плунжера, м²,

f —площадь малого плунжера, м²,

D, d — соответственно их диаметры, м

(здесь не учитываются составляющие обычно менее 10% потери на трение в механизме мультипликатора).

Квадрат отношения диаметров плунжеров мультипликатора называют коэффициентом мультипликации.

Паровоздушные мультипликаторы мало экономичны и поэтому сохранились лишь в старых ковочных прессах.

Гидравлические мультипликаторы используют в основном как средство повышения давления жидкости в гидросистеме при отсутствии насосов, развивающих требуемое давление.

При питании мультипликатора от насосно-аккумуляторной станции или от насосов (последнее применяется редко) прессы, как правило, работают при давлении рабочей жидкости 44,1 Мн/м² или больше.

Как было сказано, привод связан с прессом трубопроводами, а управление всей установкой осуществляют с помощью распределительных устройств, конструкция которых зависит от вида применяемой жидкости.

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.

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 вес 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 вес пресса.

Дата добавления: 2014-03-21; просмотров: 541; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!