5 Гидравлический пресс

В гаражах, авторемонтных мастерских и на станциях обслу­живания применяют верстачные, переносные и стационарные гид­равлические прессы для выполнения всевозможных прессовых и пра­вочных работ с различными прессовыми насадками. Прессы до 200 кН имеют в основном ручной привод насоса.

1 – гидроцилиндр; 2 – гидролинии; 3 – распределитель; 4 – предохра­нительный клапан; 5 – бак; 6 – обратный клапан; 7 – ручной насос; 8 - манометр

Рисунок 1 – Гидравлическая схема пресса пресса

Диаметр гидроцилиндра

(1)

где Р – усилие, развиваемое прессом;

p - давление рабочей жидкости, развиваемое плунжерным насо­сом

(р = 20…30 МПа);

_ц – механический к.п.д. гидроцилиндра (_ц = 0,8…0,9).

Диаметр гидроцилиндра округляется до цифры 0 или 5.

Диаметр плунжера насоса

(2)

где Р_р – усилие на рычаге (Р_р = 60 …150 Н);

u_р – передаточное число рычага.

; (3)

где S_р – ход рычага ручного насоса (S_р ≤ 300 мм);

S_пн – ход плунжера насоса (S_пн = 15…20 мм);

_пн – механический к.п.д. плунжерного насоса (_пн = 0,85…0,95).

Диаметр плунжера не должен быть меньше 8 мм.

Толщина стенки гидроцилиндра

, (4)

где [σ_р] – допускаемое напряжение на растяжение ([σ_р] = 240 МПа);

μ – коэффициент Пуассона (μ = 0,25…0,3).

Скорость перемещения штока гидроцилиндра

, (5)

где W_ц – рабочая емкость цилиндра,

; (6)

l_ш – ход штока;

Q_н – производительность насос,

; (7)

n - количество ходов плунжера в секунду. Максимальное число ходов не превышает 1 с^-1;

₀ - объёмный к.п.д. насоса (₀ = 0,8…0,9).

Емкость бака для масла

. (8)

Шток гидроцилиндра рассчитывается на устойчивость, напря­жение продольного изгиба и напряжение сжатия (cм.7 «Дорожный домкрат»).

Рекомендуемая литература

1. Абелевич, Л.А. и др. Механизация и автоматизация капи­тального ремонта колёсных и гусеничных машин / Л.А. Абелевич, В.Я. Попов, А.Г. Теплов и др. Изд. 2-е, перераб. - М.: Машинострое­ние.1972. – 415с.

2. Березкин, В.И., Краснов, К.А. Оборудование для гаражей и станций обслуживания автомобилей / В.И. Березкин, К.А. Краснов. Изд. 2-е, переработ. и дополнен. - М.: Транспорт. 1964. – 462с.

6 Пневматический пресс

Пневматические прессы с усилием запрессовки до 5000 Н из-за простоты своей конструкции и высокой производительности полу­чили наиболее широкое распространение на ремонтных заводах.

1 – пуансон; 2 – траверса; 3 – пневмоцилиндр; 4 – кран (распре­делитель)

Рисунок 1 – Схема пневматического пресса

Диаметры рабочих цилиндров пневматических прессов при­нимают равными 100—300 мм, рабочее удавление воздуха 0,4 – 0,6 МПА. Прессы могут быть с непосредственной передачей усилия запрессовки от штока пневматического цилиндра на ползун и рычажные. Прессы первого типа значительно проще по конструкции, но они создают усилие не более 15000 Н. Рычажные пневматические прессы (Рис. 1) создают усилие запрессовки более 15000 Н.

Диаметр пневмоцилиндра

, (1)

где Р - грузоподъемность;

p – давление воздуха в подводящей магистрали (p = 0,3…0,4 МПа);

_ц – к.п.д. цилиндра (_ц = 0,85…0,9).

Диаметр цилиндра округляется в сторону увеличения и заканчива­ется на чётную цифру или делящуюся на 5.

Время срабатывания поршня

(2)

где t₁ - время срабатывания распределителя;

t₂ - время распространения волны давления от распределителя до рабочего цилиндра;

t₃ - время подготовительного периода;

t₄ - время перемещения поршня;

t₅ - время заключительного периода.

Время срабатывания t₁ распределителя.

Временем срабатывания распределителя можно пренебречь как величиной незначительной по сравнению со временем рабочего цикла.

Время распространения волны давления t₂ от распредели­теля до рабочего цилиндра.

(3)

где l_m - длина трубопровода, принимаем

a - скорость распространения звука в воздухе, которая при Т=290⁰К (17⁰С) равна 341 м/с.

Потери давления на трение при течении воздуха по трубопро­воду учитываются коэффициентом расхода.

Подготовительный период t₃.

Подготовительный период охватывает интервал времени, когда в рабочей полости давление увеличивается, а в выхлопной уменьша­ется, причём эти процессы протекают до тех пор, пока в обеих полос­тях не ус­тановится перепад давлений, при котором движущая сила преодолеет силы сопротивления привода и поршень сдвинется с места. Следова­тельно, определяется время наполнения рабочей полости и время истече­ния сжатого воздуха из выхлопной полости до установ­ления требуемого перепада давлений. За расчётное время принимается наи­большее.

Время наполнения рабочей полости

(4)

где V₀₁ - начальный объём рабочей полости цилиндра и трубопро­вода, соединяющего его с распределителем;

σ₁, σ₂ – безразмерное (относительное) давление;

; (5)

р₁; р₂ - начальное и конечное давление в рабочей полости;

р_м - давление в подводящей магистрали;

µ - коэффициент расхода (µ=0,8…0,85);

f₁ - площадь впускного отверстия (нагнетательного трубопро­вода);

ψ_1, ψ₂ - коэффициенты относительного теплообмена - опреде­ля­ются графически. Можно предположить, что работа происходит по изобарическому процессу, тогда ψ₁₌ ψ₂₌ ψ,

(6)

k - показатель адиабаты (k = 1,4);

(7)

где V_в - объём выхлопной полости в момент начала движения поршня;

f₂ – площадь выпускного отверстия (трубопровода);

σ_в1, σ_в2 – безразмерное относительное давление в выхлопной полости;

; (8)

р_в1, р_в2 - начальное и конечное давление в выхлопной по­лости;

р_а - атмосферное давление;

; (9)

; (10)

ξ – коэффициент потерь в местных сопротивлениях.

В расчёт принимается время большее.

Время перемещения поршня.

Наиболее точно это время можно определить при помощи гра­фи­ков. Приближённые расчёты дают погрешность 1-10% от точных расчётов.

Относительное время срабатывания одностороннего пневмо­при­вода

для 0<N<1,0

, (11)

для 1<N<5,0

, (12)

где Ω - коэффициент пропускной способности привода.

; (13)

N - конструктивный параметр;

(14)

χ - коэффициент нагрузки;

(15)

Действительное время срабатывания поршня

, (16)

где S - ход поршня;

d₁ , d₂ - диметры впускного и выпускного отверстий цилиндра;

μ₁, μ₂ – коэффициенты расхода впускного и выпускного отверстий.

Время заключительного периода.

Время нарастания давления в рабочей полости

(17)

где V₀ - объём рабочей полости в начале хода поршня;

F₁ - площадь поршня.

Время падения давления воздуха в выхлопной полости

, (18)

где V_вп - объём выхлопной полости в конце хода поршня.

Время заключительного периода равно большему.

Толщина стенки цилиндра

, (19)

где [σ_р] – допускаемое напряжение на растяжение. Для стали [σ_р] = 240 МПа;

μ – коэффициент Пуассона (μ = 0,25…0,3).

Толщина стенки цилиндра не должна быть меньше 4 мм.

Шток поршня и пуансон подлежат проверке на устойчивость. См. 7 «Дорожный домкрат».

Рекомендуемая литература

1. Абелевич, Л.А. и др. Механизация и автоматизация капи­тального ремонта колёсных и гусеничных машин / Л.А. Абелевич, В.Я. Попов, А.Г. Теплов и др. Изд. 2-е, перераб. - М.: Машинострое­ние.1972. – 415с.

2. Березкин, В.И., Краснов, К.А. Оборудование для гаражей и станций обслуживания автомобилей / В.И. Березкин, К.А. Краснов. Изд. 2-е, переработ. и дополнен. - М.: Транспорт. 1964. – 462с.