Zagadnienia na zaliczenie z maszyn i narzędzi do obróbki plastycznej

1. Klasyfikacja i przeznaczenie maszyn stosowanych w procesach obróbki plastycznej.

Ogólnie można przyjąć podział maszyn w zależności od przeznaczenia i profilu produkcji:

• Walcarki - do walcowania wyrobów płaskich, kształtowych będących głównymi maszynami wydziału walcowania

• Prasy, młoty kuźnicze oraz agregaty kuźnicze wykorzystywane w wydziałach kuźni - do kształtowania plastycznego na zimno i na gorąco odkuwek swobodnych i matrycowych

• Prasy ciągowe, krawędziowe, profilarki - wykorzystywane do kształtowania wyrobów z blach, przemysł motoryzacyjny, produkcja średnio i mało seryjna

• Ciągarki - stosowane w produkcji drutów, prętów oraz rur

• Walcarki skośne - stosowane w produkcji rur

Dodatkowo od sposobu prowadzenia obróbki plastycznej będzie się wykorzystywać urządzenia i osprzęt pomocniczy do którego będą należały m.in.:

• Piece do nagrzewania wsadu oraz obróbki cieplnej gotowych półfabrykatów

• Urządzenia do oczyszczania wsadów i wyrobów gotowych

• Podajniki, przenośniki służące do transportu półfabrykatów i gotowych wyrobów

• Nożyce i gilotyny do dzielenia półfabrykatów

• Zespół przygotowania sprężonego powietrza

Z uwagi na różnorodność prac wykonywanych na prasach, występuje bardzo duża ilość rozwiązań konstrukcyjnych oraz wielkości tych maszyn. Z maszyn do obróbki plastycznej najliczniejszą grupę stanowią prasy mechaniczne, które ze względu na swoją uniwersalność znalazły zastosowanie praktycznie w każdej gałęzi przemysłu.

2. Prasy mechaniczne - klasyfikacja, przeznaczenie, cechy charakterystyczne.

Podstawowe wielkości charakterystyczne pras mechanicznych:

• Nacisk nominalny

Wyrażany w kN lub tonach. Określa możliwości technologiczne wykonania na danej prasie operacji toczenia w zależności od wielkości wyrobów i jednostkowych nacisków odkształconego wyrobu.

• Ilość skoków suwaka na minutę n

Wielkość uderzeń suwaka w pracy w ciągu min.

Ma szczególne znaczenie przy określaniu wydajności maszyn pracujących w układzie ciągłym.

• Skok suwaka prasy S

Określa zakres prac możliwych do wykonania na prasie oraz wysokość tłocznych elementów.

Skok prasy = różnicy odległości górnego i dolnego zwrotnego położenia suwaka

• Wymiary przestrzeni roboczej prasy (szerokość i długość stołu, odległość suwaka od stołu)

Parametry te wyznaczają przestrzeń roboczą tłoczników i wykrojników oraz określają wielkość przyrządów jakie mogą być zamocowane na prasie.

3. Główne zespoły pras mechanicznych: układy sprzęgło - hamulec, rodzaje sprzęgieł i hamulców, zasada działania, przeznaczenie.

Układy sprzęgło - hamulec

Podstawowym celem sprzęgła jest łączenie napędu prasy z wałem i przeniesienie momentu obrotowego z czynnej części napędu na mechanizm wywierający nacisk. Sprzęgło przeznaczone jest również do odłączania napędu od wału głównego. Po odłączeniu napędu, części bierne muszą zostać zatrzymane w określonym położeniu. Do tego celu służy hamulec. Wzajemne powiązanie działania sprzęgła i hamulca ma decydujący wpływ na prawidłową i bezpieczną pracę maszyny.

W prasach mechanicznych stosuje się dwa podstawowe typy sprzęgieł:

• Sprzęgła sztywne - w których części ruchome z nieruchomymi częściami napędu są łączone elementem sztywnym, który jednocześnie przenosi moment obrotowy:

• kłowe,

• palcowe,

• z wpustem obrotowym.

• Sprzęgła elastyczno - cierne w których połączenie części ruchomych nieruchomymi następuje w wyniku działania sił tarcia

• płytkowe,

• stożkowe,

• cylindryczne.

W zależności od sposobu włączania rozróżnia się sprzęgła:

• mechaniczne;

• hydrauliczne;

• pneumatyczne;

• Elektromagnetyczne.

Hamulce

Zadaniem ich jest szybkie zatrzymanie napędu i suwaka prasy oraz pochłonięcie energii kinetycznej napędu po jego biernej stronie. Pracują one na zasadzie tarcia. W zależności od sposobu działania dzielą się one na:

• Stałe - stosowane w starych rozwiązaniach, były cały czas zaciągnięte, szybkie zużywanie mechanizmu

• okresowego działania.

Natomiast pod względem konstrukcyjnym dzielą się na:

• klockowe,

• taśmowe,

• szczękowe,

• płytkowe (płytkowe)

4. Główne zespoły pras mechanicznych: korpusy, rodzaje korpusów, zalety, wady

Korpusy pras mechanicznych

Podstawowym zespołem pras mechanicznych, który łączy wszystkie elementy w całość jest korpus. Znajdują się w nim takie zespoły i elementy jak:

• Prowadnice

• Łożyska

• Stół

• Napęd

• Suwak

Korpus przejmuje wszystkie siły powstające podczas pracy maszyny. [ Co decyduje o konstrukcji/ technologii korpusu? - przeznaczenie, nacisk, technologia wykonania, stalowe korpusy są bardziej sztywne]

Czynnikami decydującymi o kształcie korpusu jest wielkość przenoszonych sił, wymiary przestrzeni roboczej, zastosowanie materiałów konstrukcyjnych, technologia jego wykonania oraz jego sztywność.

Korpusy pod względem wykonania można podzielić na:

• odlewane (żeliwne) - możliwość tłumienia drgań,

• korpusy spawane z blach stalowych - większa sztywność i wytrzymałość od żeliwnych, wytwarzane do większego nacisku, możliwość bardziej elastycznego kształtu korpusu, są o 30 % lżejsze od żeliwnych, wykonane z oddzielnych części połączonych stalowymi ściągaczami ( podstawa, stojaki, głowica)

• korpusy spawano - lane, wykonane z blach stalowych i odlewów staliwnych.

• korpusy składane, wykonane z oddzielnych części połączonych stalowymi ściągaczami, (podstawa, stojaki, głowica).

Ze względu na kształt korpusów stosowanych w prasach mechanicznych wyróżnia się korpusy:

• Wysięgowe - otwarta konstrukcja, w kształci litery C, mała sztywność

• Ramowe - wykonany w kształcie sztywnej ramy, nie zmienia się położenie suwaka z osią stołu.

5. Główne zespoły pras mechanicznych: układy napędowe, urządzenia pomocnicze i specjalne stosowane w prasach mechanicznych.

Wały korbowe

Wał korbowy jest podstawową częścią mechanizmu napędowego większości pras mechanicznych. Warunki pracy wałów korbowych są szczególnie ciężkie i niekorzystne. Złożony układ obciążeń i nagłe zmiany przekrojów wykorbienia lub mimośrodu powodują duże miejscowe spiętrzenia naprężeń, niejednokrotnie przyczyniające się do uszkodzenia elementu.

W zależności od konstrukcji wały możemy podzielić na:

• korbowe.

• mimośrodowe.

W zależności od sposobu łożyskowania na:

• jednostronnie łożyskowane,

• dwustronnie łożyskowane.

Urządzenia pomocnicze i zabezpieczające stosowane w prasach mechanicznych.

Stosujemy w prasach uniwersalnych w celach transportu, zwiększenia wydajności procesu.Do najbardziej rozpowszechnionych urządzeń pomocniczych należy zaliczyć:

• wyrzutniki,

• poduszki,

• odciążacze.

Wyrzutniki

Przeznaczone są do usuwania wyrobów ze stempli i matryc, które po operacjach tłoczenia, wykrawania, kucia i innych pozostają na narzędziach. Zastosowanie wyrzutników rozszerza możliwości technologiczne maszyny przy czym urządzenia tego typu nie znajdują się w wyposażeniu standardowym a dołączone są do maszyny na specjalne życzenie klienta.

W zależności od położenia wyrzutniki można podzielić na:

- górne - umieszczone w suwaku prasy,

- dolne - umieszczone w stole prasy.

Poduszki

Poduszki są urządzeniami rozszerzającymi zakres zastosowań maszyny. Ich głównym zadaniem jest:

- wypchniecie gotowego wyrobu z tłocznika po zakończeniu operacji technologicznej, które odbywa się podczas ruchu suwaka do góry.

- przytrzymanie obrzeża blachy przy tłoczeniu, gięciu lub wykrawaniu podczas ruchu suwaka do dołu.

Ze względu na konstrukcję i zasadę działania poduszki można podzielić na trzy grupy:

• poduszki mechaniczne,

• poduszki powietrzne (pneumatyczne),

• poduszki powietrzno - hydrauliczne.

Urządzenia odciążające

Urządzenia odciążające są stosowane we wszystkich typach pras mechanicznych. Ich zastosowanie ma na celu przede wszystkim zrównoważenie ciężaru i sił bezwładności działających na suwak prasy. Dzięki czemu eliminują one w dużym stopniu drgania ułatwiając prace sprzęgła i hamulca. Zastosowanie urządzeń odciążających ma również duży wpływ na bezpieczeństwo pracy. W chwili awarii sprzęgła lub hamulca urządzenie odciążające powoduje przymusowy powrót suwaka do górnego zwrotnego położenia.

Ze względu na rozwiązanie konstrukcyjne i sposób działania urządzenia odciążające można podzielić na:

• ciężarowe,

• sprężynowe,

• pneumatyczne,

• hydrauliczne.

Urządzenia zabezpieczające.

6. Prasy mimośrodowe, cechy charakterystyczne, zasada działania, klasyfikacja, przeznaczenie.

Prasą mimośrodową nazywa się prasę, która posiada możliwość zmiany wielkości skoku suwaka za pomocą mimośrodu osadzonego na korbie wału. Dzięki czemu można otrzymać szereg wartości skoków.

Podział pras mimośrodowych:

• w zależności od kształtu korpusu:

• ramowe

• wysięgowe - powszechnie stosowane, otwarta konstrukcja, mniejsza sztywność, naciski od 1 tony do 800 ton

• w zależności od kierunku ruchu suwaka

• stałe

• przechylne - prasy tego typu budowane są o naciskach do 200 ton a ich korpus dzięki możliwości przychylenia do tyłu umożliwia usuwanie łatwe wyrobów, które pod własnym ciężarem zsuwają się do pojemników ustawionych za maszyną.

• w zależności od sposobu podparcia wału korbowego:

• prasy z wałem jednostronnie łożyskowanym - posiadają wał główny umieszczony prostopadle do przodu prasy, który jest łożyskowany w korpusie.

Ze względu na wytrzymałość wału korbowego prasy tego typu mają mniejszą wytrzymałość oraz stosunkowo niewielki skok.

• prasy z wałem jednostronnie łożyskowanym z dodatkowym podparciem korby

• prasy dwustronnie łożyskowane - wał korbowy najczęściej jest umieszczany równolegle do przodu prasy, taki układ jest bardzo korzystny pod względem wytrzymałościowym, zapewnia dużą sztywność i umożliwia stosowanie większych skoków suwaka

• w zależności od położenia wału korbowego:

• z wałem położonym prostopadle do przodu prasy

• z wałem położonym równolegle do przodu prasy

• w zależności od wykonywanych operacji:

• prasy ogólnego przeznaczenia

• prasy z rogiem

• z powiększonym wysięgiem

• prasy dwupunktowe

• prasy o zmniejszonym skoku

7. Prasy korbowe, cechy charakterystyczne, zasada działania, klasyfikacja, przeznaczenie.

Prasą korbową nazywamy maszynę do obróbki plastycznej, w której do napędu suwaka wykorzystuje się układy korbowe zamieniające ruch obrotowy na ruch posuwisto - zwrotny.

W zależności od przyjętego kryterium klasyfikacyjnego prasy śrubowe dzieli się na:

Ze względu na kierunek ruchu suwaka:

• Pionowe,

• Poziome,

• Pochyłe.

Ze względu na kształt korpusu:

• Wysięgowe,

• Ramowe.

Ze względu na ilość korb:

• Jednopunktowe,

• Dwupunktowe,

• Czteropunktowe

Ze względu na usytuowanie napędu:

• Z napędem górnym,

• Z napędem dolnym.

Ze względu na przeznaczenie:

• Prasy korbowe ramowe ogólnego przeznaczenia,

• Prasy korbowe ramowe specjalizowane,

• Prasy korbowe ramowe specjalne.

Ze względu na kształt elementu napędzającego suwak:

• Prasy z wałem korbowym,

• Prasy bez wału wykorbionego.

Podstawowe zespoły pras korbowych

Do podstawowych elementów pras zalicza się korpusy, które najczęściej posiadają budowę ramową i układy sprzęgłowo - hamulcowe, suwaki pras, instalację pneumatyczną i elektryczną, instalację smarowania oraz urządzenia pomocnicze (ciągowe) ułatwiające proces kształtowania wytłoczek.

Suwaki

Nowe konstrukcje pras korbowych wyposażone są w suwaki budowy skrzyniowej wykonane jako odlewane (staliwne) lub spawane z płyt stalowych. Konstrukcja suwaka umożliwia umieszczenie w ich wnętrzu mechanizmów nastawiania pionowego położenia suwaka. Wewnątrz suwaków umieszczone są również wyrzutniki i poduszki.

Napędy pras korbowych

Napęd prasy korbowej realizowany jest najczęściej za pomocą silnika elektrycznego, który za pośrednictwem przekładni pasowej napędzał wał główny maszyny skąd napęd jest przenoszony za pomocą przekładni zębatych na wały korbowe bądź koła mimośrodowe.

Zastosowanie pras korbowych

- prasy korbowe ogólnego przeznaczenia znajdują zastosowanie do wycinania, przebijania, ciągnienia, gięcia, okrawania, kucia

- prasy korbowe dwu i cztero punktowe ze względu na dużą powierzchnię roboczą stołu nadają się do kształtowania wyrobów o dużych wymiarach, pracy kilkoma narzędziami jednocześnie lub do stosowania tłoczników wielozabiegowych.

- nowoczesne prasy korbowe ogólnego przeznaczenia wyposażone są w urządzenia automatyzujące, które zwiększają wydajność maszyny oraz poprawiają bezpieczeństwo pracy. Prasa wyposażona w takie urządzenia pracuje w cyklu automatycznym, co oznacza że ilość skoków suwaka jest wykorzystana całkowicie. Dodatkowo w nowoczesnych konstrukcjach, gdzie tłoczniki są znacznych wymiarów dla skrócenia czasu wymiany oprzyrządowania stosuje się stoły wysuwne.

8. Prasy śrubowe, cechy charakterystyczne, zasada działania, klasyfikacja, przeznaczenie.

Prasy śrubowe należą do najstarszych maszyn do obróbki plastycznej, których zasada działania polega na wykorzystaniu energii kinetycznej zgromadzonej w kole zamachowym współpracującym z nie samohamowną śrubą, która obracając się w nakrętce zamienia ruch obrotowy na postępowy suwaka odkształcając materiał

KLASYFIKACJA PRAS ŚRUBOWYCH

• Rodzaj ruchu śruby

• śruba wykonuje ruch śrubowy (obrotowy i postępowy),

• śruba wykonuje tylko ruch obrotowy,

• śruba wykonuje ruch postępowy.

• Kierunek ruchu roboczego suwaka

• z suwakiem poruszającym się do dołu,

• z suwakiem poruszającym się do góry (system Vincenta)

• Rodzaj napędu

• ręczny

• cierny

• hydrauliczny

• pneumatyczny

• elektryczny

• inny

• Rodzaj wykonywanej technologii

• do kucia i matrycowania

• do spęczania

• do kalibrowania

• do tłoczenia blach

• do prasowania proszków metali, materiałów ceramicznych i ogniotrwałych

• Ilość śrub

• jednośrubowe

• dwuśrubowe

• wielośrubowe

• Zabezpieczenie przed przeciążeniem

• prasy śrubowe bez bezpieczników

• prasy śrubowe z bezpiecznikami

Prasy śrubowe cierne

Najbardziej rozpowszechnioną grupą pras śrubowych są prasy śrubowe z napędami ciernymi. Są to maszyny, których ruch w mechanizmie śrubowym wywołany jest przekładnią cierną:

- czołową,

- tarczową,

- stożkową,

- rolkową,

- inną.

Zasada działania pras śrubowych ciernych polega na wykorzystaniu momentu tarcia dla przekazania energii silnika i energii kinetycznej tarcz mechanizmowi śrubowemu prasy w czasie ruchu roboczego suwaka.

Najczęściej produkowanymi prasami śrub ciernych są prasy dwutarczowe z przekładnią cierną czołową.

Zespoły pras śrubowych - korpus, suwak, układ sprzęgłowo - hamulcowy ( hamulce cierne tarczowe, hamulce szczękowe), mechanizm napinania taśmy, mechanizm napędu wału z tarczami, śruba.

PRASY ŚRUBOWE ELEKTRYCZNE (ELEKTROŚRUBOWE)

W prasie tego typu stojan silnika napędowego połączony jest z korpusem prasy, natomiast wirnik osadzony jest na kole zamachowym połączonym ze śrubą prasy. Zastosowanie bezpośredniego napędu elektrycznego powoduje wyeliminowanie strat w przekładniach: pasowej, ciernej, zębatej.

PRASY ŚRUBOWE HYDRAULICZNE

W prasach śrubowych tego typu wymuszenie ruchu śruby jest realizowane przez cylinder hydrauliczny ruchu postępowego lub śrubowego oraz przy pomocy silników hydraulicznych, dzięki czemu zwiększono sprawność i szybkość prasy.

9. Prasy specjalizowane ciągowe i krawędziowe, klasyfikacja, cechy charakterystyczne, zastosowanie.

W zależności od rodzaju wykonywanych operacji obróbki plastycznej prasy specjalne i specjalizowane można podzielić na:

• Prasy ciągowe przeznaczone do wykonywania operacji z zakresu tłoczenia.

• Prasy kolanowe przeznaczone to realizacji takich procesów jak: wybijanie, znakowanie, spęczanie, dogniatanie, prostowanie, wyciskanie.

• Prasy korbowe kuźnicze (Maxi) stosowane przy kuciu i prasowaniu matrycowym na zimno i na gorąco.

• Prasy do gładkiego wykrawania i wygładzania.

• Prasy krawędziowe stosowane najczęściej do gięcia wszelkiego rodzaju profili z blach.

Prasy ciągowe

Prasy ciągowe służą najczęściej do wykonywania operacji technologicznych głębokiego tłoczenia. Można na nich wykonywać również inne operacje takie jak: cięcie, gięcie, jednak wtedy nie będzie to pełne wykorzystanie możliwości tych pras. Prasy ciągowe charakteryzują się dużym skokiem roboczym suwaka oraz stosunkowo stałą i niewielką jego prędkością.

W zależności od wykonywanego procesu technologicznego prasy mechaniczne ciągowe można podzielić na:

• prasy korbowe pojedynczego działania ze zmienna prędkością suwaka, służą do bardzo głębokich i nieskomplikowanych ciagów. Charakteryzują się one dużym skokiem suwaka, większym o ponad 50% niż w prasach korbowych ogólnego przeznaczenia. Posiadają również niewielką ilość skoków suwaka. W tego typu prasach ze względu na dużą wartość skoku nie stosuje się wałów korbowych. Zastępują je koła zębate połączone z kołami mimośrodowymi osadzone obrotowo na półosiach miedzy stojakami korpusu

• prasy korbowe pojedynczego działania ze stałą prędkością ruchu roboczego suwaka, przeznaczone są do bardzo głębokiego ciągnienia. Cechą charakterystyczną tych pras jest zwiększenie prędkości suwaka przy jego ruchu jałowym, zaś w ruchu roboczym stosunkowo stała i niewielka jego prędkość w całym zakresie tłoczenia. Takie rozwiązanie umożliwia znaczące zwiększenie wydajności pras przy jednoczesnym ograniczeniu zjawiska pękania wytłoczek. W zależności od rodzaju mechanizmów napędu suwaka prasy te możemy podzielić na:

- jednokorbowo - dźwigniowe,

- dwukorbowo - dźwigniowe,

- z ułożyskowaniem wałów wzdłużnym i poprzecznym.

• prasy potrójnego działania, Do tłoczenia dużych i skomplikowanych elementów, które wymagają większych nacisków niezbędnych do ukształtowania blachy wykorzystuje się prasy potrójnego działania. Zasadniczą cecha tych pras są trzy suwaki: jeden dociskający i dwa tłoczące. Ze względu na swoje przeznaczenie (do tłoczenia blach karoseryjnych) budowane są o dużych naciskach od 400 do 2000 ton, oraz dużych powierzchniach przestrzeni roboczych. Prasy tego typu budowane są z górnym lub dolnym napędem, a czasami z dwoma niezależnymi napędami.

• prasy dźwigniowe.

• prasy podwójnego działania, stosowane są do takich operacji ja cięcie, gięcie, a w szczególności do głębokiego tłoczenia wyrobów z blach o skomplikowanych kształtach. Charakterystyczną cechą tych pras są dwa suwaki: zewnętrzny, który wykonuje ruch posuwisto - zwrotny w prowadnicach prasy i służy do przyciśnięcia obrzeża materiału w czasie tłoczenia, oraz wewnętrzny, prowadzony wewnątrz suwaka dociskającego, realizujący właściwy proces tłoczenia.

Klasyfikacja pras podwójnego działania

- W zależności od kinematyki napędu suwaków, budowy korpusu, rodzaju napędu, powierzchni stołu i przeznaczenia technologicznego, prasy podwójnego działania dzieli się na kilka grup.

- W zależności od kształtu korpusu rozróżnia się prasy wysięgowe i ramowe. W zależności od umiejscowienia napędu, prasy podwójnego działania dzielimy na prasy z napędem górnym lub dolnym, otwartym lub zamkniętym.

- W zależności od rodzaju mechanizmów napędzających suwaki, prasy można podzielić na: korbowe z dociskiem korbowym, korbowe z dociskiem krzywkowym, korbowe z dociskiem krzywkowo dźwigniowym, korbowe z dociskiem kolanowym, kołowe z dociskaczem stałym i stołem krzywkowym, mimośrodowe z dociskaczem dźwigniowo - kolumnowym.

-W zależności od powierzchni stołu i przeznaczenia prasy, suwak ciągnący może być jedno, dwu lub czteropunktowy a suwak przytrzymujący dwu lub czteropunktowy.

Prasy ciągowe przeznaczone są do kształtowania wytłoczek z blach, w których wykorzystuje się różne układy mechaniczne napędzające suwaki pras. Prędkość skoku suwaka zmniejszona jest, gdyż proces kształtowania odbywa się na zimno, żeby uchronić od pękania.

PRASY KRAWĘDZIOWE

Prasy krawędziowe przeznaczone są do gięcia wszelkiego rodzaju profili z blach w jednym lub kilku zabiegach w produkcji mało lub średnioseryjnej. Proces gięcia na prasach krawędziowych może przebiegać na dwa sposoby: w sposób swobodny ( gięcie przez trzy punkty), oraz gięcie z dotłaczaniem.

Prasy krawędziowe są stosowane również do wykonywania innych operacji niż gięcie np. ciecie, tłoczenie.

Mechaniczne prasy krawędziowe ze względu na usytuowanie i rodzaju napędu można podzielić na:

• prasy z dolnym napędem,

• prasy z górnym napędem,

• prasy ciągowe,

• prasy dźwigniowe,

• prasy nożycowe.

Obecnie prasy krawędziowe z napędem mechanicznym prawie już nie są stosowane. Ich miejsce zajęły prasy krawędziowe z napędem hydraulicznym, który w porównaniu z tradycyjnym napędem korbowym odznacza się szeregiem zalet:

• prostota konstrukcji,

• możliwość łatwej regulacji skoku i położenia suwaka,

• niezawodność działania,

• łatwość automatyzacji,

• przy właściwym opomiarowaniu maszyny możliwość płynnego wprowadzania poprawek kompensujących odkształcenia sprężyste korpusu i narzędzi,

• mniejszy koszt wykonania,

• większa dokładność giętych elementów,

• większe bezpieczeństwo pracy związane z możliwością zatrzymania suwaka w dowolnym położeniu,

• możliwość realizacji procesu gięcia z dotłaczaniem,

• kompensacja strzałki ugięcia stołu przy dużych naciskach i gięciu długich elementów.

10. Prasy kolanowe i kuźnicze Maxi, klasyfikacja, cechy charakterystyczne, zastosowanie.

Prasy kolanowe

Stosowane do realizacji takich operacji jak : znakowanie, spęczanie, wybijanie, dogniatania, kalibrowanie, wykrawanie.

Prasy kolanowe cechuje bardzo duża dokładność, mały ciężar własny i bardzo duże naciski dlatego stosowane są przede wszystkim do takich operacji jak: wybijanie, znakowanie, spęczanie, dogniatanie, prostowanie, wyciskanie itp. Prasy kolanowe budowane są o szerokim zakresie nacisków od 0,1 tony stosowane przy niewielkich prasach ręcznych do 10000 ton . W zależności od cech konstrukcyjnych i przeznaczenia prasy kolanowe można podzielić na:

Ze względu na kierunek działania suwaka:

• - pionowe, w których suwak pracuje w płaszczyźnie pionowej z góry do dołu lub z dołu do góry,

• - poziome, w których suwak przesuwa się w płaszczyźnie poziomej,

      Ze względu na położenie napędu prasy:

• prasy kolanowe z napędem górnym, w których wszystkie mechanizmy napędowe umieszczone są w górnej części prasy,

• prasy z napędem dolnym, w których mechanizmy napędowe umieszczone są w dolnej części prasy.

Ze względu na sposób działania układu kolanowego:

• ze środkowym przegubem układu kolanowego nie przechodzącym poza oś pionową lub poziomą prasy,

• ze środkowym przegubem układu kolanowego przechodzącym poza oś prasy,

       Ze względu na ilość kolan:

• - prasy jednopunktowe, suwak zawieszony jest na jednym układzie kolanowym,

• - prasy wielopunktowe, gdzie suwak zawieszony jest na dwu lub kilku kolanach,

 Ze względu na położenie wału korbowego:

• - z wałem korbowym położonym równolegle do przodu prasy,

• - z wałem korbowym położonym prostopadle do przodu prasy,

Ze względu na rodzaj napędu:

• - z napędem zakrytym,

• - z napędem otwartym,

Ze względu na rodzaj korpusu:

• - prasy kolanowe z korpusem dwustojakowym ramowym,

• - prasy kolanowe z korpusem wysięgowym,

Ze względu na przeznaczenie prasy kolanowe można podzielić na:

• - prasy do dotłaczania i dogniatania, które charakteryzują się małym skokiem i niewielkim zakresem regulacji położenia suwaka,

• - prasy kuźnicze odznaczające się dużym skokiem i dużym zakresem regulacji położenia suwaka,

• - prasy ogólnego przeznaczenia.

PRASY KORBOWE KUŹNICZE MAXI

Wykorzystywane w operacjach kucia na zimno i na gorąco w kilku wykrojach. Cechą charakterystyczną maszyn jest duża prędkość ruchu roboczego suwaka oraz dobre jego prowadzenie w prowadnicach prasy. Oprócz operacji kucia wykonuje się również procesy wyciskania, spęczania, dogniatania oraz wybijania.

Korbowe prasy kuźnicze przeznaczone są głównie wykonywania operacji technologicznych kucia matrycowego w kilku wykrojach na zimno i na gorąco, często również wykonuje się na nich takie operacje jak: spęczanie wyciskanie, dogniatanie, wybijanie.

Do zalet pras kuźniczych można zaliczyć między innymi:

• wysoką wydajność,

• dużą oszczędność materiału,

• dobrą strukturę i korzystny układ włókien kształtowanego elementu,

• podwyższona trwałość warstwy wierzchniej.

Prasy korbowe kuźnicze dzieli się na:

• z ułożyskowaniem wału równoległym do przodu prasy,

• z ułożyskowaniem wału prostopadłym do przodu prasy,

• prasy z napędem bezpośrednim przy pomocy przekładni pasowej,

• prasy z napędem pośrednim zębatym,

• prasy z korbowodem pojedynczym,

• prasy z korbowodem podwójnym,

• prasy z klinowym mechanizmem napędowym.

11. Prasy hydrauliczne, klasyfikacja, zasada działania prasy hydraulicznej, przeznaczenie.

Zasada działania tego typu maszyn polega na wykorzystaniu energii ciśnienia do napędu suwaków maszyny. Obecnie prasa hydrauliczna składa się z dwóch maszyn połączonych w których znajdują się tłoki lub nurniki. Przyłożenie siły do jednego z tłoków powoduje wytworzenie ciśnienia cieczy działającego na drugi tłok i jego przesunięcie w cylindrze.

Prasa hydrauliczna jest maszyną technologiczną o działaniu statycznym. Zasada działania pras hydraulicznych oparta jest na prawie Pascala:

W zależności od przeznaczenia prasy hydrauliczne można podzielić na kilka podstawowych grup:

• prasy do kucia i obróbki objętościowej wśród których wyróżnia się prasy kuźnicze do kucia swobodnego o naciskach 500 - 1200 ton; prasy do kucia matrycowego i prasowania o naciskach 1000 - 70 000 ton; oraz prasy do wyciskania przeciwbieżnego o naciskach 150 - 3000 ton

• prasy do wyciskania wśród których wyróżnia się prasy do wyciskania rur, prętów i profili stosowane najczęściej do kształtowania stopów metali nieżelaznych o naciskach 100 - 12 000 ton

• prasy hydrauliczne do tłoczenia wśród których wyróżnia się prasy ciągowe pojedynczego działania o naciskach 50 - 1000 ton; prasy podwójnego i potrójnego działania o naciskach 30 - 400 ton; prasy do tłoczenia na gumie o naciskach 1000 - 20 000 ton

• prasy hydrauliczne do prostowania i montażu budowane o niewielkich naciskach w zakresie 10 - 500 ton

• prasy hydrauliczne do pakietowania odpadów metalowych i niemetalowych budowane w zakresie o naciskach 100 - 600 ton

technologiczne przeznaczenie maszyny określa jej konstrukcję, rodzaj korpusu (prasa kolumnowa, ramowa, dwustojakowa, wysięgowa), typ, wykonanie oraz ilość cylindrów hydraulicznych (nurnikowe, tłokowe, nurnikowo - różnicowe).

W zależności od kierunku działania nacisku prasu hydrauliczne dzielą się na trzy grupy:

• pionowe

• poziome

• złożone (pionowe i poziome lub skośne)

Prasy hydrauliczne w układzie pionowym dzieli się w zależności od położenia cylindra głównego na:

• prasy dolnocylindrowe, w których cylinder główny (roboczy)umieszczony jest pod płytą stołu i powoduje ruch roboczy stołu z kształtowanym elementem do góry, a płyta górna pozostaje nieruchoma

• prasy górnocylindrowe, w których cylinder główny znajduje się w górnej części maszyny i napędza suwak prasy, natomiast stół pozostaje nieruchomy,

• prasy hydrauliczne przeciwbieżne, które posiadają dwa cylindry robocze, górny i dolny, przemieszczające się w przeciwnych kierunkach

Prasy hydrauliczne w układzie poziomym można podzielić w zależności od wzajemnego położenia osi cylindrów głównych na: jednokierunkowe jednostronne, dwukierunkowe dwustronne (przeciwbieżne), wielokierunkowe. Każda z pras może posiadać różna ilość cylindrów głównych oraz różną budowę korpusu. Można wyróżnić tutaj prasy jednocylindrowe, dwucylindrowe oraz wielocylindrowe. Natomiast w zależności od konstrukcji korpusu rozróżnia się prasy: dwukolumnowe, trójkolumnowe, czterokolumnowe, ramowe oraz wysięgowe.

Prasy o złożonym ruchu można podzielić w zależności od wzajemnego położenia osi cylindrów głównych na prasy: z cylindrami pionowymi i poziomymi oraz z cylindrami pionowym, poziomym i skośnym. Również i w tej grupie każda z wymienionych pras może posiadać różną liczbę cylindrów głównych oraz różnorodna budowę korpusu.

Prasy hydrauliczne stosowane w procesach kucia oraz obróbki objętościowej będą charakteryzowały się dużą prędkością ruchu roboczego suwaka, dużą sztywnością korpusu oraz stosunkowo dużą wartością skoku suwaka prasy hydraulicznej. Stosowane w operacjach tłoczenia będą charakteryzowały się niewielką prędkością ruchu roboczego suwaka oraz dużymi wartościami jego skoków.

12. Układy zasilania pras hydraulicznych, zalety wady.

Wymienione prasy hydrauliczne (pionowe, poziome i złożone) mogą posiadać różne cylindry pomocnicze takie jak: powrotne, pomocnicze do zalewu cylindrów głównych, napędu wyrzutników, napędu zrywaczy, przenośników i inne. Dodatkowo wszystkie prasy hydrauliczne mogą posiadać różne rozwiązania napędu. Do najczęściej stosowanych zaliczymy:

• napęd hydrauliczny bezpośrednio od pompy,

• napęd hydrauliczny z akumulatorem hydraulicznym,

• napęd hydrauliczny z multiplikatorem hydraulicznym,

• napęd hydrauliczny z multiplikatorem mechaniczno - hydraulicznym,

• napęd hydrauliczny z urządzeniem mechaniczno - hydraulicznym, pompą i akumulatorem hydraulicznym,

• napęd parowo - hydrauliczny,

• napęd powietrzno - hydrauliczny.

Napędy pras hydraulicznych

W prasach hydraulicznych aby mógł nastąpić przesuw nurników i tłoków musi zostać doprowadzony do ich cylindrów czynnik roboczy pod odpowiednim ciśnieniem. W zależności od rodzaju doprowadzanego czynnika, jego ciśnienia i prędkości napęd prasy hydraulicznej będzie miał różną budowę. Ogólnie przez napęd hydrauliczny rozumie się łańcuch energetyczny, który składa się z urządzeń do zamiany wejściowej energii mechanicznej silnika elektrycznego lub spalinowego i pompy hydraulicznej na wyjściową energie ciśnienia cieczy roboczej, która następnie zostaje przekształcona w cylindrach prasy hydraulicznej na pracę mechaniczną. Z uwagi na rodzaj stosowanego czynnika roboczego, którym jest płyn wykorzystuje się tutaj prawa hydromechaniki. Masa płynącej cieczy podlega zasadzie zachowania energii, którą w hydromechanice opisuje równanie Bernoulliego:

• Przy napędzie pompowym bezakumulatorowym, zasilanie cylindra prasy cieczą roboczą odbywa się bezpośrednio z pompy hydraulicznej. Cechą charakterystyczna takiego rozwiązania jest fakt, że ciśnienie cieczy potrzebne do wykonania pracy przez prasę wytwarzane jest w pompie dopiero w czasie pracy, dostosowując się w każdym przypadku do wielkości oporów na jakie napotyka suwak prasy.

• W napędach pompowo akumulatorowych, silnik elektryczny napędza pompę, a miedzy pompą a cylindrem roboczym umieszczono zasobnik energii ciśnienia - akumulator hydrauliczny . Ciecz wysokiego ciśnienia jest gromadzona w akumulatorze w czasie przerwy w pracy oraz gdy zapotrzebowanie cylindrów prasy jest mniejsze od wydajności pompy. Najczęściej zasilanie prasy odbywa się jednocześnie z pompy i akumulatora, przy czym pobór cieczy z akumulatora znacznie przewyższa wydajność pompy.

• W prasach hydraulicznych z napędem multiplikatorowym źródłem wysokiego ciśnienia jest specjalne urządzenie - multiplikator, który zwiększa ciśnienie cieczy w stosunku do wielkości ciśnienia cieczy podawanej pompą z udziałem akumulatora hydraulicznego. Na rysunku przedstawiono schemat prasy hydraulicznej z napędem multiplikatorowym (mechanicznym korbowym).

Główne zespoły i elementy pras hydraulicznych

• Korpusy

• kolumnowe

• stojakowe

• ramowe

• wysięgowe

• Cylindry

W zależności od przeznaczenia w prasach hydraulicznych rozróżnia się cylindry główne oraz cylindry pomocnicze. Cylindry główne służą do napędu suwaków w czasie ich ruchu roboczego, natomiast cylindry pomocnicze służą do realizacji innych ruchów takich jak: ruch powrotny suwaka (cylindry powrotne), napęd wypychaczy, zrywaczy, przesuwaczy i innych.

• Pompy

Pompy hydrauliczne służą do wytwarzania wysokiego ciśnienia cieczy i dostarczania jej do pras lub innych elementów układu zasilania. W prasach hydraulicznych stosowane są pompy wyporowe, które w zależności od cieczy roboczej można podzielić na wodne i olejowe.

• Akumulatory hydrauliczne

Akumulator hydrauliczny jest to urządzenie pozwalające na gromadzenie i przechowywanie cieczy pod wysokim ciśnieniem oraz na przekazywanie jej do prasy hydraulicznej, w razie potrzeby. Akumulatory stosowane w napędach pras hydraulicznych dzielą się na dwie grupy:

- akumulatory ciężarowe,

- akumulatory gazowe.

• Multiplikatory ciśnień

Multiplikator ciśnienia jest urządzeniem do wielokrotnego zwiększania ciśnienia cieczy doprowadzonej do prasy hydraulicznej za pomocą innej cieczy, pary, sprężonego powietrza lub ruchu nurnika w specjalnym cylindrze. Ze względu na sposób napędu multiplikatory dzieli się na:

• - mechaniczne,

• - hydrauliczne,

• - parowe,

• - powietrzne.

• Urządzenia zalewowe

Urządzenia zalewowe służą do zasilania cieczą niskiego ciśnienia cylindrów głównych prasy w czasie ruchu jałowego (dobiegu). Dzięki zastosowaniu urządzeń zalewowych oszczędza się ciecz wysokiego ciśnienia, co umożliwia stosowanie układów zasilania o mniejszej wydajności i mniejszej mocy.

W zależności od rozwiązania konstrukcyjnego można wyróżnić dwa rodzaje zbiorników zalewowych:

• urządzenie zalewowe ze zbiornikiem hydrostatycznym, w którym odkryty zbiornik z cieczą położony jest nad cylindrem głównym prasy, a ciecz przepływa do cylindra roboczego w wyniku działania sił ciężkości,

• urządzenie zalewowe ze zbiornikiem hydroforowym, w którym ciecz znajduje się w zamkniętym zbiorniku i przepływa do cylindra głównego w wyniku ciśnienia wywieranego przez gaz. Ciśnienie w zbiorniku urządzenia zalewowego najczęściej nie przekracza 0,4 - 0,8 MPa.

• Sterowanie pras hydraulicznych

Do sterowania pras hydraulicznych stosuje się szereg urządzeń, do których możemy zaliczyć między innymi rozdzielacze hydrauliczne oraz wszelkiego rodzaju zawory zalewowe, dławiące, rozładowujące i odcinające.

Do sterowania kierunku przepływu oleju w układzie hydraulicznym stosuje się rozdzielacze. W zależności od konstrukcji i przeznaczenia spotyka się dwa rodzaje rozdzielaczy stosowanych do sterowania pras hydraulicznych:

• rozdzielacze suwakowe,

• rozdzielacze grzybkowe.

13. Porównanie pracy prasy korbowej kuźniczej, prasy śrubowej.

---