Элементы привода гидравлических прессов

Гидропривод прессов в большинстве случаев включает в себя наполнительную совокупность для осуществления холостого хода, привод большого давления для обратного ходов и рабочего, трубопроводы и аппаратуру управления.

Типовая схема наполнительной совокупности пресса продемонстрирована на рис. 1. Наполнительный бак оборудован указателем уровня жидкости, воздушным запорными вентилями и предохранительным клапаном. Предохранительный клапан при увеличения давления сверх допустимого соединяет наполнительный бак с воздухом.

Запорные вентили располагают в местах установки манометра, подвода сжатого воздуха, спуска и подвода рабочей жидкости. Они употребляются для временного отключения от бака тех магистралей, на которых они установлены. Запорный вентиль на трубопроводе, соединяющем наполнительный бак с прессом, может трудиться и как обратный клапан.

Количество наполнительного бака обязан в 2—2,5 раза быть больше

количество жидкости, нужный для осуществления холостого хода. Это делается чтобы возможно было обойтись без особой совокупности охлаждения: при таком громадном количестве жидкость мало нагревается на протяжении работы пресса. Помимо этого, громадный запас жидкости разрешает не осуществлять контроль ее уровень, потому, что бак полностью не опорожняется.

Давление в наполнительном баке, равное 0,4—1,2 МПа (4— 12 кгс/см2), создается сжатым воздухом, подаваемым в верхнюю часть бака из цеховой магистрали либо от особого компрессора.

Устройство наполнительного клапана продемонстрировано на рис. 2. Корпус клапана откован из стали. Потому, что через него проходит жидкость не только низкого, но и большого давления, корпус рассчитывают на большое давление.

При подаче в рабочий цилиндр пресса жидкости большого давления клапан машинально закрывается, отсоединяя наполнительную совокупность от пресса. Для открывания клапана на протяжении слива жидкости из рабочих цилиндров (при обратном ходе) помогает вспомогательный цилиндр, питаемый от магистрали обратных цилиндров. Его плунжер воздействует на шток гак именуемого разгрузочного клапана, имеющего маленькое сечение.

Разгрузочный клапан облегчает открытие главного клапана.

Элементы привода гидравлических прессов

Рис. 1. Схема наполнительной совокупности:

1 — корпус наполнительного бака, 2 — указа тель уровня жидкости, 3, 5, 6, 8, 9, 11 — за порные вентили, 4 — воздушный предохранительный клапан, 7 — наполнительный клапан, 10 — гидравлический предохранительный клапан

В приводе быстроходных прессов, в большинстве случаев, употребляются насосно-аккумуляторные станции. В их состав входят аккумуляторная батареи, насосы, компрессоры, управления и аппаратура контроля, баки для питания насосов водой и другие устройства.

Самый активно используются воздушно-гидравлические аккумуляторная батареи. В большинстве случаев они обслуживают сходу пара прессов. Аккумулятор складывается из одного либо нескольких гидравлических баллонов, связанных между собой в нижней части трубопроводами, и одного либо нескольких воздушных баллонов, соединенных с гидравлическими. Маленькие аккумуляторные станции время от времени делают в виде одного баллона, в котором размещается целый запас воздуха и жидкости.

Аккумулятор заряжают воздухом посредством компрессора большого давления.

Жидкость в гидравлическом баллоне не должна подниматься выше некоего верхнего и опускаться ниже определенного нижнего аварийных уровней. В случае если жидкость встанет выше верхнего уровня, она может попасть в воздушный баллон, что недопустимо. В случае если уровень жидкости опустится ниже нижнего аварийного, не исключен прорыв сжатого воздуха в гидросистему, что может привести к важным поломкам.

Рис. 2. Наполнительный клапан:

1 — плунжер. 2 — вспомогательный цилиндр, 3— корпус клапана, 4 — клапан, 5 — разгрузочный клапан

Рис. 3. Схема насосно-аккумулятор-ной станции:

1 — трехплунжерные насосы большого давления, 2 — указатель уровня, 3 — фильтр, 4 — сливной бак, 5 — обратный клапан, 6 — распределительный щит, 7 — поплавковый регулятор уровня с магнитами для каждого уровня, 8 — водяной баллон, 9 — воздушные баллоны, 10 — электроконтактные манометры, 11— предохранительный клапан, 12 — непроизвольный запорный клапан, 13 – распределительный блок, 14 — компенсатор гидравлических ударов, 15 — компрессор большого давления, 16 — вспомогательные клапаны

Автоматическое управление насосно-аккумуляторной станцией снабжает ее работу в заданном режиме. Оно прекращает подачу жидкости в аккумулятор, в то время, когда он заполнен, и включает насосы по окончании того, как израсходовано определенное ее количество.

В насосно-аккумуляторной станции, схема которой продемонстрирована на рис. 60, уровень жидкости контролируется поплавками с постоянными магнитами. Они помещены в особом корпусе, соединенном с гидравлическим баллоном по принципу сообщающихся сосудов. Исходя из этого при трансформации уровня жидкости в баллоне поплавки поднимаются либо опускаются.

Наряду с этим поворачиваются рычажки с укрепленными на их финишах электрическими контактами. Замыкание соответствующих электрических цепей ведет к включению либо выключению насосов, и световых и звуковых сигналов.

К примеру, в то время, когда уровень станет близок к нижнему аварийному, замыкается электрическая цепь, включающая на щите световой сигнал. Данный сигнал даёт предупреждение, что при предстоящем опускании уровня закончится подача жидкости к прессу. В случае если по окончании светового сигнала уровень еще опустится, то непроизвольный клапан перекроет напорную магистраль, ведущую от аккумулятора к прессу. В случае если клапан почему-либо не закроется и уровень будет опускаться , то включится сирена.

По ее сигналу оператор обязан срочно сам закрыть клапан, надавив особую кнопку на пульте управления.

Количество жидкости, расположенный ниже уровня, при котором включается световой сигнал, именуется нижним аварийным. Он выбирается таким, дабы оператору хватило времени для закрытия запорного клапана перед тем, как баллон всецело опорожнится.

Подобная же сигнализация сработает и в том случае, если уровень жидкости превысит верхний катастрофический (наряду с этим жидкости в баллоне окажется больше, чем требуется для обычной работы— больше так именуемого маневрового количества). В этом случае насосы переводятся на холостую работу: через циркуляционные клапаны жидкость от насосов направляется в сливной бак.

Количество баллона выше верхнего аварийного уровня (он именуется резервным количеством) должен быть достаточным чтобы оператор успел перевести циркуляционный клапан вручную, в случае если данный клапан не сработает машинально. В случае если оператор этого не сделает и уровень жидкости будет повышаться , электродвигатели насосов машинально отключатся.

В зависимости от технологических параметров обработки пресс Обязан развивать разное упрочнение, что возможно обеспечить несколькими методами. В случае если пресс многоцилиндровый, к насосно-аккумуляторной станции подключают различное число рабочих цилиндров. Действенно применение станции с несколькими секциями, любая из которых снабжает определенное давление 78 жидкости, соответствующее той либо другой ступени упрочнения, и мультипликаторов, повышающих давление.

Но все эти методы получения ступеней упрочнения имеют последовательность недочётов.

Упрочнение, которое требуется для деформирования заготовки, далеко не всегда совпадает с имеющимися ступенями, исходя из этого, в большинстве случаев, приходится трудиться с завышенными упрочнениями. Это ведет к понижению точности приобретаемых изделий и неоправданному износу инструмента. При подключении разного числа цилиндров время от времени создаются негативные условия нагружения самого пресса, из-за более нередкого применения одних ступеней упрочнения появляется неравномерный износ цилиндров.

При питании пресса от аккумуляторная батарей с различными давлениями привод получается громоздким кроме того при двух-трех ступеней упрочнения. То же характерно и для мультипликаторного привода; к тому же при включении мультипликатора подача рабочей жидкости понижается.

Более действенно бесступенчатое регулирование упрочнения пресса трансформацией давления в аккумуляторе за счет расширения (либо сжатия) воздуха сливом (либо подачей) намерено предусмотренного регулировочного количества жидкости. Отдельный маленький аккумулятор постоянного давления снабжает возвратный движение и надежную работу запасных механизмов.

Рис. 4. Регулятор уровня с изотопным датчиком:

1 — привод, 2—направляющая, 3 — счетчики. 4 — отверстия, 5—каретка, 6 — кожух, 7 — контрольная труба, 8 — поплавок, 9 — водяной баллон

Аккумулятор с регулируемым давлением разрешает приобретать фактически каждые упрочнения пресса в широком диапазоне. Но необходимость иметь регулировочный количество жидкости ведет к возрастанию общего объема аккумулятора. При диапазоне регулирования 16—32 МПа (160—320 кгс/см2) количество аккумулятора возрастает практически вдвое если сравнивать с простым.

В насосно-аккумуляторных станциях ветхих конструкций для контроля уровня используются так именуемые ртутники (ртутные колонки). Ртутник является сосудомс двумя сообщающимися полостями, в нижней части которых находится ртуть, а верхняя часть соединена с воздушной и водяной полостями аккумуляторного баллона. В одной из полостей сосуда размещены контакты электрической цепи автоматического управления на-сосно-аккумуляторной станцией.

Штыри контактов имеют различную длину. При понижении уровня жидкости в баллоне понижается и уровень ртути в сосуде, контакты последовательно размыкаются, сперва сигнализируя оператору о близости нижнего аварийного уровня, а после этого (в случае если уровень понижается ) переставая подачу жидкости от аккумулятора к прессу. При увеличении уровня жидкости в баллоне контакты последовательно замыкаются, подавая сигналы для охолащивания насосов, а вдруг уровень жидкости станет выше верхнего аварийного, по большому счету отключая их.

На рис. 4 продемонстрирован регулятор, в котором употребляется изотопный датчик. Основной его элемент — поплавок, в которого установлен источник тормозного излучения типа БИ-1.

Поплавок находится в контрольной трубе, соединенной с гидравлическим баллоном большого давления, уровень жидкости в котором осуществляют контроль. На каретке установлены приемники тормозного излучения — так именуемые сцинтилляционные счетчики. Каретка совместно со счетчиком может перемещаться по направляющим на протяжении контрольной трубы посредством привода.

Рис. 5. Гидравлический мультипликатор:

1 — цилиндр большого давления, 2 — колонна, 3 — возвратный цилиндр, 4 — траверса, 5 —цилиндр низкого давления

Счетчики защищены кожухом 6, имеющим отверстия по числу счетчиков. Верхний и нижний счетчики руководят перемещением каретки, а средние счетчики предназначены для контроля уровня жидкости.

Регулятор трудится так. При трансформации уровня жидкости в гидравлическом баллоне перемещается поплавок с источником тормозного излучения. При прохождении поплавка мимо отверстий кожуха излучение воздействует на счетчики.

Зафиксировавший излучение счетчик дает сигнал на другой аппаратуры и срабатывание клапанов управления.

В случае если маневровый количество изменяется (в зависимости от нужного диапазона трансформации давления), каретка с расположенными на ней счетчиками перемещается на соответствующую высоту. Привод каретки трудится машинально. В то время, когда положение маневрового количества по высоте баллона изменяется, управляющие счетчики при прохождении мимо них поплавка с источником излучения срабатывают.

Они дают команду на включение привода.

Принцип действия гидравлического мультипликатора обрисован выше. Конструкция его продемонстрирована на рис. 5.

Жидкость от аккумулятора либо насоса подается в цилиндр низкого давления, а из цилиндра жидкость повышенного давления поступает в пресс. Для перезарядки мультипликатор возвращается в исходное положение возвратными цилиндрами 3. Время от времени пресс оснащается двумя мультипликаторами, попеременная работа которых разрешает осуществить большой рабочий движение.

В насосно-аккумуляторных станциях употребляются кривошипно-плунжерные насосы. Питаются они жидкостью из сливных баков, установленных на высоте 4—5 м над полом. Конструкция для того чтобы насоса продемонстрирована на рис.

6. При вращении коленчатого вала приходят в перемещение шатуны с ползунами, на которых закреплены плунжеры, совершающие возвратно-поступательное перемещение.

При ходе плунжера влево машинально поднимается всасывающий клапан 9 и из бака в насос поступает жидкость. В то время, когда плунжер движется обратно (вправо), жидкость через нагнетательный клапан подается к прессу. Всасывающий клапан 9 сейчас давлением жидкости прижимается к седлу.

Самый распространены горизонтальные трехплунжерные насосы, имеющие громадную производительность — до 0,02 м3/с — и создающие давление 20—32 МПа (200—320 кгс/см2). Для обеспечения равномерной подачи жидкости кривошипы у этих насосов расположены под углом 120°.

Станина насоса выполняется литой из чугуна либо стали. Коленчатый вал изготовляют ковкой из стали 35, 40 либо 40Х. ползуны и Шатуны делают из кованой либо литой стали.

Плунжеры изготавливают из легированной нержавеющей стали 3X13 либо стали 20ХН, а блок цилиндров с клапанной коробкой отковывают из стали 30. Подробности клапанов делают из нержавеющей стали либо латуни.

Рис. 6. Схема действия радиально-плунжерного насоса:

а — оси вращения совпадают, б — ось вращения обоймы смещена вправо; 1 — ротор, 2 — плунжер, 3 — распределительная ось, 4 — обойма

В личном насосном приводе в большинстве случаев употребляются ро-тационно-плунжерные насосы с радиальным размещением плунжеров. Эти насосы, трудящиеся на минеральном масле, компактны и довольно часто приводятся конкретно от электродвигателя (без редуктора). Основное их преимущество в том, что они снабжают достаточно равномерную подачу жидкости.

Принцип действия для того чтобы насоса поясняется на рис. 6. Ось вращения обоймы относительно оси вращения ротора может занимать два характерных положения: соосное и несоосное. При соосном положении оси вращения совпадают и плунжеры, вращаясь с ротором, не совершают возвратно-поступательного перемещения в цилиндрах. Следовательно, нагнетания и всасывания масла не происходит (всасывающий и нагнетательный каналы размещены в распределительной оси).

Плунжер пресса стоит на месте.

При несоосном положении ось вращения обоймы перемещена на величину в (эксцентриситет равен е). Наряду с этим плунжеры двигаются возвратно-поступательно, совершая движение, равный 2е. Следовательно, происходит нагнетание и всасывание масла.

Изменяя эксцентриситет, регулируют производительность насоса. Для этого помогает винтовая либо червячная пара, которая в насосах типа НПР приводится вручную либо от запасного электродвигателя (механическое управление насосом). Более замечательные насосы оборудованы запасными гидравлическими цилиндрами (насосы типа НИМ либо НПС).

Используются кроме этого устройства автоматического регулирования подачи в зависимости от трансформации давления в гидросистеме пресса. Такое управление имеют насосы НПД.

Ротационно-плунжерные насосы строятся на давление 25 МПа (250 кгс/см2) и подачу 0,02 м3/с (1000 л/мин).

Главным элементом совокупности управления в прессах с приводом от насосно-аккумуляторной станции являются клапаны. Различают клапаны предохранительные, сливные, напорные, запорные И др.

Предохранительные клапаны предназначены для предотвращения перегрузок в гидравлической совокупности пресса. Несложным из них есть шариковый клапан. Пружина, прижимающая клапан (шарик) к конусообразному отверстию__(седлу), запланирована на определенное давление.

В случае если в гидросистеме (под шариком) появится более большое давление, клапан отойдет от седла и соединит напорную магистраль со сливом. Шариковый клапан — неуправляемый, он трудится машинально.

Рис. 7. Схемы клапанов: а с электромагнитным управлением:

1 — корпус, 2 —поршень, 3 —пружина, 4 —металлический сердечник, 5 — игла, 6 трубка из немагнитного материала: 6 — напорного с разгрузкой: 1— отверстия, 2, 4—полости, 3— разгрузочный клапан, 5— седло, 6 — толкатель, 7 — главный клапан

Примером управляемого клапана может служить клапан с электромагнитным управлением, продемонстрированный на рис. 7, а. В корпусе находится поршень, нижний финиш которого есть главным клапаном. В поршне два отверстия: боковое d1 и центральное d2.

В случае если отверстие d2 закрыто запасным клапаном — иглой, то давление над поршнем равняется давлению во входном отверстии. Поршень прижимается к седлу давлением и усилием пружины ри действующим по площади круга диаметром D.

При открытии отверстия d2 жидкость проходит через отверстия d 1 и d2\ так как d{

При включении катушки сердечник сначала движется ускоренно по игле 5, запасая кинетическую энергию, после этого ударяется о головку иглы и отрывает последнюю от поршня, открывая проход жидкости. Клапан остается открытым , пока сердечник удерживается катушкой в верхнем положении. При выключении тока сердечник с иглой падает и закрывает отверстие d2, по окончании чего давление над поршнем и под ним выравнивается и последний опускается под действием пружины и собственного веса, закрывая проход жидкости.

Такие клапаны используются при маленьких проходных отверстиях. При громадных проходных отверстиях в большинстве случаев употребляются клапанные распределители, управляемые оператором вручную. Но при больших давлениях в больших проходных и гидросистеме сечениях упрочнение, прижимающее клапан к седлу, оказывается большим и для открывания клапана требуется большое упрочнение.

Дабы уменьшить работу оператора, используют клапаны с разгрузкой.

Жидкость большого давления находится в полости над главным и разгрузочным клапанами, попадая в том направлении из полости через отверстия в седле. Разгрузка осуществляется запасным (разгрузочным) клапаном, встроенным в главный клапан. В то время, когда клапан закрыт (прижат к седлу), на него действует полное давление жидкости как в полости, так и в разгрузочной полости. Толкатель, поднимаясь, сперва открывает разгрузочный клапан, что благодаря его малого диаметра не требует громадного упрочнения.

Давление в полостях над главным клапаном и под ним выравнивается, и в то время, когда бурт клапана упирается в гайку, ввернутую в верхнюю часть главного клапана, последний кроме этого раскрывается. Подробности клапанов изготовляются из нержавеющей стали (к примеру, 3X13) либо латуни.

сёдла и Конусные кромки клапана имеют углы подъема 30 либо 45°. Седло уплотняют фибровыми кольцами, а шток — резиновыми U-образными манжетами.

Клапаны управления устанавливаются в клапанных коробках — распределителях (по нескольку клапанов в одном распределителе). У коромысловых распределителей при повороте рычага в ту либо другую сторону от нейтрального положения коромысло, расположенное перпендикулярно валу, поворачивается и поднимает либо опускает толкатели, влияющие на клапаны. Поднимаясь, клапаны со своей стороны выдвигают шпиндели, по положению которых оператор делает выводы о величине открытия клапана.

Движение клапанов регулируется гайками.

В тех случаях, в то время, когда для осуществления рабочего цикла требуется последовательное открытие нескольких клапанов либо повторное открытие одного и того же клапана, либо открытие клапана с разными скоростями, используются кулачковые распределители. Нужный темперамент перемещения клапанов определяется профилем кулачков, по которым двигаются ролики толкателей клапанов. Регулируя посредством резьбовых пробок, имеющихся на каждом толкателе, зазор между штоком клапана и толкателем, снабжают плавность и величину открытия клапана.

Рис. 8. Коромысловый распределитель:

1 — рычаг, 2 – шпиндель, 3 — толкатель, 4 — коромысло, 5 — гайка

В замечательных и быстроходных прессах рычажное управление заменяется кнопочным, а для подъема клапанов употребляются разные механизмы: пневмо- и гидроцилиндры, гидродвигатели и др.

Запорные вентили используют для перекрытия магистралей гидросистемы.

Для регулирования скорости подвижной поперечины помогают дроссельные клапаны, в которых при перемещении клапана изменяется площадь сечения для прохода жидкости.

В качестве распределителей в прессах с масляным приводом употребляются золотники.

Золотник, имеющий две выточки, установлен в шлифованном отверстии чугунного корпуса с небольшими зазорами. В то время, когда золотник находится в одном из крайних положений, масло от насоса поступает в основной цилиндр, а обратные цилиндры соединяются со сливом — пресс совершает рабочий движение. В другом крайнем положении жидкость большого давления подается в обратные цилиндры, а из главного цилиндра направляется на слив (обратный движение).

В среднем положении золотника все магистрали перекрыты.

Руководят главным золотником тумблеры — маленькие золотники, действующие от электромагнитов. В случае если электромагнит под током, он через промежуточный стержень сдвигает тумблер вниз. Обратный движение осуществляется пружиной, в то время, когда электромагнит обесточен.

Шейки золотника имеют лабиринтное уплотнение (последовательность небольших канавок), исходя из этого из полости в полость масло фактически не перетекает (весьма громадно сопротивление его перемещению). Стыки между корпусами переключателей и корпусом уплотняются резиновыми кольцами круглого сечения.

Золотник, продемонстрированный на рис. 10, именуется трехпозиционным, поскольку он имеет два рабочих (левое и правое) и одно нейтральное (среднее) положения. Именуют его кроме этого четырехходовым, поскольку к нему имеется четыре подвода: от насоса, главного цилиндра, обратных цилиндров, сливной магистрали.

Золотники смогут быть кроме этого двух- и трехходовые.

Рис. 9. Запорный вентиль:

1 — маховик, 2 — пружина, 3 — корпус, 4 — клапан

Рис. 10. Трехпозиционный золотник:

1 – золотник тумблера, 2, 6 — корпус тумблеров, 3 — главный золотник, 4 — корпус, 5 — пружина, 7 — электромагнит

Трубопроводы гидропрессовых установок делятся на две группы: большого давления (напорные) и низкого давления (сливные, наполнительные). Последние ничем не отличаются от простых промышленных трубопроводов для пара, воды и воздуха. Напорные трубопроводы при давлении более чем 10 МПа (100 кгс/см2) делают из металлических цельнотянутых труб.

Трубопроводы большого давления при закрытии и открытии клапанов благодаря резкого трансформации давления испытывают вибрации и сильные толчки. Для их смягчения все трансформации диаметров трубопровода, и повороты труб должны быть выполнены плавными.

Методы соединения труб продемонстрированы на рис. 10. Чтобы присоединить трубу к какому-нибудь корпусу, в большинстве случаев употребляется фланцевое крепление. Присоединительный фланец притягивается к корпусу шпильками.

Он соединяется с трубой или особым штуцером, приваренным к трубе, или посредством резьбы. Стык между фланцем (трубой) и корпусом уплотняется бронзовой прокладкой, которая раздавливается при затяжке шпилек.

Соединительные фланцы употребляются для стыковки труб. Как пример на рис. 10, в продемонстрировано соединение труб, действующий при давлениях 40—45 МПа (400—450 кгс/см2), через бронзовую прокладку посредством резьбовых фланцев. Францы квадратного сечения выполняются из проката. Резьба на фланцах соответствует размеру труб.

Для уплотнений употребляются прокладки из красной отожженной меди. Упрочнение при затяжке фланцев должно быть достаточным, дабы раздавить прокладку.

Но соединения с бронзовыми прокладками не всегда надежны. Не обращая внимания на сильную затяжку гаек, из-за сотрясений и вибраций труб через относительно маленькое время по окончании пуска либо ремонта в соединениях появляются течи. Исходя из этого сейчас созданы новые фланцевые соединения с применением резиновых уплотнений круглого сечения по ГОСТ 9833—77.

Такие соединения нечувствительны к осевым перемещениям труб. Простое концевое соединение довольно часто некомфортно применять из-за трудностей при разборке трубопровода. Более сложные по конструкции соединения, продемонстрированные на рис. 12, б, в, снабжают несложной демонтаж. Удалив шпильки, частично отвинчивают фланцы и снимают полукольца.

По окончании сдвига кольца влево штуцер с трубой возможно перемещать в поперечном направлении.

Рис. 11. Соединение труб:

а — посредством накладного фланца и штуцера, б — посредством резьбового фланца, в — посредством резьбовых фланцев; 1 — фланец, 2 — штуцер, 3 бронзовая прокладка, 4 – труба

Рис. 12. Фланцевые соединения с уплотнительными резиновыми кольцами:

а — простое концевое, б — концевое с монтажными кольцами, в —- промежуточное, г — гнездо для концевых соединений; 1 — фланец, 2 —штуцер, 3 — шпилька, 4 — гайка, 5 — стопорная шайба, 6 — уплотнительное кольцо, 7 — резьбовой фланец, 8 — резьбовой штуцер, 9 — кольцо, 10 — полукольцо, 11— проставка

Рис. 13. Крепление труб:

1 — опора, 2 — колодка

Магистральные напорные трубопроводы укладываются в особых цементных тоннелях либо канавах. Для удобства ремонта тоннели делают такими, дабы по ним возможно было вольно двигаться, а канавы закрывают сверху железным настилом.

Трубы закрепляют на особых опорах колодками из жёстких пород дерева.

Как выбрать гидравлический пресс 20 тысячь киллограм


Читайте также: