Пресс – что это? Как работает и какие виды бывают?

Пресс - это механизм, который используется для сжатия, выжимания или изменения формы материалов под действием давления. Такое оборудование находит применение как в тяжелой, так и в легкой промышленности. В зависимости от типа устройства оно способно создавать сжимающие усилия от нескольких килограмм до нескольких сотен тонн.

Основной принцип работы пресса заключается в сдавливании материала. Это позволяет выполнять различные операции:

1. Листогибочные машины сгибают листовые заготовки, применяя давление для получения нужной формы.
2. Прессы для выдавливания жидкостей из материалов были одними из первых. Они использовались для извлечения соков и масел, создавая необходимое давление на содержащие жидкость материалы.
3. Штамповка позволяет создавать готовые изделия и детали из плоских или объемных форм путем выдавливания под давлением.
4. Трубогибы используются для создания необходимой геометрической формы труб и прутов.
5. Прессование материалов уплотняет заготовки, изменяя их структуру под воздействием давления, что может включать изменение кристаллической решетки или удаление пустот.

Эти операции выполняются различными установками и станками, которые используются как в крупномасштабной промышленности, так и на мелких предприятиях.

Виды конструкций

Существует несколько типов прессов, каждый из которых предназначен для определенных задач в зависимости от конструкции и функционального назначения.

Винтовые прессы

Винтовые прессы представляют собой наиболее простые механизмы, которые часто используются в бытовых целях. Они оснащены четырехугольной рамой с внутренним резьбовым штоком. Вращение штока приводит к приближению рамы к основанию, где размещается обрабатываемый материал. Этот принцип работы напоминает тиски. Винтовые прессы применяются для выдавливания соков, масел, вулканизации резины, ремонта обуви и других подобных операций. Они зависят от мускульной силы оператора, и чем больше требуется давление, тем труднее вращать винт. Главный недостаток таких прессов - их низкая производительность.

Валковые прессы

Пресс валкового типа - это компактное устройство, предназначенное для уплотнения или вырезки материалов. Он может выполнять такие операции, как биговка, резка и перфорация, обеспечивая быстрое и точное создание сложных форм с высокой детализацией и точностью.

Эти устройства находят применение в различных отраслях, таких как полиграфия, производство картона, магнитов, открыток, тканей, обуви и других. Большие валковые прессы используются на комбинатах для формирования и уплотнения различных материалов, включая ископаемые, полидисперсные вещества и отходы.

Для легкой промышленности в основном применяются компактные мобильные устройства.

Гидравлические прессы

Гидравлические прессы считаются одними из самых востребованных и распространенных типов оборудования, применяемых в полимерных производствах и металлообработке. Они доступны в различных вариантах, включая как крупные промышленные установки, так и бытовые модели. Основным приводом для них служит электрическая или ручная сила. Эти устройства прошли значительное развитие с момента создания первой машины инженером Джозефом Брама.

Принцип работы основан на использовании закона Паскаля, согласно которому давление, созданное в сосуде с неподвижной жидкостью, передается без изменений в любую точку этой жидкости. Это позволяет использовать небольшие усилия, применяемые к малому поршню, для создания значительного давления на большом поршне. Таким образом, малые усилия, приложенные к малому поршню, многократно усиливаются на большом поршне благодаря разности площадей.

Один из наиболее известных примеров гидравлического пресса — автомобильный домкрат. Несмотря на их компактные размеры, такие устройства способны генерировать давление на уровне десятков тонн. Промышленные гидравлические прессы имеют более сложную конструкцию, предназначенную для обработки разнообразного полимерного сырья, пластика и прочих материалов.

Кривошипные прессы

Эти прессы известны как кривошипно-ползунные машины. Основное применение их состоит в штамповке стальных заготовок. Главное движущее усилие достигается за счёт движения ползунка вперёд и назад.

Привод кривошипных прессов осуществляется шатуном, который может быть запущен либо электромотором, либо вручную через рукоятку. Для увеличения усилия и эффективности работы пресс может быть оснащён дополнительным редуктором с различными передаточными числами. Каждое полное вращение шатуна приводит ползунок от передней до задней точки и обратно.

Максимальная сила сдавливания зависит от мощности мотора и конструкции редуктора. Кривошипные прессы отличаются высокой производительностью и скоростью работы, что делает их предпочтительными для массового производства штампованных деталей. Одним из популярных примеров таких прессов является механический колун для разрубки древесины.

Несмотря на высокую производительность, кривошипные прессы имеют ограниченные возможности по сдавливанию материалов. В этом отношении большинство гидравлических моделей превосходят их. Увеличение силы требует увеличения размеров и массы пресса, что не всегда удобно и экономически целесообразно.

Листогибочные прессы

Существуют различные типы листогибочных прессов: от примитивных, работающих на мускульной силе человека, до современных программно-управляемых установок. Все они предназначены для изгиба тонкого листового металла.

На сегодняшний день существует множество вариантов листогибочных прессов, различающихся типом привода:

1. Пневматические.
2. Гидравлические.
3. Механические.
4. Электромеханические.

Обычно листогибочные установки не используются в конвейерном производстве из-за необходимости точной установки заготовки. Для достижения нужного результата изгиба требуется постоянный контроль со стороны оператора. Эти машины находят применение в переработке полимеров и вторичных материалов, машиностроении, металлургии, авиации и даже в домашних условиях.

Магнитно-импульсные прессы

Эти машины, которые относятся к данной категории, включают высокоскоростные установки, где главным элементом конструкции является импульсный генератор тока. Магнитно-импульсные прессы представляют собой чисто производственные устройства. Они создают сильное электромеханическое давление на материал благодаря мощному магнитному полю, которое приводит к притяжению между статической и подвижной частями механизма. Между ними располагается заготовка, которая может изменять свою влажность, плотность и форму под действием усилий прессы. В большинстве случаев такие машины используются для прессовки порошков.

Магнитно-импульсные прессы могут создавать усилие различными способами: ударным, индуктивным или электродинамическим.

Сфера применения

Благодаря разнообразию модификаций, прессы нашли широкое применение в различных отраслях промышленности и повседневной жизни.

На рынке представлены как специализированные, так и универсальные прессы. Последние особенно востребованы, так как способны выполнять разнообразные функции: от запрессовки до гибки, разборки и вырубки материалов.

Прессы используются в следующих сферах:

1. Автосервисы.
2. Металлообрабатывающие заводы.
3. Производство полимерпесчаной плитки.
4. Комбинаты по производству тары.
5. Пункты утилизации для обработки отходов.
6. Пищевая промышленность.
7. Линии переработки вторичного сырья.
8. Для бытовых нужд.

Это лишь некоторые примеры областей применения таких механизмов.

Устройство и типы

Прессы всех типов имеют общее назначение - оказывать давление на заготовку. Они состоят из трех основных компонентов:

1. Источник питания (гидравлический, электрический или мускульный).
2. Передача крутящего момента (вал, винтовой шток, ползунковый механизм).
3. Рабочая зона с исполнительным механизмом.

Возможности и функциональное назначение пресса зависят от первых двух компонентов. Рабочая зона с исполнительным механизмом отвечает за формирование заготовок.

Историческая справка

Пресс - одно из самых старых изобретений человечества, изначально использовавшееся для извлечения масла из оливок. Оригинальные устройства представляли собой большой камень с округлой выемкой посередине. В эту выемку помещали оливки, затем сверху кладли еще один камень. Под действием собственного веса происходил отжим масла, которое стекало по желобу в специальную емкость.

В 19 веке прессостроение достигло своего расцвета. С течением времени механизмы были усовершенствованы и модернизированы, что привело к созданию более эффективных установок. Современные прессы оснащены передовыми приводами, что значительно повышает производительность и существенно снижает энергетические затраты по сравнению с ранними моделями.