Навігація
Головна
ПОСЛУГИ
Авторизація/Реєстрація
Реклама на сайті
 
Головна arrow Природознавство arrow Теорія і технологія пресування порошкових матеріалів
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Пресування на гідравлічних пресах

Гідравлічні преси в практиці порошкової металургії застосовуються для пресування великогабаритних виробів, коли необхідно прикладати великі зусилля (до 500 МН), регулювати швидкість прикладення тиску або забезпечувати витримки під тиском. Крім того, вони застосовуються для пресування виробів складної форми (4, 5-та групи складності). Вони також мають переваги за необхідності пресування в напівавтоматичному або періодичному режимі.

До недоліків гідравлічних пресів слід віднести громіздкість гідравлічних систем, відсутність механічної інерції та потребу у великій кількості циркулюючих оліф, які не дають розвинути велику швидкість. Порівняно з механічними пресами швидкість гідравлічних пресів на третину менша.

Принцип дії гідравлічного преса заснований на законі гідростат ичного тиску Паскаля, згідно з яким зовнішній тиск на рідину передається у всі сторони рівномірно. На рисунку 49 зображені принципова конструкція гідравлічного преса і гідравлічна схема його роботи. Гідравлічна схема (рис. 49, б) преса представлена двома циліндрами різного діаметра, з'єднаними між собою і заповненими робочою рідиною преса. Циліндр малого діаметра обладнаний поршнем, який називається плунжер. При створенні тиску на рідину за допомогою плунжера на великий поршень діє зусилля, в стільки разів більше, на скільки його діаметр більший діаметра плунжера. Це зусилля може бути визначене за допомогою виразу (3.13)

Конструкція гідравлічного преса (о) і його гідравлічна схема (б)

Рисунок 49 – Конструкція гідравлічного преса (о) і його гідравлічна схема (б)

(3.13)

де – тиск на великий поршень;

- тиск на плунжер;

D – діаметр поршня великого циліндра;

d – діаметр поршня плунжера.

При цьому великий поршень проходить шлях, у стільки разів менший, у скільки його площа більша площі плунжера.

У порошковій металургії широко застосовують неспеціалі- зовані гідравлічні преси, пристосовані для пресування порошкових матеріалів. Це в основному преси з верхнім прикладанням тиску за схемою одностороннього пресування. У них також відсутні пристрої для завантаження порошку в прес-форму. Робота на таких пресах можлива за двома схемами – човниковою і карусельною (рис. 50).

Так, наприклад, при пресуванні фрикційних дисків застосовують човникову схему (рис. 50, о). В цьому випадку засипка і розрівнювання порошку в матриці й установка верхнього пуансона виконуються поза зоною пресування. Зібрана прес-форма 3 за допомогою горизонтально розміщеного гідравлічного циліндра 4 подається під плунжер 2. Після закінчення циклу пресування за допомогою цього ж циліндра прес-форма повертається в початкове положення для проведення операції виштовхування. Виштовхувач 1, пов'язаний зі штоком іншого додаткового гідроциліндра, виштовхує спресований виріб разом із вкладишем (нижнім пуансоном) і верхнім пуансоном з порожнини матриці. Після закінчення циклу виштовхування виштовхувач повертається на місце, в прес-форму знову вставляється вкладиш, і цикл пресування повторюється.

Недоліком цієї схеми пресування є мала продуктивність, яка зумовлена простоєм преса під час підготовчих операцій (виштовхування спресованого виробу, установка вкладиша (нижнього пуансона), засипка і розрівнювання порошку.

Схема роботи неспеціалізованих гідравлічних пресів за човниковою (а) та карусельною схемами (б)

Рисунок 50 – Схема роботи неспеціалізованих гідравлічних пресів за човниковою (а) та карусельною схемами (б)

Вища продуктивність має місце при пресуванні за карусельними схемами (рис. 50. б; 51). Підвищення продуктивності відбувається за рахунок поєднання в часі основних і допоміжних операцій процесу пресування. Основною частішою цих схем є кільцевий поворотний стіл, у якому в спеціальних гніздах розміщуються від 4 до 12 прес-форм.

Робота преса з додатковою схемою "карусель" (рис. 50. б) відбувається таким чином. У позиції І в гніздо матриці вкладається вкладиш, засипається шихта і встановлюється пуансон. Позиція II в цій схемі є резервною, якщо робітник не встигне провести всі операції у позиції І. У позиції III відбувається пресування, у позиції IV спресований виріб разом із пуансоном і вкладишем виштовхується з матриці. На пресі змонтований додатковий блокувальний пристрій, що виключає подачу прес-форм з невстановленим пуансоном під плунжер преса. Продхктивність такого преса може бути до 200 виробів за годину.

Схема р о боти неспеціаліз ованого гідравлічного преса за схемою дванадцята гніздової

Рисунок 51 – Схема р о боти неспеціаліз ованого гідравлічного преса за схемою дванадцята гніздової "каруселі"

У порошковій металургії в багатьох випадках гідравлічні преси оснащені спеціальними прес-блоками, за допомогою яких можна більш повно використовхвати технічні характеристики преса. Прес-блок є частиною преса. Основні вимоги до нього такі:

– повинен максимально використовувати робочий простір преса, забезпечувати пресування виробу, максимального як за площею , так і по висоті;

– жорсткість прес-блока повинна забезпечувати формування виробів при максимальних зусиллях преса;

– прес-блок повинен забезпечувати автоматизацію процесу пресування;

– конструкція повинна давати змогу швидкої зміни прес-форми або окремих її частин;

– давати змогу установки на ньому багатогніздових прес-форм і прес-форм для пресування виробів усіх груп складності.

У загальному випадку прес-блок складається з таких основних деталей: плит верхніх пуансонів; плит матриць із гніздами під штовхані рухомих упорів або без них; плит нижніх пуансонів з місцями кріплення рухомих упорів або без них; плит стрижнів або вузла кріплення стрижнів; напрямних колонок і втулок, що зв'язують всі плити прес-блока; плит дозаторів із дозатором і приймальним столом або транспортером для деталей; вузлів кріплення блока до преса і установки на прес; вузлів змащування і зйомників бруду.

На рисунку 52 зображений неавтоматизовашій інструментальний прес-блок для пресування втулки з буртом, призначений для універсального гідравлічного преса марки Д2430.

Схема прес-блока преса Д2430

Рисунок 52 – Схема прес-блока преса Д2430

Прес-блок складається з таких деталей: верхньої плити 7 зі встановленим на ній пуансоном 8 (можна встановити і більше число верхніх пуансонів), виштовхувана 10, що пересувається по напрямних 9, і верхніх напрямних колонок 6. Матриця 12 кріпиться кришкою 11 в плиті 5, яка підвішена на пружинах 4, що розміщені в комбінованих колонках-втулках 3. Зовнішній нижній пуансон 13 закріплений на рухомій підпружиненій плиті 15 (обмежувачі для плити 5, а також колонки, втулки, обмежувачі й пружини для плити 15 на кресленні не показані). Нижній внутрішній пуансон закріплений на проміжній плиті 2. У нижній плиті 1 розміщена пробка 19 для пружини 18 центрального стрижня 14. Вилка 16 забезпечує пресування тіла втулки. При витяганні деталі з матриці вилка 16 забирається, і плита матриці опускається на плиту 17.

Прес-блок працює таким чином. Підготовлені наважки шихти висипають в матрицю і розрівнюють. Включають прес і пресують деталь до упору у вилку 16. Потім по напрямних 9 вводять виштовхувач 10 у прес-блок і подальшим рухом верхнього плунжера витягують деталь з матриці. Далі цикл повторюється. Застосування такого прес-блока дає змогу пресувати близько 40- 60 деталей за годину.

Можливе також застосування прес-блоків, які працюють в автоматичному режимі. Так, наприклад, на рисунку 53 показаний прес-блок, який призначений для пресування виробу типу втулки. Він працює таким чином. Для пресування камера засипки встановлюється за допомогою двох пневмо циліндрів 16 з буртом, які входять у відповідні пази тримача пуансонів 14, з напрямними втулками 1 і колонами 3. Штоки 13 пневмоциліндрів 16, при обертанні яких можна встановити необхідну глибину камери засипки, угвинчені в укріплену на середній плиті 2 втулку 10. У ступиці зірочок 12 закріплені шпонки 11, які ковзають у пазах штоків 13. Зірочки 12 з'єднані ланцюгом, що зрушується рукояткою через черв'ячний редуктор (на рисунку не показаний). Таким чином, обертаючи рукоятку черв'ячного редуктора, досягають підйому (опускання) тримача пуансона 14, регулюючи глибину камери засипки. Для зміни інструмента порожнина 17 пнсвмоциліндрів сполучається з атмосферою. ослабляються гайки 15 і поворотом тримача пуансонів 14 навколо осі бурти пнсвмоциліндрів 16 виводяться з відповідних пазів пуансонотримача. Конструкція блока забезпечує двостороннє пресування завдяки тому, що оліфа з порожнини гідроциліндра 5, долаючи опір пружини клапана високого тиску, витісняється, унаслідок чого верхня плита 8 з матрицею починає переміщатися вгору до упору 4. розміщеного на плиті 19, забезпечуючи тим самим ефект двостороннього пресування. Переміщення регулюється в широких межах.

Конструкція прес-блока для неспеціалізованих гідравлічних пресів

Рисунок 53 – Конструкція прес-блока для неспеціалізованих гідравлічних пресів

Вузол виштовхування складається з розрізної траверси 20, стягнутої пружинами 18, двох тяг 9 з конічними наконечниками, укрученими у втулки 10 середньої плити 2. Під час руху повзуна преса вниз тяга 9, розсунувши наконечниками траверсу 6, проходять крізь неї, після чого пружини 18 знову стягують обидві половинки траверси 6. Під час руху повзуна вгору тяга 9 заплечиками наконечників упирається в розрізну траверсу 6 і через упор, а також верхній пуансон виштовхує деталь з матриці. При подальшому русі повзуна преса вгору конусні штирі 7 розсовують розрізну траверсу 6, конусні наконечники тяги 9 вільно проходять крізь траверсу: нижня і верхня частини блока виявляються роз'єднаними.

Для пресування порошкових виробів застосовують гідравлічні преси, спеціально розроблені для цієї мети в СРСР (нині країни СНД), Японії, Болгарії, Німеччині й інших країнах.

У практиці порошкової металургії застосовуються спеціалізовані гідравлічні преси-автомати моделей ДА та П (СРСР) як спеціального призначення, так і універсальної дії (табл. 17,18 (додаток)). Такі преси мають електронну систему керування і можуть працювати за схемою як стягання матриці (табл. 17 (додаток)), так і випресовування виробу за допомогою нижнього пуансона (табл. 18 (додаток)). За їх допомогою можна пресувати як прості за формою вироби, так і вироби складної конфігурації з кількома переходами по висоті. Наявність гідравлічної системи у поєднанні з електричною дає змогу забезпечувати роботу преса в налагоджувальному, напівавтоматичному і автоматичному режимах. При цьому вони мають продуктивність у 2-3 рази більшу, ніж гідравлічні преси, які були розглянуті нами вище.

Так, наприклад, деталі, що мають переходи по висоті по внутрішньому і зовнішньому діаметрах, можна пресувати на пресі- автоматі П812 за схемою, показаною на рисунку 54. Відповідно до цієї схеми перед початком пресування блок плавальної матриці 5, центральний стрижень 6 і знімне кільце перебувають у верхньому положенні до упору. В цей же час верхній пуансон 2 закріплений у повзуні, у верхньому положенні. Одночасно порожнина матриці за допомогою живильника, який розміщений над нею, заповнюється порошком (рис. 54, а). У перший момент пресування, коли верхній пуансон входить у матрицю і починається обтискання порошку, матриця опускається вниз під дією упорів 1. У процесі пресування за рахунок сил зовнішнього тертя порошку об стінки матриці і стрижень одночасно з матрицею опускається і центральний стрижень (рис. 54, о, б). Пресування закінчується, коли матриця і центральний стрижень дійдуть до упорів, що свідчить про остаточне формування внутрішнього і зовнішнього буртів втулки (рис. 54, в). Для запобігання руйнуванню зовнішнього бурта при випресовуванні деталі за рахунок тертя об стінки матриці в конструкції преса передбачено попереднє зняття знімного кільця із зовнішнього бурта втулки (рис. 54, г). Після зняття кільця виштовхувач і центральний стрижень переміщаються вгору і випресовують деталь із матриці, яка підіймається до верхніх рухомих упорів 4 (рис. 54, О). Після закінчення виштовхування центральний стрижень повертається вниз, повністю звільняючи деталь, а знімне кільце ставиться в початкове положення. Живильник, рухаючись над порожниною матриці, зіштовхує спресований виріб і заповнює порожнину матриці порошком (рис. 54, в). Кількість порошку дозується верхнім положенням центрального стрижня і живильником, який, рухаючись назад, зрізує надлишок порошку.

Для пресування виробів простої форми застосовуються преси-автомати високої продуктивності. Так, для пресування заготівок твердосплавних пластин можуть застосовуватись преси марки ДА (табл. 19 (додаток)), продуктивність яких може становити 300-800 виробів за годину, а також преси марки (серії) ПА з продуктивністю 700-1100 шт. за годину, які розроблені в Болгарії (табл. 20 (додаток)).

У таблиці 21 (додаток) наведені технічні характеристики гідравлічних пресів-автоматів німецької фірми "Mannesmann-Pulvermetall" із зусиллям пресування 300-3800 кН (рис. 55, а) та 4500-20000 кН (рис. 55, б).

Схема пресування втулки із зовнішнім і внутрішнім буртами на пресі П-812

Рисунок 54 – Схема пресування втулки із зовнішнім і внутрішнім буртами на пресі П-812

Гідравлічні преси фірми

Рисунок 55 – Гідравлічні преси фірми "Mannesmann- Pulvermetall"

Преси фірми "Mannesmann-Pulvermetall" працюють за принципом стягання або виштовхування. Рух матриць під час пресування відбувається або примусово, або в режимі вільного плавання за рахунок тертя порошку об стінки матриці. Порошок у матрицю засипається або в момент її підйому, або вже після того, як матриця піднялася. Для точної зупинки верхнього плунжера преси оснащені регульованими упорами. Регулювання камери засипки і юстирування нижнього пуансона на дзеркало матриці механізовані. Наявність трьох допоміжних циліндрів, розміщених у верхній рухомій плиті, і допоміжного циліндра в нижньому плунжері преса забезпечує пресування вельми складних деталей. Швидкість пресування на цих пресах достатньо висока і становить, наприклад, для преса зусиллям 6500 кН при глибині засипки 300 мм 3,5 шт./хв і 10 шт./хв при глибині засипки 50 мм.

Для пресування порошкових заготівок можливе також застосування спеціалізованих пресів-автоматів японської фірми "Kotaki" із зусиллям пресування від 320 до 8000 кН і фірми "Komage" із зусиллям пресування від 200 до 3000 кН, характеристики яких наведені в таблицях 22, 23 (додаток). Преси забезпечують сім різних варіантів пресування з регулюванням витримки під тиском від 1 до 10 с. Преси оснащені універсальними блоками і пристосуваннями для швидкої їх заміни. Вони працюють за схемою виштовхування виробу з матриці за допомогою нижнього пуансона.

Гідравлічні преси також виготовляє шведська фірма "ASEA" (табл. 24 (додаток)) із зусиллям пресування від 10 до 25 МЛ. Особливістю гідравлічних пресів шведської фірми "ASEA" типу QPA є наявність уніфікованого пресувального блока, який дає змогу здійснювати монтаж інструмента зовні преса. Випускають гідравлічні преси для прес-блоків з двома нижніми пуансонами і з трьома нижніми пуансонами. Преси і прес-блоки до них мають 10 циліндрів, як головних, так і допоміжних, що дає можливість пресувати деталь з чотирма переходами по висоті. Схема розміщення циліндрів показана на рисунку 56.

Схема розміщення циліндрів пресів фірми

Рисунок 56 – Схема розміщення циліндрів пресів фірми "ASEA"

За допомогою верхнього циліндра 4 надається рух верхнім пуансонам, через які передається тиск на порошок, що пресується. Верхні бічні циліндри 3 слугують для надання руху плиті матриці пресувального блока вниз, а нижні бічні циліндри 7 рухають її вгору. Чотири циліндри 10 регулюють висоту камери засипки в плитах нижніх рухомих пуансонів. Під час пресування через ці циліндри також можна створити регульоване зусилля, яке протидіє зусиллю пресувальних пуансонів, що дає змогу регулювати щільність пресовок. Циліндри 9 зрушують рухомі упори для плити стягання матриці пресувального блока. Для роботи додаткового верхнього пуансона слугує внутрішній верхній циліндр 5. а циліндр для стрижня 8 забезпечує незалежний рух центрального стрижня. Рух. регульований рухомим упором, передають спеціальні циліндри /. Зовнішній верхній циліндр 5 дає змогу здійснювати роботу додаткового верхнього пуансона, а циліндр 2 забезпечує роботу дозатора.

Гідравлічні преси із зусиллям пресування у межах 150 – 3400 кН і програмним забезпеченням випускає швейцарська фірма "MEYER" серії САМІ (табл. 25 (додаток)). Такі преси забезпечують пресування з вільно або примусово плаваючою матрицею; степеневу вентиляцію порошку: двоступеневу засипку порошку (засипка попереднє пресування, засипка – остаточне пресування); до п'яти різних рухів (самостійний рух центрального стрижня і чотири рухи верхніх і нижніх пуансонів). Загальний вигляд преса показаний на рисунку 5 7.

Схема загального вигляду швейцарського гідравлічного преса фірми

Рисунок 57 – Схема загального вигляду швейцарського гідравлічного преса фірми "MEYER"

Відносно просту конструкцію прес-інструмента і широкі технологічні можливості мають гідравлічні преси американської фірми "Boldwing Lima Hamilton". Максимальне число незалежних рухів преса дає змогу значно розширити його технологічні можливості і спростити конструкцію прес-інструмента. Так, гідравлічний прес зусиллям 3000 кН має два незалежні верхні пуансони, виштовхувач, рухому матрицю, осердя. Стрижень може бути встановлений як рухомий, так і нерухомий.

Пресування з циклічним прикладанням (пульсуючим) тиску до верхнього пуансона можна проводити на пресах американської фірми "Denisson Jngenie-ring Со" із зусиллям пресування 40-120 кН. Останнє сприяє отриманню рівномірної щільності пресованих виробів. Це зумовлено тим, що при амплітудному зниженні тиску на верхньому пуансоні нижній пуансон, який перебуває під постійним тиском, трохи просуває порошок вгору. Коли тиск у верхньому циліндрі знову зросте, порошок опускається вниз.

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Банківська справа
БЖД
Бухоблік та Аудит
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Нерухомість
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
РПС
Соціологія
Статистика
Страхова справа
Техніка
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси