Устройство и работа пресса

Пресс – это машина статического действия, предназначенная для формования изделий из пресс-материалов. Прессы с гипроприводом просты в управлении, бесшумны, имеют небольшие габариты. Принципиальная конструкция гидропрессов колонного (а) и рамного (б) типов представлены на рис. 136.

Рис. 136

Работа гидропресса колонной конструкции (рис. 136, а) происходит следующим образом – рабочая жидкость (минеральное масло) от индивидуального гидроагрегата под давлением поступает в гидроцилиндр 1 простого действия. Под действием рабочей жидкости цилиндр 2 перемещается вниз вместе с ползуном (подвижной поперечиной) 6. Усилие пресса развивается гидроцилиндром 1, воздействует на прессуемый материал в пресс-форме устанавливаемой на нижнюю поперечину (стол), а верхняя часть пресс-формы крепится к подвижной поперечине 6. Нижняя и верхняя неподвижные поперечины соединены между собой четырьмя колоннами 7 при помощи гаек 4. Колонны 7 являются направляющими для подвижной поперечины 6. Возврат подвижной поперечины в исходное (верхнее) состояние осуществляется двумя ретурными (возвратными) цилиндрами 8. Извлечение отформованных изделий из пресс-формы осуществляется при помощи гидроцилиндра выталкивателя 9.

Прессы рамной конструкции (рис. 136, б) имеют сварную раму 1, в верхней части которой закреплён главный гидроцилиндр 9 двойного действия, т.е. поршень 8 может перемещаться вниз при подаче рабочей жидкости в поршневую полость гидроцилиндра 9 или вверх при подаче жидкости в штоковую полость гидроцилиндра. Ползун 7 движется по направляющим 5 под действием плунжера гидроцилиндра 9. Нижняя часть пресс-формы устанавливается и крепится на столе 4, а выталкивание отформованных изделий из пресс-формы происходит при помощи гидроцилиндра выталкивателя 2 двойного действия. Для регулировки хода ползуна 6 и штока выталкивателя 2 служат конечные выключатели 3.

Прессование слоистых пластиков проводят на этажных прессах колонной конструкции с нижним расположением рабочего цилиндра (рис. 137).

Рис. 137

Их можно использовать при применении простых съемных ферм, требующих больших усилий прессования. Раскрытие плит происходит под собственным весом. Рабочий цилиндр 1 находится в нижней части пресса, в нем расположен плунжер 2, соединенный с подвижным столом 4. При подаче рабочей жидкости (минеральное масло) в цилиндр, плунжере 2 и стол 4 поднимаются вверх и воздействуют на прессуемый элемент, находящийся между обогреваемыми плитами 7. Усилие, развиваемое плунжерами, замыкается между нижней поперечиной 3, верхней поперечиной 6 и четырьмя колоннами 5. Распределитель пара 9 и узел обогрева 8 расположены с правой стороны пресса.

Конструкция любого пресса может быть охарактеризована с помощью комплекса параметров, которые образуют техническую характеристику пресса. Одним из основных параметров прессов для переработки пластмасс является эффективное усилие прессования, развиваемое ползуном пресса и обеспечивающее создание в формующей полости формы давление прессования. Его можно определить по зависимости:

где – количество гнезд в пресс-форме;

– удельное давление прессования в полости формы;

– площадь проекции изделия на плоскость смыкания пресс-формы.

Удельное давление прессования является технологическим параметром и выбирается с учетом метода переработки, конструкции изделия и вида перерабатываемого материала.

Схема расположения основных узлов пресса показана на рис. 138. К ползуну пресса 2 прикреплена верхняя часть пресс-формы 2 с пуансоном 3. На столе пресса 5 закреплена нижняя часть пресс-формы 4.

Рис. 138

Величина связана с номинальным усилием прессования следующими соотношениями:

для прессов с верхним рабочим цилиндром

для прессов с нижним рабочим цилиндром

где – потери на трение в уплотнениях;

– вес подвижных деталей пресса (главного плунжера, подвижной плиты (поперечины), верхней полуформы).

Потери на трение в манжетных уплотнениях могут быть оценены следующим образом:

где – диаметр плунжера;

– высота соприкосновения манжет с плунжером;

– давление жидкости в гидроцилиндре;

– коэффициент трения манжет о плунжер (для кожи 0,06–0,08, для резины 0,01–0,02).

Для комплекта упругих уплотнительных колец формула может быть:

где – ширина кольца;

– коэффициент трения фрикционной пары чугун–сталь ();

– число колец;

– давление от сил упругости кольца (для гидравлических );

– давление в гидросистеме.

По аналогичной схеме может быть рассчитано номинальное усилие выталкивания изделия. Эффективное усилие выталкивания изделия может быть оценено как усилие, необходимое для преодоления сил адгезии материала к рабочим (боковым) поверхностям матрицы пресс-формы:

где – адгезионная прочность соединения реактопласта с металлической поверхностью после отверждения (для фенопластов );

– боковая поверхность матрицы пресс-формы.

Скорость прессования, определяемая скоростью перемещения подвижной плиты (поперечины) в рабочем режиме, выбирается из условия обеспечения минимального времени заполнения формы . В современных ускоренных режимах прессования скорость прессования может изменяться в пределах от 100 до 250 мм/с.

Конфигурация и геометрические размеры изделия и пресс-формы влияют на выбор ряда параметров технической характеристики, таких как размеры рабочего стола, ход ползуна, наибольшее расстояние между столом и ползуном.

Размеры рабочего стола В и L выбираются с таким расчетом, чтобы укрепляемая на нем нижняя полуформа не выходила за его габариты. Ход ползуна определяется следующим соотношением:

где

здесь – высота пуансона;

– высота изделия, равная глубине матрицы;

– высота таблетки.

Этим условием обеспечивается свободный съем изделия и беспрепятственная загрузка таблеток.

Наибольшее расстояние между столом и ползуном Н определяется соотношением

где и – высота верхней и нижней плит пресс-формы соответственно.

Следует отметить, что при выборе параметров В, L, S_п, Н следует ориентироваться на весь возможный для данного пресса ассортимент изделий и многообразие конструкций пресс-форм для их изготовления.

Основные параметры гидравлических прессов для переработки пластмасс (ГОСТ 8200 – 80) представлены в таблице: