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"ИНТЕХ ГмбХ"
Die Presse ist eine Maschine mit statischer Wirkung, deren Funktion in der Verarbeitung verschiedener Materialien mittels Druck besteht. Dieser Maschinentyp kann nach der Art der eingesetzten Antriebe unterteilt werden:
Alle drei Arten von Pressaggregaten werden in nachfolgenden Kapiteln genauer betrachtet.
Zu der mechanischen Pressengruppe gehören:
Die Pressmaschinen, die mit einem mechanischen Antrieb ausgerüstet sind, werden für die Herstellung von kleinen Erzeugnissen eingesetzt. Für solche Produktionen sind eine große Pressgeschwindigkeit, kurze Haltezeit unter Druck und geringe Presskraft gekennzeichnet. Die Leistung von solchen Aggregaten kann vergrößert werden, sind jedoch die Großabmessungen einer Presse zu vergrößern und der Stahlbedarf zu erhöhen. In den Industriebetrieben finden solche Pressen, als Regel, beim Tablettieren, sowie als Bestandteil der Konstruktion von Pressenautomaten ihre Anwendung.
Die Konstruktionen der Pressmaschinen, die mit einem hydromechanischen Antrieb ausgerüstet sind, haben auch einen Hydraulikzylinder und einen Hebelmechanismus. Die Kombination dieser Elemente ermöglicht, bei den Anfangsbewegungen der Schwebeplatte der Pressmaschine eine höhere Verschiebegeschwindigkeit mit einer kleineren Kraft aufzuweisen, als am Ende der Bewegung, d.h. eine reduzierte Geschwindigkeit mit einer größeren Kraft.
Es ist zu betonen, dass der Stahlbedarf (Materialbedarf) einer hydromechanischen Presse bei der Erhöhung ihrer Leistung auch größer wird. In den Industriebetrieben finden solche Pressen in den hydraulischen Schließeinheiten der Spritzgießmaschinen eine breite Anwendung.
Bei den hydraulischen Pressentypen ist die Kraftgröße der Presse von ihrem Hub unabhängig, feste Verbindung zwischen der Hydraulikleitung und der Presse fehlt. In der Industrie finden die Hydraulikpressen bei der Verarbeitung von solchen Materialien wie Gummi (Elastomere) und wärmehärtende Plaste eine häufigere Anwendung. Unter diesen Pressentypen unterscheidet man:
Es gibt zwei Typen von Hydraulikzylindern: mit einem Plunger oder mit einigen Plungern. Die Ständer der Presse können als Kolonnen- oder Rahmenkonstruktion ausgeführt werden. Außerdem gibt es auch eine Konstruktion der Maulpresse (C-Presse). Einige Typen von Hydraulikpressen sind mit einem Ausstoßzylinder ausgerüstet, der im Prinzip ein für das Ausziehen des Erzeugnisses aus der Pressform geeigneter Zylinder ist.
Die Hauptbauteile einer Hydraulikpresse sind die Pressenplatten, die bei den Rahmenkonstruktionen als Pressenstößel und bei den Kolonnenkonstruktionen als Querträger bezeichnet werden. Die Pressen haben zwei feste Platten und eine verschiebbare Platte. Die untere Platte wird, als Regel, als Pressentisch bezeichnet. Das Presswerkzeug wird gewöhnlich auf dem Pressentisch (auf der unteren Platte) angeordnet, die zweite Hälfte liegt auf der verschiebbaren Platte.
Die Hydraulikpressen mit einem im unteren Bereich der Presse angeordneten Zylinderder können als Pressen mit Etagenwerkzeugen (eine oder mehr Etagen) bezeichnet werden, die für die Gummiverarbeitung in den ausnehmbaren Presswerkzeugen geeignet sind. Nach der Bedienungsart kann dieser Pressentyp in automatische, halbautomatische und handgesteuerte Pressen unterteilt werden. Nach der Plattenbeheizung sind die Hydraulikpressen durch die Pressenaggregate mit der Dampfheizung, der elektrischen Heizung und der Induktionsheizung vertreten. Konstruktionsmäßig können dazu Karusselpressen, Rotationpressen und Pressen mit Etagenwerkzeugen zugeschrieben werden.
Die Konstruktionsbauteile einer Hydraulikpresse bewegen sich nach dem pascalschen Prinzip: das Arbeitsmedium gelangt über die Druckleitung unter Druck zum Zylinder, der Plunger wird dadurch aktiviert und bringt die Schwebeplatte in Bewegung. Beim Schließen der Presse wird ein bestimmter Druck aufgebaut oder eine „nominale Presskraft“ РP, die als Hauptwert der hydraulischen Pressenausrüstung gilt.
PP=(π*Dп2/4)*Pж(г),
wobei (π*Dп2/4) die Fläche des Plungers ist;
Dп – Plungerdurchmesser;
Pж – Druck des Arbeitsmediums.
Zu den Hauptbauteilen der Konstruktion einer Hydraulikpresse gehören:
Die Konstruktion einer Hydraulikpresse ist durch folgende Parameter gekennzeichnet:
Außer nominaler Kraft wirkt in der Hydraulikpresse eine Wirkkraft, die folgendermaßen berechnet wird:
Pэ=k*S*Pп, wobei
k – Anzahl der Werkzeugnester ist;
S – Projektion der Spritzfläche der Erzeugnisse auf die horizontale Ebene;
Pп – spezifische Presskraft P, ein technologischer vom Material abhängiger Wert.
Die Geometrie und die Abmessungen des zukünftigen Erzeugnisses bzw. seines Presswerkzeuges üben auf die Auswahl der Pressenausrüstung einen Einfluss aus. Folgende Parameter werden berücksichtigt: die Größe des Arbeitstisches, der Stößelhub und maximaler Abstand zwischen dem Pressentisch und dem Stößel.
Den Hauptbauteilen der Rahmenpresse kann man folgende Teile zuschreiben:
Die Tischabmessungen und der Hubverlauf des Tisches werden vom Standard für die Fertigung der Pressenausrüstung vorgesehen.
Die Pressenausrüstung kann also bei den vorhandenen Informationen über die Tisch- und Werkzeugabmessungen ausgewählt werden. Die Werkzeugabmessungen dürfen dabei die Tischabmessungen nicht übersteigen.
Bei der Auswahl einer passenden Konstruktion des Hydraulikzylinders werden die Konstruktionsskizzen der Presse, Arbeitsdruck der Flüssigkeit, Betriebsbedingungen der Ausrüstung und des Pressverfahrens in Betracht gezogen. Die Hydraulikzylinder werden in zwei Hauptgruppen unterteilt: Plungerzylinder (im Zylindergehäuse befindet sich ein Plunger) und Kolbenzylinder. Die Hauptbauteile eines Kolbenzylinders sind folgende:
Die hydraulischen Kolbenzylinder machen Hin- und Her-Bewegungen, und für die Plungerzylinder werden von der Pressenkonstruktion die hydraulischen Rückhubzylinder vorgesehen.
Hydraulikzylinder können bei den komplizierten Bedingungen funktionieren. Das Gehäuse dieses Zylindertyps ist gegossen oder geschmiedet. Die vorgefertigten Zylinderteile werden auf ihre Qualität sorgfältig geprüft. Geschmiedete Zylinder werden aus Stahl hergestellt (aus C-Stahl oder niedriglegiertem Stahl).
Die Zylinder können geschlossen (selten) oder durchlaufend sein. Der Boden des Hydraulikzylinders wird separat gefertigt und folgendermaßen aufgestellt:
Die Innenöffnung des Hydraulikzylinders wird:
Das Werkstück wird mit einem Werkzeug ausgebohrt, das als Vielschneidekopf bezeichnet wird. Beim Kernbohren kann das Werkstück durchgebohrt werden. In solchen Fällen wird das Werkstück zuerst von einer Seite gebohrt, und danach von der anderen Seite, aber mit einem größeren Durchmesser. Diese Zylinder heißen Stufenzylinder und werden bei den Multiplikatoren und Hydraulikverstärkern eingesetzt.
Wenn der Zylinder mit dem Wasser oder mit einer wasserhaltigen Emulsion betrieben werden soll, wird seine Innenfläche verchromt, um Korrosion zu vermeiden.
Das Material für die Fertigung der Hydraulikzylinder wird unter Berücksichtigung von dem Betriebsdruck und der Verschiebegeschwindigkeit des Plungers ausgewählt:
Geometrie und Zylinderabmessungen werden von GOST 6540-68 festgelegt.
Bei der Projektierung der Hydraulikzylinder werden solche Kenndaten berücksichtigt, wie Nennkraft der Presse Pн (PN), Druckwert der Flüssigkeit Pж (PF), und maximal zulässiger Wert von Zylindern [σр].
Pн=(π*Dп2/4)*Pг
Die Führungsbuchse im Hydraulikzylinder ist ein angrenzendes Teil, dessen Aufgabe in der Verhinderung der Schiefstellung des Plungers während seiner Bewegung besteht. Auf solche Weise überwacht die Führungsbuchse die Bewegung des Plungers vom Hydraulikzylinder axial genau zur Presse. Als Material zur Fertigung der Buchsen wird Zinnbronze oder Lagergußeisen oft ausgewählt.
Hydraulikzylinder der Presse ist den Kräften unterzogen, die durch den Druck der Arbeitsmedien erzeugt werden. Diese Kräfte werden an die Schwebeplatte der Presse übertragen, das Plungermaterial wirkt infolgedessen komprimierend. Die Stelle und die Art der angelegten Kraft bestimmen den Befestigungspunkt des Plungers an die Schwebeplatte.
Die meisten Konstruktionen der Pressenausrüstung setzten den Betrieb mit stationären Klappformen voraus, die vertikal zur Pressenachse eingebaut werden. Der Plunger wird in diesem Fall mit der Schwebeplatte verschraubt.
An der Stirnseite des Plungers wird das Gewinde mit dem Gewindeschneider geschnitten, in das der Gewindeflansch angebracht wird. Die Verbindung erfolgt mit Schrauben und Stiften.
Als Material für die Herstellung des Plungers wird der Stahl (C-Stahl oder Chrommolybdänstahl) oder Gusseisen (selten wegen seiner Sprödigkeit) ausgewählt. Die Plungeroberfläche wird gehärtet. Die Plunger werden hohl hergestellt, es sind zwei Typen davon bekannt:
Der Plunger und der Kolben befinden sich im Kolbenzylinder, der die Vor- und Rückbewegungen ermöglicht. In diesem Fall arbeitet die Konstruktion für Spannung und Dehnung, deswegen ist die Rechenmethode folgende:
Weiterhin wird es nach der Eulerschen Formel berechnet.
Die Aufgabe eines Ständers besteht in der Sicherstellung der Fixierung und des sachgemäßen Einbaus aller Pressenmechanismen in bestimmten Positionen. Außerdem ist der Ständer ein Schlussglied, das die nominale Pressenkraft aufnimmt. Das Pressengewicht, ihre Vibration und dynamische Belastungen werden auf ihr Fundament übertragen.
Es gibt folgende Konstruktionsarten von Pressenständern:
Besonders verbreitete Konstruktionen sind Kolonnen- und Rahmenkonstruktionen. Die Pressen können aus zwei oder vier Kolonnen bestehen. Die Ständer einer Rahmenpresse können als Guss-, Schweiß- oder Gussschweißkonstruktionen gefertigt werden. Die Anzahl der Ständer hängt vom Anwendungszweck der Presse ab.
Die Konstruktion einer Zweiständer-Rahmenpresse oder der Ständer einer Vierkolonnenpresse stellen ein geschlossener statisch unbestimmter Raumrahmen dar, der durch unsymmetrisch angelegte Kräfte und Momente belastet wird. Zum Beispiel, der mir einem Vorder-Arbeitszylinder und einem flachen bewegungslosen Querträger ausgerüstete Pressenständer ist eben ein geschlossener statisch unbestimmter Raumrahmen.
Die Berechnung eines solchen Ständers ist durch die im Rahmen vorhandenen Versteifungen, Aussparungen und anderen Elementen kompliziert. Dementsprechend ist die Lösung dieser Aufgabe im Großen und Ganzen nicht möglich. Denn die meisten Erzeugnisse sind von den Pressen mit den fest eingebauten Presswerkzeugen hergestellt, können diese Pressformen genau in der vertikalen Pressenachse angeordnet sein. In diesem Fall fallen die Pressenplatten und die Presswerkzeuge mit der geometrischen Achse der Presse zusammen. Um solche Aufgabe lösen zu können, werden folgende Maßnahmen getroffen:
Dort, wo die Zylinderstützen auf den Boden abstützen, kann der Nenndruck als lokaler Druck oder ein verteilter Druck bezeichnet werden.
Die Aufgabe der Pressenkolonne besteht in der Verbindung zwischen dem oberen und dem unteren Querträger, sie dient auch als Führungsleiste für den beweglichen Querträger. Die Kolonnenoberfläche besitzt folgende Elemente:
In meisten Fällen wird als Fertigungsmaterial für die Kolonnen Stahl bevorzugt (zäher C-Stahl oder chromlegierter Stahl). Die Arbeitsfläche der Kolonne ist poliert und verchromt. Für die Kolonnen werden Befestigungen mit einem metrischen Gewinde, mit einem Stützgewinde oder einem Sonderstützgewinde eingesetzt.
Als Schlüsselbauteil eines Hydrauliksystems bezeichnet man eine Pumpe, die als Umformer einer Antriebsenergie in die Strömungsenergie eines Materials arbeitet. Als Arbeitsmedien für die Hydraulikantriebe werden Mineralöle (Turbinen-, Industrie-, Spindelöl und andere Ölsorten) verwendet. Die Pumpe saugt die Flüssigkeit an und überträgt dieser Flüssigkeit eine bestimmte Geschwindigkeit, fördert sie unter Druck über eine Rohrleitung in den Hydraulikzylinder oder in den Hydraulikmotor.
Bei der Auswahl eines passenden Typs des Druckerzeugers sind folgende Faktoren zu berücksichtigen:
Derzeit sind die Hydraulikpressen mit folgenden Antriebstypen ausgerüstet:
Anwendung der Pumpen in den Hydraulikpressen
Bei den separaten hydraulischen Pressen finden folgende Pumpenarten eine Anwendung:
Unter gemeinsamen Antrieben sind die Speicherpumpenantriebe bekannt.
Die Auswahl eines Druckerzeugers hängt von solchen Parametern wie Betriebsbedingungen, maximale Durchflussmenge und Betriebsdruck (schwankt von 20 bis 32 MPa) ab.
Konstruktion und Betrieb von verschiedenen bei den Hydraulikpressen einzusetzenden Pumpentypen
Alle bei den Hydraulikpressen einzusetzenden Pumpenarten, die in der Verarbeitung von Polymermaterialien zum Einsatz kommen, kann man den Volumenpumpen oder den Verdrängungspumpen zuschreiben.
Bei den volumetrischen Verdrängungspumpen wird die Arbeitsflüssigkeit aus den Arbeits- und Saugkammern durch die Reduzierung des Kammervolumens ausgedrängt.
Bei den volumetrischen Rotorpumpen wird die Arbeitsflüssigkeit aus den Arbeitskammern durch die Rotation der Verdränger (der Zahnräder, der Lamellen, der Kolben usw.) ausgedrängt.
Die Hydraulikmotoren wandeln die Arbeit eines Flüssigkeitsstroms in eine mechanische Arbeit der Ausgangswelle (Stange) um. Unter einem großen Hydromotor versteht man einen rundlaufenden Hydraulikmotor oder einen Hydraulikmotor, der geradlinige Bewegungen macht. Folgende Typen von volumetrischen Hydraulikmotoren sind bekannt:
Der Wirkungsweise macht die Mehrzahl von volumetrischen Rotorpumpen und Hydraulikmotoren mechanische Rückwärtsbewegungen, dadurch können die gleichen Aggregate sowohl als Pumpen als auch als Hydromotoren verwendet werden.
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