Винтовые прессы Гидравлические прессы

Тема: Винтовые прессы Гидравлические прессы

В винтовом прессе используется кинетическая энергия, которая появляется от движения рабочих масс, что передается в результате работы винтового механизма. В основе этот пресс представляет собой штамповочно-кузнечную машину, которая обладает квазиударным действием.

Для того чтобы задействовать винтовые прессы, применяются передаточные механизмы и двигателя, которые используют электрическую энергию.
Передаточные механизмы в этом прессе используются следующих типов:

• 
  механический;
  
• 
  электрический;
  
• 
  гидравлический;
  
• 
  пневматический.
  

Основным преимуществом этого пресса является то, что привод во время рабочего хода не воздействует на рабочие массы. В этом случае гарантируется кинетическое произвольное движение рабочих масс.
Винтовые прессы, которые выпускаются в последние годы, даже не учитывая более старших моделей, имеют довольно низкую винтовую скорость ползуна при старте рабочего хода. Этот фактор говорит о том, что представленные машины следует относить к станкам с квазистатическим двигателем или, другими словами, к прессу.
Пресс, который имеет винтовой тип, очень долгое время считается одним из самых простых и полезных приспособлений в истории человечества. Конструкция этого пресса была разработана в далеком XVI веке, но до сегодняшнего дня остается полезной и помогает современному человеку в деятельности самого разного рода. Применять этот станок для обработки металлических изделий под давлением начали в конце XVII - начале XVIII веков. То поколение людей использовало винтовой пресс для чеканки монет.
Пресс имеет различные типы привода: механический, гидравлический или гидромеханический. Винтовой пресс является однозначно механическим. Сообщение движения винтовочного шпинделя ползуну и есть принципом работы пресса. Для работы разного рода используют специальные виды прессов. Например, для штамповки следует пользоваться вертикальным типом, а для прессования — горизонтальным. Сам тип пресса определяется банально направлением движения ползуна.
Винтовой пресс сегодня можно применить для обработки большого количества материалов:

• 
  металл;
  
• 
  пластмасса;
  
• 
  резина;
  
• 
  пищевые продукты.
  

Винтовой пресс используется широко в сельском хозяйстве для удаления лишней влаги и уменьшения общего количества отходов, которые остаются в процессе работы. Не стоит забывать и о металлообрабатывающей промышленности, где эта машина нашла свое применение, например, для ковки, штамповки, прессования сборки, для рубления труб для канализации, а еще и в механических испытаниях.
Прессы винтового типа являются универсальными по своему технологическому назначению. Эти машины применяют для работ разного рода: выполнение операции горячей и холодной объемной штамповкой, производство метизов большого размера, брикетирования стружки из металла, прессование металлопорошка.
Основная характеристика пресса — создаваемое им максимальное усилие. По виду привода прессы бывают гидравлические, механические (винтовые, фрикционные) и гидромеханические. При испытании строительных материалов чаще всего применяют гидравлические и винтовые прессы с максимальным усилием от 25 до 5000 кН.
Устройство прессов. Станина прессов (рис. 3.9) вместе с траверсой и двумя стойками служит основанием для всего механизма и опорой для неподвижной плиты. Нагружающий механизм, который создает требуемое усилие, состоит из электродвигателя, преобразующего устройства (масляного насоса у гидравлического пресса или редуктора с фрикционной муфтой у винтового пресса) и опорных плит.
В прессах с гидравлическим приводом (рис. 3.9, а) для передачи усилия на подвижную опорную плиту используется рабочая жидкость, обычно минеральное масло. Масло из бака насосом высокого давления подается в гидроцилиндр, вмонтированный в станину пресса. Масло в гидроцилиндре передает давление на поршень, на котором помещается нижняя подвижная плита пресса.
Рис. 3.9.
Схемы прессов:
и — гидравлического; о —с винтовым приводом; 1 – станина; 2 — стойки; 3 — траверса; 4, 5 – плиты; 6 — поршень; 7 – силоизмерительное устройство; К — насос; 9 — электродвигатель; 10 — винт; 11— редуктор; 12 — червячная передача
В прессах с винтовым приводом (рис. 3.9, б) усилие на подвижную плиту передается грузовым винтом, который приводится во вращение электродвигателем через редуктор с фрикционной муфтой и червячную передачу. Благодаря редуктору и червячной передаче частота вращения винта (и соответственно скорость его поступательного движения вверх) во много раз меньше частоты вращения электродвигателя. При этом во столько же раз больше становится усилие, развиваемое винтом, по сравнению с усилием, развиваемым электродвигателем.
Фрикционная муфта обеспечивает мягкую связь грузового винта с электродвигателем, предохраняя последний от перегрузок. Часто параллельно с электродвигателем применяют приспособление для ручного нагружения, позволяющее нагружать с любой малой скоростью и фиксировать усилие с большой точностью.
Силоизмерительное устройство прессов предназначено для измерения действующего на образец усилия. По конструкции силоизмерители могут быть рычажно-маятниковые, пружинные (торсионные) и гидростатические.
В рычажно-маятниковом силоизмерителе (рис. 3.10, о) давление масла на плечо рычага уравновешивается отклоняющимся от положения равновесия маятником. Маятник соединен с указательной стрелкой, показывающей измеряемое усилие на шкале. В конструкциях таких силоизмерителей различных прессов используют систему из нескольких рычагов, в результате чего сила, которую должен уравновесить маятник, уменьшается в десятки и даже сотни раз.

Рис. 3.10. Схемы рычажно-маятникового (а) и пружинного (б) силоизмерителей:
1 – шток; 2 – поршень; 3 – стрелка; 4 – шкала; 5 – маятник; 6 – рычаг, воспринимающий нагрузку; 7 – рейка; 8 – тяга; 9 – пружина
В пружинном и торсионном силоизмерителях давление масла на поршень уравновешивается каким-либо упругим элементом (пружиной или торсионом). В пружинном силоизмерителе (рис. 3.10, б) под давлением масла поршень гидроцилиндра давит на шток и смещает рычаг, на другом плече которого установлена пружина. При повороте рычага пружина растягивается и уравновешивает приложенное к нему усилие, при этом растяжение пружины пропорционально этому усилию. Вместе с верхним концом пружины перемещается тяга, соединенная с зубчатой рейкой. Рейка поворачивает шестеренку и установленную с ней на одной оси указательную стрелку. Недостаток пружинных силоизмерителей – изменение со временем упругой характеристики пружины, что влияет на точность измерения усилия.
Гидростатическими силоизмврителями в прессах служат пружинные манометры (рис. 3.11), которые с помощью патрубка с резьбой присоединяются к гидросистеме пресса. Основная деталь пружинного манометра — согнутая по окружности полая трубка-пружина овального сечения. Один конец трубки припаян к патрубку, другой – запаян наглухо и шарнирно соединен с тягой. Свободный конец тяги посредством шарнира соединен с рычагом, на противоположном конце которого имеется зубчатая рейка. Рейка находится в зацеплении с шестерней, на оси которой насажена указательная стрелка.
Давление масла, подаваемого в трубку, заставляет ее распрямляться тем больше, чем больше давление масла. Распрямляющаяся трубка вызывает перемещение рычага с зубчатой рейкой, которая через шестерню поворачивает указательную стрелку. Величина перемещения стрелки регистрируется на шкале.
Р ис. 3.11. Схема пружинного манометра:
1 — патрубок; 2 — трубка-пружина; 3- шкала; 4— стрелка; 5 — шестерня; 6 — тяга; 7 — шарнир; 8 — рычаг
Манометры, применяемые на прессах, периодически поверяют образцовыми манометрами. Принципиального отличия образцовых манометров от описанного технического манометра нет; образцовые манометры благодаря более тщательному изготовлению и градуировке обладают лишь большей точностью измерений.
Погрешность силоизмерителей прессов — не более ±2%.
Опорные поверхности пресса представляют собой толстые металлические плиты (см. рис. 3.9), прикрепленные: нижняя 5—к поршню пресса, верхняя — к траверсе. Для удобства установки образцов разных размеров в центральном гнезде траверсы смонтирована винтовая пара, к которой крепится верхняя опорная плита. Вращая штурвал винта, можно вручную поднимать и опускать верхнюю плиту пресса. Прессы большой мощности оборудованы специальным приводом для перемещения траверсы. Нижняя плита во многих прессах выполнена из двух частей, соединенных одна с другой сферической поверхностью. При этом верхняя часть может свободно поворачиваться относительно нижней и тем самым устанавливаться параллельно поверхности нижней грани образца, обеспечивая плотное примыкание поверхности плиты к образцу. В некоторых прессах подобное устройство выполнено на верхней опорной плите.
Для испытания строительных материалов промышленность выпускает семь марок прессов (ГОСТ 8905—82*): П-2,5; П-5; П-10; П-50; П-125; П-250 и П-500 с верхним пределом нагру-жения соответственно от 25 до 5000 кН. Силоизмерители прессов снабжены двумя шкалами, одна из которых рассчитана на максимальное усилие, развиваемое прессом, другая — на усилие около 50% от максимального. Чаще всего в лабораторной практике применяют прессы П-2,5 и П-50.