2.6.2. 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:

Наименование основных параметров и размеров	Нормы
Номинальное усилие, Рн, кН	100	160	250	400	630	1000	1600	2500	4000	6300
Ход ползуна, Sп, мм	320	320	450	450	450	560	630	710	800	800
Наибольшее расстояние между столом и ползуном, Н, мм	500	500	710	710	800	900	1000	1250	1400	1600
Размеры стола, мм L B	320 250	320 250	560 500	560 500	630 560	710 630	800 710	1120 1000	1250 1120	1400 1250
Номинальное усилие выталкивателя, кН, не менее	20	31,5	50	80	125	200	315	500	630	1000
Ход выталкивателя, мм	100	100	160	160	160	200	250	360	360	450
Скорость холостого хода ползуна, мм/с, не менее нниз нверх	100 100	100 100	200 70	200 70	200 70	200 70	200 70	200 60	100 50	100 50
Скорость рабочего хода ползуны регулируемая, мм/с наибольшая наименьшая	10 2	10 2	50 1	50 1	50 1	50 1	50 1	50 1	4 –	2,5 –
Скорость рабочего хода выталкивателя, мм/с наибольшая наименьшая	– –	– –	100 5	100 5	100 5	100 5	100 5	100 5	100 5	15 –
Удельная материалоемкость, кг/(кН·м3), не более	800	500	100	63	36	20	11	6	3,6	4,2
Удельная энергоемкость, кВт/(кН·м2/мин), не более	0,12	0,09	0,09	0,06	0,05	0,05	0,04	0,03	0,03	0,04