Для чего применяется винтовой пресс
Пресс (механизм). Виды и устройство. Применение и особенности
Пресс – механизм создающий давление для уплотнения веществ, изменения их формы, выжимания жидкостей или решения других задач. Широко применяется в легкой и тяжелой промышленности. Устройства способны создавать сдавливающее усилие на уровне от нескольких килограмм до сотен тонн.
Виды работ выполняемых с помощью пресса
Использование пресса позволяет в зависимости от его конфигурации выполнять различные виды работ:
Прессы для выдавливания жидкости появились одними из самых первых. В первую очередь такое оборудование применяется в пищевой промышленности. В частности с его помощью давится сок из фруктов и ягод, бьется масло из оливок, подсолнуха и прочих культур. Механизм уплотняет вещество, из которого под давлением выделяется присутствующая внутри жидкость. Она стекает сквозь решетку дна или боков уплотнительной формы.
Прессы для штамповки изделий являются очень распространенным производственным оборудованием, позволяющим получать плоские и объемные предметы. Обычно штамповка подразумевает вырезание из плоской заготовки готовые изделия. Рабочая часть пресса создает давление по контуру предмета, отделяя его от общей болванки.
Прессы для штамповки работают по холодной или горячей технологии. Оборудование для холодного штампа делают несложные предметы, чаще всего вырезая их из листового металла, бумаги, пластика.
Более сложным оборудованием является горячий пресс. Он рассчитан на работу с нагретыми веществами, в частности раскаленным докрасна металлом. Станок не только обрезает края заготовки, но и уплотняет ее структуру, увеличивая физические характеристики. С помощью штамповочного оборудования выпускаются детали автомобилей, спецтехники. Штамповочные прессы также используются для изготовления плоских ювелирных изделий, посуды, клинков ножей, маникюрных принадлежностей и т.п.
Прессы для уплотнения применяются для увеличения плотности различных веществ. Они создают большое механическое давление, меняющее молекулярную кристаллическую решетку вещества, или просто добиваются удаление пустот сыпучего сырья. Такое оборудование часто используется для изготовления стройматериалов: кирпич, кафель, керамогранит, тротуарная плитка. Прессы уплотняющего типа позволяют получать топливные брикеты, пищевые гранулы для откорма животных, медикаменты в таблетках и пр.
Прессы для сгибания заготовок представлены различными листогибами, трубогибами и прочими установками. Они позволяют сгибать заготовки под заданным углом. Также оборудование применяется для изготовления элементов фальцевой кровли, обшивки для автотранспорта, бортов прицепов, деталей корпуса бытовой техники и т.д.
Распространенные конструкции прессов
Существуют десятки эффективных механизмов, позволяющих создавать высокое механическое давление. Общим их качеством является работа на сжатие, но все они отличаются по способу реализации.
Наиболее распространенными механизмами прессов являются:
Все они отличаются по габаритам, скорости и удобству работы. В связи с этим в разных направлениях производства преобладают разные конструкции.
Винтовой пресс
Это один из более простых и распространенных механизмов бытового назначения. Его основным преимуществом выступает компактность и дешевизна изготовления. Он представляет собой четырехугольную раму со штоком с нарезанной резьбой. При вкручивании штока, его конец движется к основанию рамы, сжимая расположенные между ними предметы или вещества. По принципу работы механизм аналогичный тискам или винтовым струбцинам.
Винтовые прессы представлены ручными соковыжималками, вулканизаторами для ремонта шин, оборудованием для ремонта обуви, ручными трубогибами. При работе с винтовым прессом требуется применение мускульной силы. Чем большее давление нужно достичь, тем сложнее вращение винта. Главный недостаток прессов данного типа заключается в низкой производительности. После сжима требуется время на выкручивание винта обратно.
Пресс на гидравлике
Один из самых распространенных на производстве. Он позволяет быстро создавать большое давление. Конструкция может подразумевать ручной или электрический привод, поэтому используется в промышленном и бытовом направлении. Ранее гидравлические устройства назывались прессами Брама, в честь изобретателя.
Простейшее устройство данного типа представляется собой 2 сообщающихся сосуда разного объема. Каждый из них оснащен поршнем и заполнен маслом. Согласно закону Паскаля создаваемое давление в неподвижной жидкости одинаково по всему ее объему. Таким образом, прикладывая минимальное усилие на вдавливание поршня с малой площадью в меньшем сосуде, можно получить выигрыш в силе на большом поршне. Усилие на выходе будет больше на уровень соотношения рабочей площади. То есть, силы действующие на поршни пропорциональны их площади. Давя на малый поршень с одной силой, можно получить давление на втором поршне в разы большее.
Простейшим аналогом пресса данной конструкции является автомобильный гидравлический домкрат. Данный механизм позволяет создавать давление в десятки и сотни тонн, при этом имеет достаточно малые габариты.
Кривошипные прессы
Установка данного типа имеет полное название кривошипно-ползунный механизм. Обычно используется для штамповки стальных заготовок. Усилие в механизме создается за счет преображения вращающегося усилия в поступательное движение ползуна.
Пресс имеет шатун, обороты которого обеспечиваются вручную с помощью рукоятки или вала электромотора. С целью увеличения эффективности механизма шатун может приводиться в движение через редуктор. За один оборот шатуна ползун пресса делает одно полное движение вперед и возвращается обратно.
Уровень давления зависит от используемого в системе редуктора и номинальной мощности электропривода. Прессы данной конструкции в разы более быстрые, чем гидравлические и винтовые. Обычно они используются на крупных производствах для штамповки. Примером такого бытового механизма является колун для дров. Устройство последнего несколько упрощено. В колуне момент вращения электромотора передается на массивный маховик через приводной ремень, а ползун связанный с маховиком двигает колющее зубило вперед и обратно.
Несмотря на большую производительность выполнения работ, кривошипные прессы все же имеют ограниченное применение. Это связано со сложностью реализации механизма. позволяющего развивать большое давление. По силе сжатия их превосходит большинство гидравлических прессов. Для повышения давления кривошипного механизма требуется увеличивать его массу и габариты. В связи с этим такие прессы обычно используются в направлениях производства, где большое давление не требуется.
Листогибочные прессы
Пресс листогиб в простейшей реализации работает за счет мускульной силы человека. Он позволяет ровно сгибать тонкие листы металла. Однако устройство такого типа является малопроизводительным и требует больших физических усилий. В связи с этим механизм комбинируется с разными типами приводов:
Обычно листогибочные прессы не применяются на автоматических конвейерах. Они требуют точного позиционирования заготовки перед выполнением сгиба. Поэтому механизм всегда контролируется рабочим, который после выравнивания детали запускает механизм сгиба. Тот в свою очередь может деформировать заготовку за счет сжимания пуансона с матрицей, поворота или ротации нескольких валиков.
Магнитно-импульсные
Это высокоскоростной пресс, главной деталью механизма которого выступает генератор импульсного тока. Устройство требует подвода электропитания и является сугубо производственным оборудованием. При подаче питания на устройство, то создает сильное электромеханическое давление, обычно за счет возникновения магнитного поля и притяжения между подвижной и неподвижной частью механизма. При этом расположенные между ними заготовки поддаются давлению, меняющему их форму, плотность или влажность. Обычно устройства данного типа применяются для прессования различных порошков.
Магнитно-импульсные прессы способны создавать давления разными способами:
Устройства, работающие по электродинамическому методу, используют физическое явление отталкивания между противоположно направленными импульсами. Прессы данного типа ограничены пределом импульсного давления в 0,5 ГПа.
Индукционный метод прессования разработан специально для получения деталей со сложной поверхностью. Сдавливающее усилие в данном механизме обеспечивается за счет взаимодействия импульсного поля рабочего индуктора с магнитным полем токопроводящей части пресса. При этом данные силы напрямую не взаимодействуют со спрессованным порошком, а только сдавливают его путем механического контакта с матрицей.
Винтовые прессы: общие сведения
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:
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 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:
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.
Винтовой пресс
Одной из самых ранних конструкций прессов в истории техники является винтовой пресс. Он пришёл к нам из Европы 16-го века, когда начали применять винтовые конструкции и был создан первый пресс с использованием пары винт-гайка.
Усилие пресса создавалось вручную, вращением рукояток, закреплённых на винте. Такие прессы применялись для переработки сельскохозяйственной продукции и различных мягких материалов. Для обработки металлов винтовые прессы начали применять в 18-м веке, уже с применением механического привода.
Принцип применения механического привода современного промышленного винтового пресса заключается в использовании кинетической энергии маховика, раскручиваемого электромеханическим приводом и передачей, затем, этой энергии винту, для приведения рабочего органа пресса в возвратно-поступательное прямолинейное движение для деформации заготовки, уже без участия в работе электромеханического привода.
В процессе рабочего хода кинетическая энергия, накопленная в маховике, полностью расходуется на деформацию заготовки, до полной остановки рабочего органа, а между маховиком и приводом, во время рабочего хода, отсутствует связь.
Современные винтовые прессы отличаются малой линейной скоростью рабочего органа, что относит их к механизмам ограниченно ударного действия.
Конструктивную схему винтового пресса определяет устройство главного механизма, пара винт-гайка, при котором гайка может крепиться в ползуне, в маховике или в станине пресса.
В первом случае, гайка, жёстко закрепленная в ползуне, заставляет вращающийся винт, перемещаться прямолинейно поступательно создавая рабочее усилие.
В том случае, когда гайка жёстко установлена в маховике, который опирается на упорные подшипники, закреплённые в станине пресса, вращение маховика с гайкой заставляет винт перемещаться прямолинейно поступательно, создавая рабочее усилие.
В том случае, когда гайка установлена жёстко в станине винтового пресса, а винт жёстко закреплён на маховике, перемещение гайки, закреплённой на ползуне, по винту создаёт рабочее усилие на нём для деформации заготовки.
Диапазон усилий винтовых прессов варьируется от 160 тонн, в малых прессах и до 38.6 тыс. тонн в больших, в которых применяются муфты сцепления. Малые прессы могут совершать рабочие циклы с частотой 50 ударов в минуту, а большие с частотой 7-12 ударов в минуту.
Скорость движения рабочего органа винтовых прессов может регулироваться.
Винтовые прессы используются для ковки, штамповки изделий из металлов и сплавов. Высокая точность скорости перемещения рабочего органа позволяет использовать винтовые прессы для изготовления лопаток компрессоров, зубчатых шестерён, стоматологических изделий, различного инструмента.
Опубликовано в категории СТАНКИ и Это полезно знать
Ручные прессы: виды, конструктивные особенности и рекомендации по выбору
Без использования прессового оборудования, при помощи которого можно выполнять большой перечень технологических операций, сегодня не обходится ни одно крупное производственное предприятие. Если для оснащения крупных производственных предприятий, как правило, используются мощные прессовые установки, то оптимальным вариантом такого оборудования для домашнего использования (а также для применения в условиях небольших цехов) является ручной пресс. Настольный ручной пресс, несмотря на свои компактные размеры, также позволяет выполнять множество технологических операций с деталями, изготовленными из различных материалов.
Настольные ручные прессы очень популярны среди домашних умельцев
Для чего используется компактный настольный пресс
Настольные прессы, которые сегодня предлагаются многими производителями механического оборудования, делятся на ручные и приводимые в действие электрическим приводом. Высокая популярность такого оборудования обусловлена в первую очередь его компактными размерами, благодаря чему для размещения данного устройства и работы на нем не требуется большой площади. Рабочие элементы современных моделей прессов настольного типа изготавливаются преимущественно из высокопрочной стали, что обеспечивает длительный эксплуатационный срок данного оборудования.
Механический ручной пресс реечного типа для домашней мастерской
Большой популярностью у владельцев небольших мастерских и домашних мастеров пользуются настольные прессы механические, которые приводятся в действие посредством приложения физического усилия. Объясняется такая популярность простотой конструкции механических ручных прессов, их неприхотливостью в эксплуатации и техническом обслуживании, справиться с выполнением которого способен даже начинающий домашний мастер. Кроме того, для работы таких настольных устройств не требуется никаких расходных материалов.
Наиболее распространенными технологическими операциями, которые успешно выполняются при помощи ручного настольного пресса, являются:
Пресс ручной винтового типа для работ, связанных с обжимом переплетов, книг или обложек, также может использоваться в столярном деле при склеивании заготовок
Прессы механические настольного типа являются достаточно универсальными устройствами, при помощи которых можно выполнять обработку изделий, изготовленных из различных материалов, таких как:
Еще одним важным достоинством, которым отличаются настольные механические прессы, является то, что эффективно работать такое оборудование может даже при отрицательных температурах.
Ручной пресс для пробивки отверстий в коже
Конструктивные особенности и принцип действия
Основным параметром, в зависимости от которого настольные прессы механические делятся на различные виды, является тип штока. Так, по данному параметру выделяют:
Наибольшее распространение по целому ряду причин получили прессы механические реечного типа, конструкция которых включает в себя следующие элементы:
Устройство ручного механического пресса статического (не ударного) действия
Работает пресс с ручным приводом вышеописанной конструкции следующим образом: при физическом воздействии на рычаг или винт запускается в действие зубчатая передача, вращение от которой передается эксцентрику, связанному с пуансоном пресса; совершая возвратно-поступательные движения, сообщаемые ему эксцентриком, пуансон воздействует на заготовку, размещенную на рабочей поверхности матрицы. Именно от конструкции матрицы, которая является заменяемый элементом, зависит то, какую технологическую операцию будет выполнять механический пресс.
Развиваемое ручным прессом давление зависит от длины рычага
На современных моделях ручных рычажных прессов или оборудования винтового типа используется несколько схем установки сменных матриц. Так, рычажные или винтовые ручные прессы могут комплектоваться сменными матрицами следующих типов:
Основной характеристикой ручных механических прессов, которая определяет технические возможности такого оборудования, является значение максимального усилия, создаваемого штоком.
Настольные механические прессы в зависимости от модели могут создавать усилие, значение которого находится в диапазоне 450–5000 кг. Для выполнения всего спектра работ в автомастерской вполне подойдет ручной пресс для металла, который способен создавать усилие в 2000 кг, а для использования в бытовых целях достаточно будет устройства, создающего усилие величиной в 500 кг.
Передача усилия в обоих прессах осуществляется при помощи зубчатой шестеренки, но модель справа оснащена храповым механизмом для четкой и надежной запрессовки
Важными параметрами, которые характеризуют механический пресс настольного типа, также являются размеры его рабочей площадки и величины вылета штока, от которой, в частности, зависит, какой высоты заготовки можно будет обрабатывать на таком устройстве. Чем более мощным является настольный пресс, тем он габаритнее и тяжелее. Так, если усилие, создаваемое прессом, увеличивается всего на тонну, то вес такого устройства возрастает в два раза.
Площадь сечения штока, который установлен на механический пресс, также имеет большое значение. Чем выше значение данного параметра, тем более крупные и массивные детали можно обрабатывать таким механическим прессом.
Основные разновидности
Настольный механический пресс является не единственным видом ручного прессового оборудования. Для выполнения различных технологических операций специалистами создано множество различных моделей прессового оборудования и приспособлений ручного типа, наиболее распространенными из которых являются:
Ручной гидравлический пресс для пробивки отверстий в металлических листах
Ручное прессовое оборудование с гидравлическими цилиндрами, содержащими рабочую жидкость, способно создавать усилия, которые не в состоянии обеспечить винтовой или рычажный пресс. Величина таких усилий в случае использования гидравлического оборудования может достигать десятков тонн, при этом со стороны пользователя подобного устройства требуется минимальное количество трудозатрат. Применяется гидравлическое прессовое оборудование для решения тех же задач, что и обычный ручной винтовой пресс или устройство рычажного типа, но только в тех случаях, когда на обрабатываемую заготовку необходимо оказать значительное давление.
Дыропробивное ручное прессовое оборудование – это устройство, специально предназначенное для штамповки отверстий в заготовках листового типа. Работать при помощи таких устройств можно и по металлу, если толщина листа из него не превышает 4 мм. Диаметр отверстий, получаемых посредством этого ручного оборудования, может находиться в диапазоне 10–40 мм.
Дыропробивной пресс ДС-8 прорубает круглые отверстия диаметром 8 мм в металле толщиной до 3 мм
Для обжима гильз наконечников электрических проводов используются ручные пресс-клещи с храповым механизмом
Ручные пресс клещи для обжима небольших наконечников проводов
Таблеточный ручной пресс представляет собой устройство, которое используется для изготовления таблетированных медикаментозных препаратов в лабораторных условиях. Устройства данного типа, при помощи которых можно изготавливать таблетки диаметром 0,4–1 см и толщиной не более 0,5 см, могут быть с ручным, электрическим или гидравлическим приводом. В зависимости от модели производительность такого оборудования может находиться в диапазоне 200–1000 таблеток в час (а промышленных моделей – до 6000 таблеток в час и даже выше). Максимальное усилие, которое способны создавать прессы для изготовления таблеток, как правило, не превышает значения в 700 кг.
Ручной таблеточный пресс используется там, где нужно спрессовать гранулированный порошок в таблетки
Как правильно выбрать прессовую установку ручного типа
Выбирая пресс ручной рычажный, винтовой или любой другой, следует ориентироваться на основные технические характеристики подобного оборудования.
Значение усилия
Если используется механическая установка, данный параметр напрямую зависит от усилия, которое прикладывает к органу управления пользователь. В случае применения гидравлического прессового оборудования усилие, создаваемое штоком, будет зависеть от конструктивных особенностей устройства.
Таблица 1. Сравнительные характеристики некоторых механических прессов ручного типа
Размеры оборудования
От данной характеристики зависит не только то, на какой площади можно разместить и использовать выбираемое прессовое устройство, но и то, детали каких размеров можно будет обрабатывать с его помощью.
Сфера применения
Настольные ручные прессы применяются не только для обработки деталей, изготовленных из различных материалов, но и для производства пищевой продукции (в частности, для отжима соков из фруктов и ягод). Именно поэтому, выбирая такое оборудование, следует обращать внимание на то, для решения каких задач оно предназначено.
На современном рынке представлено множество моделей прессового оборудования ручного типа, поэтому выбрать данные устройства для конкретной ситуации не составит больших сложностей. Главное, на что следует ориентироваться при решении такого вопроса, – это конструктивные особенности, технические характеристики и основное назначение выбираемого оборудования.