§ 82. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ И ПАРОГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ПРЕССЫ
В зависимости от способа, с помощью которого прессы приводятся в действие, они делятся на: 1) гидравлические и парогидравлические; 2) приводные от индивидуального электродвигателя или от какого-либо другого двигателя.
Гидравлические и парогидравлические прессы применяются исключительно для крупных поковок, а приводные — для штамповки и ковки.
У всех молотов, какой бы они ни были конструкции, часть удара падающих частей передаётся через боёк и шабот фундаменту и грунту и вызывает большие сотрясения, вредно отражающиеся на самом молоте и на окружающих зданиях и сооружениях. Пресс работает постепенным нажатием верхнего бойка через поковку на нижний, причём конструкция прессов такова, что усилие верхнего бойка передаётся не на фундамент, а на колонны пресса, и сотрясения почвы не получается. Пресс поэтому не требует для своей установки большого фундамента.
При ковке молотом, особенно крупных поковок, сила удара бойка не успевает проникнуть на всю глубину поковки, так как скорость бабы молота в момент удара больше скорости течения металла (деформации). Поэтому при ковке тяжёлых поковок, для того чтобы деформация происходила по всей глубине металла, пришлось бы применять молоты чрезмерно больших мощностей. При ковке под прессом, когда на проковываемый металл действует не мгновенный удар, а постепенное нажатие верхнего бойка, сила давления успевает распространиться в глубь проковываемого металла. Кроме того, прессы имеют более высокий коэффициент полезного действия, чем молоты.
На фиг. 228 представлена схема гидравлического пресса. Пресс состоит из нижней плиты 1, которая связана четырьмя стальными колоннами 2 с верхней плитой 3, называемой архитравом. Концы колонн имеют нарезку и закреплены в плитах при помощи гаек. В архитраве закреплены рабочий цилиндр 4, плунжер 5 которого соединён с подвижной траверсой 6. Когда в рабочий цилиндр поступает вода высокого давления (100–400 ат), то плунжер с траверсой движется вниз. На траверсе закреплён верхний боёк 11, а на нижней плите 1 — нижний боёк 12. Если на нижнем бойке находится горячий кусок металла или слиток, то под влиянием давления верхнего бойка он сжимается (происходит деформация). Подъём траверсы осуществляется специальным подъёмным цилиндром 10.
В схеме на фиг. 228 показан пресс, имеющий один рабочий цилиндр; мощные же прессы (3000–10000 т) имеют два-три рабочих цилиндра. Это позволяет на одном прессе получать различные давления (например, 1500÷3000÷10000 т) путём включения или отключения отдельных цилиндров. В гидравлических прессах среднего тоннажа в нижней плите делаются столы, перемещающиеся вдоль оси пресса, а в более мощных прессах — столы с продольным и поперечным перемещением.
На фиг. 229 показан общий вид пресса, установленного в прессовом цехе.
Вода высокого давления в гидравлических прессах подаётся от насосов, которые приводятся в движение от электродвигателей. Для её накопления применяются аккумуляторы. Аккумуляторы бывают грузовые и воздушные. Принцип работы грузового аккумулятора заключается в следующем. Большой груз, подвешенный на поперечину с поршнем, давит на воду в цилиндре, где создаётся запас воды высокого давления. Но грузовые аккумуляторы очень громоздки и в настоящее время не строятся; почти повсеместно они заменены пневматическими.
Более совершенными аккумуляторами являются воздушно-беспоршневые. На фиг. 230 изображён воздушно-беспоршневой аккумулятор. Вода от насоса поступает в металлический цилиндр 1, который наполняется водой приблизительно до трёх четвертей своего объёма; верхняя часть его занята сжатым воздухом и соединена трубкой 2 с другим цилиндром 3, наполненным сжатым воздухом. Таким образом, сжатый воздух давит на поверхность воды в цилиндре 1 и этим заменяет груз.
Схема гидропрессовой установки показана на фиг. 231. Она состоит из гидравлического пресса А, распределителя В и наполнителя Б, вода в котором находится под давлением воздуха в 3–9 ат.
Для того чтобы опустить траверсу 8 пресса вниз, рукоятку 1 ставят в положение II. При этом клапан 5 открывается, а клапаны 2, 3 и 4 закрыты. Рабочий цилиндр 9 пресса по трубопроводу 14 быстро наполняется водой из наполнителя Б, так как под давлением воды открывается клапан 10. Из подъёмных цилиндров 7 и сервопривода 11 вода уходит в сливной бак через клапан 5 и трубопровод 17. Дальнейшим движением рукоятки 1 в положение I открывается клапан 3: вода высокого давления через трубопровод 12 поступает в цилиндр 9. Клапан 10 под давлением воды закрывается. Вода высокого давления давит на поршень, поршень в свою очередь передаёт давление на траверсу 8 и боёк. Происходит сжатие металла (деформация).
Чтобы поднять траверсу с бойком вверх, рукоятку 1 ставят в положение IV, при этом открываются клапаны 2 и 4, а клапаны 3 и 5 закрываются. Вода высокого давления поступает в подъёмные цилиндры 7 по трубопроводу 6 и своим давлением через поршни и тяги поднимает траверсу 8. Под давлением поршня вода из рабочего цилиндра по трубопроводу 12 через клапан 2 уходит в сливной бак, а часть её через клапан 10, который удерживается штоком Г сервопривода, уходит в наполнитель Б. Излишняя вода из наполнителя через пропускные клапаны 16 и 15 уходит в сливной бак по трубопроводу 17. Для удержания траверсы 8 на весу рукоятку 1 ставят в положение III. При этом клапан 2 открыт, а клапаны 3, 4 и 5 закрыты.
Гидравлические прессы в последнее время строятся только для поковок среднего размера. Для крупных же поковок применяются парогидравлические прессы. Парогидравлические прессы по своему устройству мало отличаются от гидравлических прессов; лишь вместо насоса с аккумулятором они имеют так называемый мультипликатор, работающий паром или сжатым воздухом. На фиг. 232 представлена схема пресса с парогидравлическим мультипликатором.
Мультипликатор состоит из большого цилиндра 1, в котором движется поршень 2, шток которого 3 входит в гидравлический цилиндр 4. Из этого цилиндра по трубопроводу 5 вода под давлением 300–400 ат подаётся в рабочий цилиндр пресса 6. Траверса 7 соединена тягами с поршнями подъёмных цилиндров 8, служащих для подъёма вверх траверсы 7 и связанного с ней плунжера 9 рабочего цилиндра. Если нужно переместить траверсу 7 вместе с прикреплённым к ней бойком вниз, то предварительно цилиндр 6 наполняется из резервуара 10 водой низкого давления. При этом плунжер начнёт опускаться вниз, и в тот момент, когда боёк соприкоснётся с проковываемым слитком, трубопровод от резервуара 10 отключается, и в цилиндр мультипликатора 1 впускается пар, давящий на поршень. Это давление через плунжер передаётся воде, находящейся в гидравлическом цилиндре 4, откуда она по трубопроводу 5 входит в рабочий цилиндр 6, сжимает находящуюся в нём воду до высокого давления, которое передаётся через плунжер рабочего цилиндра траверсе 7 и бойку.
Хотя пресс работает в лучших условиях, чем молот (он не подвергается таким сильным сотрясениям), однако уход за ним должен быть не менее тщателен, так как его части находятся под большим давлением. Особенно часто приходят в расстройство трубопроводы, по которым идёт вода высокого давления. Фланцы трубопроводов должны быть крепко стянуты и не должны допускать просачивания воды. Кожаные манжеты не должны давать течи воды через плунжер. При сработавшихся манжетах вода убывает, и давление понижается.
В то время как в молоте удар передаётся фундаменту, в прессе давление воспринимается колоннами, по которым движется траверса, а поэтому гайки на колоннах необходимо крепко затягивать и следить за их состоянием. Траверса должна плотно ходить в колоннах с минимальным зазором, причём нельзя допускать, чтобы она перекашивалась, так как перекосы могут повлечь их поломку. Колонны перед началом работы пресса нужно обильно смазывать. В зимнее время, в выходные дни, цилиндры и трубопроводы надо обогревать, чтобы вода в них не замерзала. Очень важную часть пресса составляют водораспределительные клапаны; от состояния их зависит качество работы пресса. Поэтому исправности клапанов и качеству их притирки нужно уделять большое внимание.
