8.2.1. Сдвоенные прессы (Пресс см – 301)

Загрузка: порошок по течке, закрепленной в каретке 7, помещается в пресс–форму.

Разгрузка: нижний штамп выталкивает заготовку на уровень стола, а далее каретка сталкивает ее со стола.

Рабочая камера

Два прессующих механизма сдвинутые по фазе на 180 одном коленчатом валу. Два прессующих механизма, две каретки. Каретка обеспечивает засыпание и разравнивание, а также сталкивание отпрессованной заготовки. Гидравлическое регулирование на заключительной стадии прессования. Прессующий механизм трехзвенный. Звенья 11, 14 и соединяющее их звено, к которому крепится шатун 17. При первом переходе через мертвую точку (двухступенчатое прессование с отводом верхнего штампа) звенья не выпрямлены в одну линию (ломаная линия), а при втором – выпрямлены в одну линию. Из–за этого глубина погружения в матрицу при втором прохождении мертвой точки больше на примерно 10 мм. При этом срабатывает гидравлическое регулирование. Нижний штамп осуществляет регулирование глубины засыпки (51, 52) и выпрессовку (профиль 44, напоминающий полумесяц, по которому катится ролик 40 и через систему рычагов 41, 38, 33, 35 выталкивает заготовку на уровень стола).

+ высокая производительность,

+ гидравлическое регулирование давления,

– недостаточно большое усилие, так как два прессующих механизма на одном коленчатом вале,

– сложно регулировать режимы прессования,

– если сломается один прессующий механизм, второй работать тоже не сможет.

8.2.2. Пресс крп – 125

Загрузка: порошок по течке, закрепленной в каретке 59 (рисунок б), помещается в пресс–форму 30 (рисунок б).

Разгрузка: нижний штамп выталкивает заготовку на уровень стола, а далее каретка сталкивает ее со стола.

Рабочая камера

Такие прессы применяли для прессования плиток (сейчас применяют гидравлические прессы). Сверху двухзвенный коленорычажный механизм 21, 47 (рисунок б) с переходом через мертвую точку АБВ (две ступени). Каретка 59 перемещается через систему рычагов и шарниров 60, 61, 63, 62, 64 от ползуна 50 (засыпает, разравнивает, сталкивает). Гидравлическое регулирование: на первой ступени (АБ) под действием нижнего штампа 32 жидкость преодолевает давление в баллоне 70 (сжимает воздух), на второй ступени (ВБ) от главной шестерни через ролик 78 профиль 77 и систему рычагов 79, 81, 82, 72 закрывается клапан 73, жидкость вынуждена отжимать сильную пружину 85, чтобы открыть клапан 74 и по обводному каналу 87 попасть в баллон 70. На второй ступени срабатывает плавающая форма. Выпрессовка осуществляется механически с помощью рычага 4 (рисунок а слева), приподнимающего нижний штамп и связанного тягой 6 с главной шестерней. Небольшого перемещения достаточно для выталкивания, так как плитка тонкая.

+ достаточно высокая производительность,

+ гидравлическое регулирование давления,

– недостаточно большое усилие,

– сложно регулировать режимы прессования.

8.3. Гидравлические прессы

Гидравлические прессы дают максимальные усилия. Малые скорости перемещения компенсируются большим усилием прессования, так как можно прессовать одновременно несколько заготовок. У них проще устройство, можно реализовать любые режимы прессования, но изготовление дорого, необходима высокая квалификация для качественного изготовления пары цилиндр–поршень.

плунжерного типа	дифференциально –плунжерного типа	поршневого типа

Плунжер – вытеснитель цилиндрической формы, длина которого намного больше диаметра (рисунок ниже). В отличие от поршня уплотнитель располагается на цилиндре и при совершении плунжером возвратно–поступательного движения движется по поверхности плунжера. Системы плунжер–цилиндр (плунжерные системы) могут работать при бо́льших давлениях, чем поршневые. Причиной этого является то, что в плунжерах высокая чистота обработки должна быть у его внешней цилиндрической поверхности, а у систем поршень–цилиндр наиболее важным является обработка внутренней поверхности цилиндра, что технологически осуществить сложнее.

Таким образом, систему плунжерного типа проще изготовить, она дает большее усилие, но для подъема верхнего штампа необходимы вспомогательные цилиндры. Систему поршневого типа сложнее изготовить, она дает меньшее усилие, но ее можно перемещать в вверх и вниз без вспомогательных цилиндров.

Самый большой и мощный цилиндр называют главным. Чаще сверху, его помещают сверху по отношению к пресс–форме. Если его помещаю снизу по отношению к пресс–форме, то для систем плунжерного типа не надо вспомогательных цилиндров, но порошок может попадать на плунжер. Давление прессования (P_изд.).

P_изд*S_изд = P_гид* S_гид

P_изд = P_гид*S_гид/S_изд,

где P_гид – давление в гидравлической системе, S_изд – площадь изделия, S_гид – площадь поршня.

При прессовании происходит перемещение поршня или плунжера в главном цилиндре. При этом объем жидкости в гидросистеме увеличивается, и давление в ней должно падать. А надо, чтобы оно не только не падало, а даже увеличивалось, как, например, в колено–рычажных прессах.

Для того, чтобы давление не падало, а оставалось постоянным, служат АККУМУЛЯТОРЫ (газовые или грузовые). В газовом аккумуляторе давление газа поддерживает компрессор, а нагнетаемый им газ находится в контакте (равновесии) с жидкостью (рисунок снизу слева). Объем газа значительно больше объема жидкости и газовая система не чувствует изменения давления жидкости. При этом в процессе работы пресса сохраняется условие Р_г = Р_ж = const.

В грузовых аккумуляторах (рисунок снизу справа) имеются дополнительные цилиндры 7 небольшой площади (для создания большого давления), на штоки поршней 11 которых через поперечины 10 подвешены на тягах 9 тяжелые грузы 6. Поршни непрерывно перемещаются вслед за главным цилиндром, поддерживая в объединенной с ними гидравлической системе постоянный объем жидкости. Если в системе объем не меняется, то не будет меняться и давление, т.е. если V_жидк = const, то и P_жидк = const.

Таким образом, в гидравлическом прессе прессование проводят при постоянным давлении. В гидравлических прессах двухступенчатое прессование дает не только технологический выигрыш (лучше условия для выхода воздуха из заготовки и релаксации напряжений в заготовке), но и энергетический выигрыш. На кривой (рисунок ниже) показана зависимости давления прессования P от осадки (осадка () – разность между высотой засыпанного в пресс–форму порошка (Н) и высотой отпрессованной заготовки (h), т. е.  = H – h).

Газовый аккумулятор. Рг = Рж = const.

Грузовые аккумуляторы. Vжидк = const, Pжидк = const.

Площадь под кривой ODFB равна работе прессования. При проведении процесса прессования при постоянном давлении P3 работа прессования равна площади прямоугольника OABC, которая значительно превышает необходимую для прессования работу (площадь под кривой ODFB). Разность

между ними характеризует потери, связанные с поддержанием постоянного давления P₃. Если применить трехступенчатое прессование (сначала при давлении P₁, затем P₂ и P₃), то площадь (работа) уменьшится (площадь фигуры OHDEFGBC), но все жебудет оставаться больше, чем необходимая для прессования (площадь под кривой ODFB).

В современных гидравлических прессах применяют аксиально–поршневые насосы переменной производительности, которые позволяют повышать давление по кривой прессования. Они пока дороги, но экономят до 25% энергии по сравнению с трехступенчатым прессованием при использовании аккумуляторов.

МУЛЬТИПЛИКАТОР – устройство для усиления давления. В нем два поршня (29 и 30) разной площади закреплены на одном штоке и перемещаются одновременно.

P28 * S30 = P27 * S29 P28 = P27 * S29/S30 Давление возрастает во столько раз, во сколько раз площадь поршня 29 больше площади поршня 30. Жидкости получается по объему меньше, но ее давление больше. Хотя жидкости высокого давления мало, а главный поршень большой, но ее достаточно. Мультипликатор включают на заключительной стадии прессования, когда

заготовка уже практически отпрессована, и будет достаточно очень небольшого перемещения главного поршня.