+375 (17) 256-94-92
+375 (17) 204-53-45
+375 (17) 204-10-44
+375 (44) 530-10-98
+375 (29) 374-65-07

оборудование станки отопление
ГлавнаяО компанииКонтактыНовостиОтправить запрос
Строительное промышленное и
грузоподьемное оборудование.
Электроинструмент

Прессование металла


Прессование металла
Пресс — главное оборудование, на котором работает прессовщик. От того, насколько хорошо он знает его устройство, зависят и выработка продукции и ее качество и безопасность труда. Высококвалифицированный прессовщик должен в совершенстве знать устройство пресса. Поэтому в качестве примера рассмотрим несколько более подробно устройство отдельных узлов типового современного горизонтального гидравлического пресса усилием 25 МН для прессования прутков и профилей из алюминиевых сплавов с прямым истечением металла.

Станина, которая состоит из передней и задней неподвижных поперечин, соединенных колоннами, и устанавливается на фундаментной плите. Между задней и передней поперечинами на плите смонтированы продольные призматические направляющие, по которым скользят прессующая траверса и контейнеродержатель. Задняя поперечина жестко крепится на плите для предотвращения продольных и поперечных перемещений. Передняя поперечина установлена на направляющих с помощью винтовых домкратов. Они позволяют выверить и правильно установить переднюю поперечину относительно оси пресса. Прочность и жесткость станины и всей конструкции пресса прямо влияет на точность профилей. Колонны, стягивающие переднюю и заднюю неподвижные поперечины, должны образовать жесткую рамную конструкцию, которая не искажается и при нагреве контейнера. Эта рама, кроме того, должна быть хорошей опорой для тех частей пресса, которые перемещаются вдоль его оси при проведении прессования.

Прессующая траверса — подвижная часть пресса, служащая для передачи давления от рабочего цилиндра на прессуемую заготовку через закрепленный на ней пресс-штемпель. Траверса опирается на опорные башмаки, которые скользят по направляющим. Эти башмаки также имеют винтовые домкраты для установки траверсы по оси пресса. Траверса скреплена с плунжером главного цилиндра, а, кроме того, с двумя форсирующими и возвратными цилиндрами. Важной характеристикой пресса является величина хода прессующей траверсы или просто — величина хода пресса. Раньше для снижения габаритов и массы пресса Эту величину старались уменьшить. Относительно небольшой ход траверсы, немного больший длины контейнера, приводил к тому, что длительность ряда вспомогательных операций, входящих в состав цикла прессования таких, как подача заготовки в контейнер и некоторые другие, достигали значительной величины — до 60 с и даже больше. По мере освоения прессования быстро-прессуемых сплавов, повышения роли производительности прессов, прессостроители стали стремиться к сокращению длительности вспомогательных операций. Для этого потребовалось увеличение длины хода пресса и сейчас современные гидравлические прессы стали делать двухходовыми, т. е. имеющими длину хода несколько больше двух длин контейнера. Длину станины, главного цилиндра других частей пресса несколько увеличили. Это позволило значительно скорее выполнять вспомогательные операции: их длительность на новых прессах составляет сейчас около 20 с. Пресс стал больше делать рабочих ходов, больше выпускать продукции, и это не только полностью окупило некоторое удорожание стоимости двухходового пресса, но и дало большой экономический эффект. Типичная скорость прессующей траверсы, что то же, что и движение главного плунжера или скорость рабочего хода, составляет от нуля до примерно 50 мм/с. При этом при средней вытяжке 30 скорость истечения профиля из матрицы достигает 90 м/мин;

Главный цилиндр пресса, в котором создается рабочее давление прессования, изготовлен из цельной стальной поковки или из нескольких поковок, сваренных специальными способами электросварки в одно целое. Цилиндр должен быть очень прочным, так как его стенки воспринимают большие давления. Внутренний диаметр главного цилиндра при заданном давлении рабочей жидкости определяет рабочее усилие пресса. Длину цилиндра рассчитывают, исходя из длины контейнера и необходимости выполнения всех вспомогательных операций. Длина цилиндра определяет также и величину хода пресса. В главном цилиндре передвигается массивный плунжер. Чтобы в зазор между цилиндром и плунжером не проникала рабочая жидкость, зазор уплотнен специальными, так называемыми сальниковыми уплотнителями. Это — один из весьма важных узлов пресса, объект постоянного внимания прессовщика. Уплотнение работает в тяжелых условиях высокого давления и частых перемещений плунжера. От его надежной работы зависит бесперебойность работы пресса. Кроме того, если уплотнение негерметично, то это влечет за собой грязь на прессе, а, значит, ухудшение гигиенических условий труда и снижение качества продукции.

Форсирующие цилиндры пресса нужны для ускорения холостого хода прессующей траверсы. Дело в том, что траверса до того, как пресс-штемпель дойдет до контейнера и начнется прессование, некоторое расстояние должна пройти вперед вхолостую (произвести холостой ход). Если холостой ход выполнять за счет передвижения главного плунжера, то из-за большого диаметра главного цилиндра и, следовательно, небольшой скорости передвижения главного плунжера, это займет много времени. Кроме того, операция будет стоить очень дорого из-за нерациональной затраты мощности пресса. Например, на прессе 50 МН все номинальное усилие (т.е. все 50МН) пойдет на работу, выполнение которой требует всего 5МН. Если же для холостого хода траверсы применить дополнительные форсирующие цилиндры небольшого диаметра, то заполнить их жидкостью можно очень быстро, и холостой ход траверсы займет немного времени. Естественно, что и усилие в таких цилиндрах будет значительно меньше; диаметр форсирующих цилиндров рассчитывают таким образом, чтобы развить усилие, равное примерно 10 % от усилия в главном рабочем цилиндре. Когда прессование закончено, прессующая траверса возвращается в исходное положение, делая холостой ход назад. Возвратный ход по тем же причинам осуществляется не главным, а двумя возвратными цилиндрами. Эти цилиндры создают усилие около 6—10 % от номинального. И форсирующие, и возвратные цилиндры, как и главный цилиндр, размещены на задней поперечине.

Контейнер пресса выполнен многослойным, состоящим чаще всего из трех втулок, посаженных с натягом. Для обеспечения требуемого температурного режима прессования наружная втулка контейнера снабжена встроенным индуктором. Контейнер установлен в контейнеродержателе на продольных шпонках, обеспечивающих сохранение осевой центровки пресса в процессе работы, несмотря на интенсивный нагрев контейнера. Корпус контейнеродержателя выполнен неразъемным. Контейнеродержатель вместе с контейнером в настоящее время выполняют подвижным. Они могут двигаться как вперед по ходу прессования, так и назад. При движении вперед контейнер с силой прижимается к матрице, и возможность «затечки» металла в зазор между матрицей и контейнером исключается. При обратном ходе контейнера производятся вспомогательные операции после завершения прессования. Для передвижения контейнера на передней поперечине пресса установлены два специальных цилиндра. Усилие цилиндров передвижения контейнеродержателя при прижиме контейнера к матрице обычно составляет 8—10 % номинального усилия пресса; при этом должна обеспечиваться возможность прессования со смазкой, при котором в результате прижима предотвращается выдавливание смазки через стык матрицы и контейнера. Усилие передвижения контейнера в противоположную сторону, т. е. при отводе контейнера от матрицы, составляет несколько большую величину —12—15% номинального усилия пресса.

Это делается для прессования через язычковую матрицу, когда движением контейнера в сторону главного цилиндра нужно оторвать пресс-остаток, находящийся в контейнере, от отпрессованного профиля и тем самым очистить сварочную камеру язычковой матрицы от остатков металла предыдущей прессовки. Из изложенного выше мы видим, что пресс представляет собой машину, в которой происходит взаимное перемещение различных ее частей. Прессовщик с самого начала работы в цехе должен уяснить себе, что успех работы в очень большой степени зависит от того, насколько все подвижные части совершают движение точно вдоль оси пресса. Движение основных подвижных частей пресса по его оси, отсутствие их взаимных перекосов при прессовании — вот непременные условия хорошей работы пресса, высокого качества продукции и стабильной работы технологического инструмента. Особенно важно, чтобы без перекосов передвигался контейнеродержатель. Обеспечить эти условия обязан прессовщик, так как если эти условия на прессе не выполняются, то становится невозможным получение точной геометрии профиля, особенно полого; быстро изнашивается и ломается прессовый инструмент; на поверхности пресс-изделий образуются различные дефекты. Современная техника имеет специальные средства для точной выверки подвижных частей пресса (например, с помощью лазерного луча) и регулировки их положения.

В общих чертах мы рассмотрели схему наиболее распространенного гидравлического горизонтального пресса для прямого прессования. Теперь, получив общее представление о его конструкции, мы можем рассмотреть особенности и других, несколько более сложных гидравлических прессов. Существует несколько видов прессов, различающихся по наибольшему усилию, характеру исполнения, способу прессования, виду получаемых пресс-изделий. По величине усилия прессы подразделяются на малые—от 5 до 12,5 МН, средние— от 15 до 50 МН и тяжелые — свыше 50 МН. Самые крупные прессы развивают усилие равное 200 МН. Такие прессы уникальны. Например, их габариты (без приемного стола) равны примерно 90 м Х 30 м, а масса превышает 3000 т. Чаще же всего применяют прессы усилием от 15 до 30 МН. Но даже и такие прессы представляют собой крупные тяжелые машины, изготовление которых возможно в стране, располагающей современной развитой техникой и промышленностью.
По характеру исполнения прессы могут быть горизонтальными и вертикальными.

Вертикальные прессы выпускаются сравнительно небольших усилий, чаще всего 6 МН. Их основное назначение — прессование труб, так как разностенность труб, отпрессованных на таких прессах ниже, чем на горизонтальных. Вертикальные прессы обычно устанавливают над приямком в полу цеха, в который и выходит отпрессованная продукция. Принцип работы, технологическая схема и конструкция основных узлов вертикального и горизонтального прессов не имеют каких-либо принципиальных отличий. По способу прессования различают прессы для прямого прессования, которые мы рассмотрели выше, и обратного прессования. Эти прессы имеют конструкцию, отличающуюся возможностью осуществления движения контейнера вместе с заготовкой под действием прессующей траверсы; при этом матрица неподвижна и закреплена на удлиненном матрицедержателе. Заготовка относительно контейнера не перемещается. Характерной особенностью прессов для обратного прессования по сравнению с прессами для прямого прессования является большой ход контейнера. Следует отметить, что прессы только для обратного прессования металла почти не строят, так как этот метод имеет известные ограничения, рассмотренные ранее. Поэтому на практике выпускают комбинированные прессы, на которых предусмотрена возможность прессования как прямого, так и обратного. Конструкция этого пресса позволяет осуществить простой переход с прямого прессования на обратное и наоборот.

По виду прессуемых изделий прессы подразделяются на прутковопрофильные и трубопрофильные. Если на первых прессуются в основном прутки и профили, то на вторых — трубы и профили. Специализированные трубопрофильные прессы в отличие от прутково-профильных имеют две самостоятельные гидравлические системы для привода инструмента — движения пресс-штемпеля и движения иглы — его общий вид. При прессовании полых пресс-изделий внутренняя часть формируется иглой.
Цилиндр привода иглы с прошивной траверсой расположен в полости главной прессующей траверсы. Водой высокого давления цилиндры привода иглы питаются через телескопические подводы. Прошивное устройство на трубопрофильном прессе позволяет вести прессование труб как из полой, так и из сплошной заготовки. В последнем случае сплошную заготовку сначала прошивают. Для этого вместо обычной матрицы устанавливают заглушку, т.е. матрицу без отверстия, затем в контейнер подают заготовку, которую прошивают ходом иглы, после чего заглушку заменяют на обычную матрицу и прессование трубы ведут уже из полой заготовки.

Рассмотрим конструктивные особенности некоторых узлов гидравлических прессов, заметно влияющие на технологию прессования и производительность прессовой установки. Эти особенности одинаковы и для горизонтальных, и для вертикальных прессов, и с прямым и с обратным истечением. Особенно важное влияние на время выполнения вспомогательных операций имеет конструкция матрицедержателя. На современных прессах матрицедержатели двух или многопозиционные выполнены или в виде салазок, передвигающихся поперек пресса с одной позиции на другую с помощью специального гидравлического привода, или в виде поворотной обоймы. При работе с такими матрицедержателями экономится время, затрачиваемое на отделение пресс-остатка, смену матрицы или зачистку, следовательно, уменьшается вспомогательное время, и значит, повышается производительность труда. Кроме того, точность геометрии профилей, прессуемых на прессах с многопозиционным матрицедержателем, выше, так как возможно увеличение толщины опорной, под матричным комплектом, плиты по сравнению с прессами, оснащенными матрицедержателем старой конструкции. На массивной опорной плите матрица при прессовании меньше прогибается под нагрузкой, а это обеспечивает более высокую точность и стабильность размеров сечения профилей.
Для получения профилей точных размеров важно иметь хорошо развитые направляющие для передвижения контейнера, особенно при прессовании полых пресс-изделий, для которых соосность передвигающихся частей пресса прямо влияет на разностенность пресс-изделий. На современных прессах направляющие бывают призматические или икс-образные. Призматические направляющие обычно устанавливают на фундаментной плите независимо от станины, чтобы исключить влияние возможных ее перекосов на соосность. Скольжение передвигающегося контейнеродержателя происходит по планкам, устанавливаемым на направляющих. Однако призматические направляющие конструктивно неполностью исключают некоторый перекос контейнера.
Наилучшее направление движения контейнера достигается при применении икс-образных направляющих (расположение которых по форме напоминает латинскую букву икс). Контейнеродержатель на прессах с икс-образными направляющими передвигается как бы в жестком замкнутом контуре, поэтому обеспечивается наиболее точное, бесперекосное передвижение контейнера. Соосность сохраняется и при тепловом расширении отдельных частей пресса. Конструкция станины влияет на общую жесткость пресса и его долговечность. В зависимости от формы продольных частей пресса они могут быть или в виде колонн (различаются по числу и форме расположения) или в виде рамы. Хорошо себя зарекомендовали четырехколонные станины, которые позволяют удобно разместить все приспособления для выполнения вспомогательных операций (крепления и передвижения матриц, отделения пресс-остатка и др.) и достаточно надежны. Колонны проходят через передние и задние поперечины пресса так, что за поперечины выступает только их резьбовая часть. На нее навертывают гайки, которые стягивают поперечины в жесткую пространственную конструкцию. Однако резьба на колоннах создает так называемые концентраторы напряжений, которые снижают срок службы колонн. Если колонна разрушается, то чаще всего это происходит в резьбовой части. Кроме того, на долговечность пресса влияет также качество кованой колонны. Для изготовления колонн требуются массивные длинные поковки, которые из круглого слитка проковывают на мощном кузнечном оборудовании. В связи с тем, что колонны имеют довольно большой диаметр, не всегда удается хорошо проковать металл на всю толщину поковки, и иногда в колонне остаются дефекты, переходящие в него из слитка. Поэтому колонны при полном нагружении пресса могут выйти из строя также по месту дефекта.
В настоящее время чаще стали изготавливать станины в виде жесткой рамы. Рамная конструкция выгодно отличается от колонной отсутствием резьбовых соединений. Кроме того, раму изготавливают из толстолистового проката, толщина которого значительно меньше диаметра колонны. Это означает, что металл рамной конструкции деформирован хорошо и нет в нем дефектов литья, а значит, вероятность разрушения меньше.

В последнее время разработаны и применяются предварительно нагруженные конструкции станин прессов. Их изготавливают таким образом, что в них еще до нагружения пресса рабочей нагрузкой уже есть напряжения, но их знак противоположен знаку тех напряжений, которые создаются в станине при прессовании. Например, если при работе пресса станина растягивается, то предварительным напряжением она сжата. Поэтому рабочие и предварительные напряжения как бы уравновешивают друг друга и поперечные сечения можно сделать меньшими, а, следовательно, это приводит к облегчению всей станины и повышению ее долговечности. Прием предварительного напряжения нагруженной конструкции широко применяется в технике. Тип привода гидравлических прессов и его конструкция имеют большое значение для успешного выполнения технологических задач, решаемых прессовщиком. Для работы гидравлических прессов применяются жидкости высокого давления — эмульсия или минеральное масло. Эмульсия обычно представляет собой смесь небольшого количества минерального масла с водой. Эти жидкости и являются рабочей средой, которая передает давление на подвижные части пресса. Привод включает в себя насосы, создающие высокое давление в жидкости, систему управления регулирующих и распределительных устройств, приемники жидкости, аккумуляторы, трубопроводы, по которым жидкость поступает в различные части привода и на пресс. В гидравлических прессах приводы могут быть двух типов — насосный безаккумуляторный и насосно-аккумуляторный. При насосном безаккумуляторном приводе жидкость высокого давления от насосов подается непосредственно в цилиндры прессов. Поэтому давление, развиваемое насосами, равно давлению, действующему на плунжер, и изменяется по ходу прессования.

Мощность насосов, т. е. количество рабочей жидкости, подаваемое насосом в единицу времени, определяется наибольшей скоростью прессования. Этот привод в последние годы получил наибольшее распространение на гидравлических прессах небольших и средних усилий (особенно для прессования алюминиевых сплавов) как наиболее экономичный, удобный в управлении, дающий возможность плавно регулировать скорость прессования в широком диапазоне скоростей и автоматизировать процесс. Для каждого пресса имеется свой привод. Давление в рабочей жидкости создается насосной установкой, которая состоит из группы так называемых аксиально-поршневых насосов. При вращении ротора насоса поршни нагнетают давление до 32 МПа. Типичная насосная станция состоит из четырех рабочих насосов, два из которых изменяют подачу рабочей жидкости ступенчато, а два — плавно, и одного резервного. Изменение подачи жидкости осуществляется специальным следящим механизмом в соответствии с задаваемой программой регулирования скорости прессования. С целью экономии производственных площадей и сокращения длины трубопроводов насосы располагают над прессом на баке-приемнике, в котором содержится необходимое для работы пресса количество рабочей жидкости.

В безаккумуляторном приводе применяют минеральное масло, которое имеет ряд преимуществ в работе и прежде всего позволяет иметь более простую конструкцию всех уплотнений при надежной их работе. Недостаток минерального масла — возгораемость. Масло должно быть чистым, иначе выходят из строя насосы и аппаратура для распределения и регулирования потоков жидкости. Поэтому на насосной станции имеется циркуляционная установка для фильтрации масла. В состав регулирующих и распределительных устройств насосной установки входят предохранительные клапаны для защиты насосов от перегрузки, обратные клапаны, которые обеспечивают нагнетание масла в одном направлении. Изменение направления движения механизмов пресса достигается изменением направления потока масла, для чего в гидросистеме пресса имеются специальные распределители: в зависимости от расположения распределительного клапана поток рабочей жидкости от насосов может идти в ту или иную сторону относительно плунжера в цилиндре пресса. Регулирование скорости хода механизмов пресса сводится к изменению величины подачи масла насосной установкой. Это осуществляется или регулированием хода поршней насоса, или отключением — включением части насосов. Регулирование усилия пресса осуществляют настройкой специального клапана на нужное давление.

Трубопроводы высокого давления гидравлической системы пресса изготавливают с таким проходным сечением, чтобы минеральное масло проходило через него со скоростями, не превышающими заданной величины. В приводе другого вида — насосно-аккумуляторном во время холостых ходов пресса и технологических пауз, т. е. когда рабочая жидкость или не расходуется прессом, или расходуется в малых количествах, аккумуляторы запасают жидкость высокого давления. Если во время рабочего хода расход рабочей жидкости превышает количества, которые могут в данный момент подать насосы, то она дополнительно подается в цилиндры пресса из аккумулятора. Давление насосов не зависит от величины давления, которое требуется иметь в цилиндре пресса по ходу прессования, и равно давлению жидкости в аккумуляторе. Таким образом, применение аккумулятора обеспечивает более равномерную загрузку насосов в течение цикла прессования и позволяет снизить установочную мощность насосов. Этот вид привода применяется для прессов больших усилий, а также для привода большой группы прессов. Он может обеспечить подачу практически любого требуемого количества рабочей жидкости в единицу времени. В качестве рабочей жидкости в насосно-аккумуляторном приводе применяют водно-масляную эмульсию. Регулирующие и распределительные устройства, трубопроводы на насосно-аккумуляторной станции выполняют те же функции, что и в безаккумуляторном приводе.




Если вы хотите купить прессование металла, вы можете:
Поделиться
Еще из раздела обработка металла. что это?
Виды металлообработки Нарезание резьбы Плазменная резка металла Термическая обработка металлов
на главную
о компании
контакты
новости
отправить запрос
© 2017 АбсолютКринИнвест
220073, г. Минск, ул. Кальварийская д. 33, офис 208

Сайт работает на платформе Nestorclub.com