Хидравлични и електрохидравлични преси

МашиниСп. Инженеринг ревю - брой 8/2016 • 09.12.2016

Хидравлични и електрохидравлични преси
Хидравлични и електрохидравлични преси

Xидравличните преси имат широка приложна област в индустрията при обработката на листови и обемни детайли и изделия от метални и неметални материали, включително каучук, пластмаси и др.

В металообработващата промишленост хидравлични преси с различни конструкции се използват за редица формоизменящи и разделителни операции: коване, листово и обемно щамповане (рязане, щанцоване, огъване), изтегляне и дълбоко изтегляне на листов материал, огъване и изправяне на детайли и конструкции, пресоване и избиване на детайли и заготовки, производство на метални и неметални изделия и др.

Съвременните решения в областта
на хидравличните преси се отличават с високи скорости на работа, опростени конструкции, подобрена енергийна ефективност и усъвършенствана точност в сравнение с механичните алтернативи. В металообработката те осигуряват отлична гъвкавост и възможности за прецизен контрол на скоростта и хода на плъзгача, който е един от задължителните елементи в конструкцията на тези хидравлични машини.

Производителите на хидравлични преси в наши дни отговарят на изискванията и на най-комплексните приложения от различни индустриални области, като залагат на лесно управление, безопасна експлоатация, модерни технологии и софтуерни инструменти за прецизно позициониране на обработваните изделия, контрол на налягането в хидравличната система, проследимост и контрол на качеството на продукцията и др.

Всички тези предимства на хидравличните преси ги превръщат във все по-търсено решение за монтажни и демонтажни цехове, цехове за ремонтни дейности, автоматизирани производствени линии и т. н.

Устройство и действие
Хидравличните преси придават на обработваните материали определена форма чрез прилагане на натиск. Тези машини се използват за широка гама от индустриални приложения, като базовата им конструкция се състои от неподвижна основа, работна повърхност (маса), плъзгач, задвижване и механизъм за управление.

Голяма част от съвременните модели са оборудвани с ЦПУ. На пазара са достъпни както ръчно управляеми, така и автоматични преси с хоризонтална и вертикална конструкция.

Сред характеристиките, по които хидравличните преси могат да бъдат класифицирани, са: усилие на пресоване, тегло, размери на масата, габаритни размери на пресата, максимално налягане, ход на плъзгача, общ просвет, скорост на пресоване при максимално налягане, скорост при празен ход надолу/нагоре, мощност на двигателя и др.

Принципът на работа на хидравличните преси
подобно на останалите хидравлични машини, се базира на закона на Паскал. Действието на пресата се състои във възвратно-постъпателно движение на плъзгача към работната маса, което, от своя страна, е индуцирано от движението на бутало в цилиндър, в който има работен флуид под високо налягане (най-често масло).

В зависимост от предназначението си хидравличните преси разполагат с един или повече хоризонтални или вертикални цилиндри. Има различни варианти за задвижването на пресите – с ръчна помпа, помпено-акумулаторна станция с пара или сгъстен въздух, както и с електромеханично задвижване.

Налягането на работния флуид обикновено е 20-32 MN/кв. м (200-320 килограм-сила/кв. см), като за специфични приложения (например синтез на диаманти) може да достигне 450 MN/кв. м (4500 килограм-сила/кв. см).

Сред основните предимства на хидравличните преси пред щамповъчните чукове в металообработката например е по-ниската цена на производство, по-високият КПД и подобрената ефективност. В допълнение, хидравличните преси не изискват тежка основа и не генерират много шум и вибрации, типично характерни за щамповъчните чукове.

Някои видове и конструк-ции хидравлични преси
В зависимост от конструкцията и приложенията, на пазара са достъпни множество различни модели ръчни хидравлични преси и такива с електрическо задвижване. Ръчните дорникови (арбор) преси са подходящи за по-леки приложения или операции, изискващи по-малък натиск като пробиване на отвори в метали, щамповане, изправяне, маркиране и др. Ламиниращите преси също са с ръчно задвижване и се използват за ламиниране на хартия, метали и други материали с полимерни слоеве.

И C-образните преси обикновено са с ръчно управление и са проектирани за изпълнението само на един вид операции, например изправяне или изтегляне. Дизайнът им е насочен към оптимизиране на заеманата площ и позволява по-лесно придвижване на операторите около машината.

Електрическите или електрохидравлични преси намират приложение в широк спектър от промишлени дейности, включително в големите индустрии, които изискват работа с тежки машини и съоръжения. Сред останалите видове хидравлични преси, достъпни на пазара, са асемблиращите преси, H-образните преси за изпълнение на повече от един вид пресови операции и др.

Приложения на електрохидравличните преси
Електрохидравличните преси осигуряват удобство, висока производителност и непрекъсната работа, което ги превръща във все по-търсено оборудване в металообработката и индустриалното производство. Те са широко използвани за обработка на листов материал (рязане, изтегляне, дълбоко изтегляне, изправяне, огъване), както и за изработка на обемни изделия, за запресоване на лагери, маркучи и др.

Особено подходящи са за големи обеми продукция, за интегриране в технологични линии, монтажни и демонтажни цехове, за ремонтни дейности по превозни средства, тръбни системи и др. Електрохидравлични преси намират приложение в производството на прахове, пудри и таблетки в козметиката и медицината, в автомобилостроенето и рециклирането на автомобили и метали и т. н.

Предимства на хидравличните преси
Хидравличните преси се отличават с по-компактни габарити и по-голямо номинално усилие от механичните индустриални преси. Сред предимствата им са опростената конструкция и управление, както и отличната разходна ефективност. С развитието на технологиите в областта на хидравликата, хидравличните преси стават все по-достъпни в ценови план в сравнение с механичните модели.

В допълнение, една-единствена хидравлична или електрохидравлична преса може да извършва широк спектър от пресови операции в стандартен тонаж/капацитет. Електрохидравличните преси например са подходящи за специфични индустриални дейности като: дълбоко изтегляне на листов материал, намаляване размерите на отливки и черупкови конструкции, доизтегляне на чашковидни заготовки, формоване, щанцоване, щамповане, коване, пробиване, фалцовъчно щамповане, изправяне, асемблиране и др.

С електрохидравлични преси се извършват и: профилно щамповане, производство на абразивни колела, бондиране, прошиване, изработване на изделия от компресирани пластмаса и каучук, шприцово пресоване и др.

Важни предимства на съвременните модели хидравлични и електрохидравлични преси на пазара са подобрената безопасност и ергономия. По-ефективните светлинна индикация и осветяване, по-тихата работа, по-комфортните работни позиции за оператора, полуавтоматичните и изцяло автоматизирани управления, както и улеснените ремонтно обслужване и поддръжка на по-новите модели преси допринасят не само за подобрената им производителност, но и за по-безопасната им работа и подобрена ергономия.

Усъвършенстван контрол на скоростта и натиска
Хидравличните преси се отличават от механичните и по усъвършенстваните възможности за контрол на скоростта на плъзгача по време на работния му ход, които позволяват изработката на изделия със сложни форми и комплексни конструкции.

Съвременните решения на пазара разполагат с високотехнологични системи за изцяло програмируем контрол на скоростта и позицията на плъзгача. По-бавната и регулируема скорост на работния инструмент му осигуряват по-дълъг експлоатационен живот, както и по-добри свойства на материала по време на обработка.

Посредством контрол на скоростта и упражнявания натиск се оптимизират точността и подаването на материал, което гарантира по-високо качество на изделието.

Тиха работа, компактни размери и улеснена поддръжка
В сравнение с механичните модели хидравличните преси разполагат с по-малко на брой подвижни части, които са напълно потопени в работния флуид под налягане, което пречи на износването им. Подмяната на повредените компоненти е бърза и лесна, което означава по-ниски разходи за поддръжка, улеснено обслужване и по-кратки работни прекъсвания.

По-малкото подвижни части и липсата на маховик (какъвто има при някои механични преси) намалява общото ниво на шума при хидравличните и електрохидравличните преси. Възможностите за контрол на всяка фаза от движението на плъзгача позволяват прецизен контрол и на шума. Правилно оразмерените и монтирани помпи съдействат за тихата работа на пресите, дори при максимално налягане.

При хидравличните преси лесно може да са осигури по-голям капацитет (дължина на хода, размери на работната маса, просвет и т. н.) със сравнително малко разходи. Една 20-тонна хидравлична преса е с приблизителни размери 2,5 м х 1,8 м х 0,6 м (в/д/ш), а една 200-тонна – 3 м х 2,75 м х 0,9 м (в/д/ш). Така само с 50% повече заемано пространство втората преса осигурява десет пъти по-голям капацитет.

Технологични подобрения при електрохидравличните преси
Работните скорости при електрохидравличните преси значително са се увеличили през последните години. Производителите на хидравлични компоненти разработват вентили и клапани с по-голям капацитет, по-кратки времена за реакция, както и подобрени възможности за контрол на потока. Системите за управление все по-често са базирани на микропроцесорни програмируеми контролери.

Важни предимства на съвременните решения в областта на електрохидравличните преси са лесното програмиране и опциите за въвеждане, запаметяване и изпълнение на множество различни операции на една преса. Модерните контролни технологии позволяват детайлно програмиране на последователности от дейности за всяко отделно приложение.

В управлението на пресата могат да бъдат зададени стойности на максимално налягане, дължина на хода на плъзгача, скорост на плъзгача в работен и празен ход надолу/нагоре и др.

Енергийна ефективност на съвременните елек-трохидравлични преси
Водеща технологична тенденция сред производителите на електрохидравлични преси за индустриални приложения е интегрирането на много по-малки по размери, но също толкова мощни мотори и електрически задвижвания в пресите в сравнение с моделите от преди десетилетие например. Основната полза, която тези функционални подобрения носят, е усъвършенстваната енергийна ефективност на електрохидравличните преси, особено за интензивни и енергоемки операции в металообработката.

Други технологии, оптимизиращи енергийната консумация на тези машини, са аксиално-буталните помпи за високо налягане с променлив работен обем, които се интегрират в конструкциите на новите електрохидравлични преси като алтернатива на лопатковите помпи за ниско налягане с фиксиран работен обем. Допълнителни подобрения в енергийната ефективност на пресите се постига посредством използването на честотни задвижвания.

Нови технологии в областта на хидравличните преси
С нарастването на изискванията към надеждността на хидравличните и електрохидравличните преси все по-масово в тези системи се внедряват иновативни технологии за вътрешен системен и интернет-базиран отдалечен мониторинг.

Тези технологични подобрения позволяват на производителите и потребителите на пресово оборудване да получават мигновен достъп до него от всяка точка чрез софтуерно приложение или платформа посредством персонален компютър или мобилно устройство. Освен визуализация на статуса и работните параметри, системите за мониторинг позволяват и отдалечено диагностициране и отстраняване на проблеми, както и прогнозна поддръжка.

Сред иновативните технологии в областта на хидравличните и електрохидравличните преси са и системите за бърза смяна на щемпела/матрицата, които намаляват периодите на престой между два работни цикъла и значително подобряват ефективността.

Контролът на хидравличното пресово оборудване днес е почти изцяло електронен, извършван от програмируеми логически контролери, които получават информация от линейни трансдюсери и сензори за налягане, динамометрични датчици и програмируеми моушън контролери.

Процесни параметри се задават в паметта на пресата индивидуално за всяко изработвано изделие, детайл, заготовка или конструкция, а операторът получава достъп до тези програми чрез сензорния екран за управление на пресата.

Сред технологичните тенденции в тази сфера
е и производството на по-големи обеми изделия с по-малки размери, както и на малки партиди персонализирани изделия, които налагат специфично конфигуриране, по-високи скорости на работа и възможности за комуникация с централизираните системи за контрол на продукцията, внедрявани все по-масово в производствените промишлени предприятия.

За целта производителите на преси залагат на отворени комуникационни стандарти, интуитивни операторски интерфейси, поддръжка на разпространените комуникационни протоколи за полево и контролно оборудване и т. н.

Те се възползват и от достиженията в областта на 3D проектирането, инструментите за симулация и структурен анализ, за да създадат по-надеждни хидравлични и електрохидравлични преси, които осигуряват необходимите на потребителите капацитет и производителност в конструкции, максимално адаптирани към конкретните приложения.

Top