پرس هیدرولیک یک دستگاه مکانیکی است که براساس اصل پاسکال از فشار ساکن یک سیال برای تغییر شکل یا پیکربندی انواع مختلف فلزات، پلاستیک، لاستیک و چوب استفاده می‌کند. دستگاه‌های پرس هیدرولیک از یک فریم اصلی، سیستم قدرت و کنترل تشکیل شده‌اند. طبق اصل پاسکال هرگاه فشاری به یک مایع محصور شده اعمال شود، این تغییر فشار به اندازه برابر در تمام سطوح مایع انتقال می‌یابد. بر همین اساس در دستگاه پرس هیدرولیک فشاری که از جانب پیستون یا پمپ به سیال جاری در سیستم وارد می‌شود، از سمت دیگر دستگاه برای ایجاد نیروی مکانیکی به کار گرفته می‌شود.
دستگاه پرس هیدرولیک چگونه کار می‌کند؟
فرآیند پرس هیدرولیک زمانی آغاز می‌شود که یک سیال هیدرولیک به یک سیلندر با پیستون متحرک وارد شود. بدین منظور ابتدا سیال از طریق پمپ یا پیستون‌های کوچکتر تحت تأثیر فشار قرار می‌گیرد و در نتیجه این فشار وارد سیلندر عامل می‌شود. با توجه به این که فشار وارد شده به یک سمت سیال با فشار ایجاد شده در سمت دیگر آن برابر است، بنابراین پیستون متحرک (سیلندر عامل) تحت تأثیر فشار ایجاد شده به حرکت وا داشته می‌شود. به عبارت ساده‌تر فشار مایعات سبب ایجاد حرکت مکانیکی استفاده می‌گردد.
در نتیجه این حرکت سندان پرس هیدرولیک که در انتهای پیستون متحرک سوار است روی نقطه عملیاتی مورد نظر و یا قطعه‌ای که باید تغییر شکل پیدا کند فرود می‌آید. پس از پایان عملیات، سیال موجود در سیلندر با پیستون متحرک از طریق پمپ و یا با اعمال فشار پنوماتیک در سمت سندان، به مخزن باز می‌گردد. با رفع فشار هیدرولیک درون سیستم، سندان پرس هیدرولیک مجدداً در نقطه اولیه قرار می‌گیرد.
پیکربندی دستگاه‌های پرس هیدرولیک
اجزای پرس هیدرولیک به طور ساده شامل دو سیلندر، دو لوله و دو پیستون است. یکی از سیلندرها به سندان و دیگری به پلانژ ختم می‌شوند و بین آن‌ها محفظه یا لوله‌هایی که سیال و فشار آن را انتقال می‌دهند قرار دارند.
سندان یا دژکوب (Ram)
در بسیاری از پرس‌های هیدرولیک از چندین سندان استفاده می‌شود تا زمان و فشار عملیاتی بهینه شود، اما به طور کلی تعداد سندان‌ها به بار عملیاتی پروژه و نوع دستگاه بستگی دارد. معمولاً استفاده از چندین Ram کوچک به یک Ram بزرگ ترجیح داده می‌شود، زیرا به این ترتیب امکان تسلط بیشتر روی نیروی رانشی ناشی از ضربه فراهم می‌گردد. در این فاصله سیال توسط پمپ و اکومولاتور هیدرولیکی که بین عملگر (پیستون) سندان‌ها و پمپ هیدرولیکی قرار دارند، جا‌به‌جا می‌شود.
آکومولاتور (Accumulator)
در یک دستگاه پرس هیدرولیک، آکومولاتور فشار هیدرولیک را به صورت سیال ذخیره می‌کند تا در صورت نیاز آن را آزاد نماید. پیکربندی یک اکومولاتور هیدرولیک، سیلندری با پیستون است که دارای بار فنری یا تحت فشار پنوماتیک می‌باشد. پمپ به طور مداوم سیال هیدرولیک را به آکومولاتور پمپ می‌کند تا فشار را در آن ثابت نگه دارد. ورودی آکومولاتور به پمپ و خروجی آن به بخش عملگر دستگاه متصل است. بدون آکومولاتور، پمپ باید به طور مداوم کار کند و حتی در این صورت هم شاید نتواند فشاری معادل اکومولاتور را تأمین نماید.
پمپ هیدرولیک
رایج‌ترین پمپ‌های هیدرولیک برای استفاده در ماشین آلات پرس هیدرولیک شامل پمپ‌های پره‌ای، دنده‌ای و پیستونی می‌شوند. پمپ‌های پرس هیدرولیک یک پمپ جابه‌جایی مثبت هستند، به این معنی که با هر سیکل پمپاژ، مقدار ثابتی از سیال را تحویل می‌دهند. بر اساس نیاز پروژه از پمپ‌های جابجایی مثبت با سرعت ثابت یا سرعت متغیر (قابلیت تغییر سرعت و معکوس کردن فرایند) استفاده می‌شود. در اغلب موارد پمپ‌های پیستونی برای پرس هیدرولیک مناسب‌تر هستند، زیرا فشار‌های بالاتری را اعمال می‌کنند و در عین حال قابل استفاده برای سیال در سطوح حجمی زیاد با نشتی بسیار کم می‌باشند. انواع پمپ‌های پیستونی شامل محوری، محوری خمیده و شعاعی است.
سیلندرها
تعداد سیلندرهای پرس هیدرولیک با توجه به طراحی آن متفاوت است. عملکرد سیلندرها تولید نیروی فشاری است که سندان و قالب را به حرکت در می‌آورد. در طراحی دو سیلندر، قطر سیلندری که سندان را حمل می‌کند بزرگتر و قطر سیلندر دوم که به پلانژ متصل است، کوچکتر می‌باشد. سیلندرها لوله‌های فلزی با دو پورت ورودی و خروجی سیال هیدرولیک هستند. هنگامی‌که پلانژ در سیلندر کوچک از طریق یک حرکت رو به پایین به سیال هیدرولیک فشار وارد می‌کند، فشار ایجاد شده به پیستون حامل سندان منتقل می‌شود.
انواع دستگاه‌های پرس هیدرولیک که در صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرند
دستگاه‌های پرس هیدرولیک نقش عمده‌ای در ساخت، مونتاژ و تولید قطعات ماشین آلات و قطعات محصولات تجاری و صنعتی دارند. تفاوت بین انواع پرس‌های هیدرولیک توسط عوامل متعددی نظیر قاب آن‌ها و فلزات مورد استفاده در ساخت آن‌ها مشخص می‌شود. رایج‌ترین استفاده از دستگاه‌های پرس هیدرولیک برای اعمال نیروی فشاری به متریال‌های مختلف به منظور تخت کردن، شکل دادن، صاف کردن، مهر و موم کردن و خم کردن آن‌ها در طرح‌ها و اشکال مختلف است.
پرس هیدرولیک با فریم H
در این پرس‌های هیدرولیکی بخش‌های ستون‌ها (دو ستون)، قاب، سیلندر پرس، پمپ و تکیه گاه به شکل H هستند. از آن‌ها در تعمیرگاه‌ها، ساختمان‌های تعمیر و نگهداری و خطوط مونتاژ تولید استفاده می‌گردد. در نمونه‌های کم حجم دستگاه پرس هیدرولیک H از پمپ غیر خودکار استفاده می‌شود، در حالی که در مدل‌های با کاربرد زیاد، پمپ‌های هوا و الکتریکی به طور مدام در حال فعالیت هستند. مقدار نیروی اعمال شده در این ماشین آلات به اندازه سیلندر و پیستون متصل به دژکوب (Ram) بستگی دارد.
پرس هیدرولیک با فریم C
این مدل دستگاه‌های پرس هیدرولیک، تک ستونی و تک بازویی هستند و فریم اصلی دستگاه به شکل حرف C طراحی می‌شود (مطابق تصویر زیر). کاربرد آن‌ها در صنایعی است که به استحکام عالی، عملکرد هدایت، سرعت و دقت استثنایی نیاز دارند. علاوه بر این دستگاه‌های C شکل برای عملیات‌های کوچک ایده آل هستند زیرا فضای محدودی را اشغال می‌کنند.
پرس هیدرولیک چهار ستونی
پرس‌های هیدرولیک چهار ستونی می‌توانند نیروی قابل توجهی را به قطعات مختلف با هر اندازه و متریالی اعمال کنند. آن‌ها بسته به نیازهای فرآیند تولید، می‌توانند یک یا دو سیلندر دژکوب داشته باشند. پرس‌های چهار ستونی دارای سیستم کنترل مرکزی با چرخه نیمه اتوماتیک و فشار و سرعت تراکم قابل تنظیم می‌باشند. پانچ و فشار کاری مطابق با نیازهای محدوده ضربه تنظیم می‌شود.
پرس هیدرولیک افقی
در برخی از کاربرد‌های صنعتی شکل دادن به یک جزء یا قطعه با استفاده از پرس عمودی معمولی دشوار است، زیرا قطعه برای بارگذاری عمودی خیلی بلند یا کوتاه است. در هنگام کار با این نوع قطعات، عملیات مورد نظر توسط یک پرس هیدرولیک با اعمال فشار به صورت افقی انجام می‌گیرد. در پرس هیدرولیک افقی، دو صفحه وجود دارد که یکی ثابت و دیگری متحرک است و فشار به صورت افقی بین صفحات اعمال می‌شود. این نوع پرس دارای مکانیزم حفاظتی بر روی سیستم هیدرولیک برای جلوگیری از اضافه بار می‌باشد و امکان اتصال Ram با قالب‌ها و شکل‌های گوناگون به آن وجود دارد.
پرس چرخ هیدرولیک
پرس هیدرولیک چرخ افقی برای نصب و بازکردن چرخ‌‌ها، بلبرینگ‌ها، چرخ دنده‌ها و شیار‌های روی شفت‌ها، محورها، رول‌‌ها یا آرمیچرها استفاده می‌شود. آن‌ها برای اصلاح قطعات شفت و فشار دادن قطعات آستین شفت مورد استفاده قرار می‌گیرند. طیف وسیعی از صنایع از پرس‌های چرخدار افقی هیدرولیک به عنوان بخشی از فرآیند تولید خود استفاده می‌کنند. به عنوان مثال می‌توان به صنایع خودرو، موتور، الکترونیک، معدن و لوازم خانگی اشاره کرد که در آن استفاده از پرس دقیق ضروری است.
پرس هیدرولیک صاف کننده
هنگامی که لوله‌ها و شفت‌های بزرگ و طولانی سکوهای نفتی، اتومبیل‌ها، کامیون‌ها و هواپیماها نیاز به صاف کردن دارند، یک پرس صاف کننده هیدرولیکی بهترین ابزار است؛ زیرا به آرامی فرآیند صاف کردن را کنترل می‌کند. در نتیجه قطعات با ابعاد و مشخصات فیزیکی دقیق و به صورت کاملاً کاربردی تولید می‌شوند. پرس هیدرولیک صاف کننده ممکن است دارای سر ثابت یا دروازه‌های متحرک باشد. معمولاً پرس‌های صاف کننده دروازه‌ای برای صاف کردن شفت‌ها و لوله‌ها با قطر بزرگ کاربرد دارند.
جمع بندی
پرس هیدرولیک از فشار ساکن یک مایع برای اعمال فشار روی متریال‌های مختلف به منظور ایجاد تغییر شکل یا پیکربندی آن‌ها استفاده می‌کند. عبور سیالات بین دو پیستون، فشار هیدرولیکی را تبدیل به نیروی مکانیکی می‌کند تا سندان روی قطعه کار مورد نظر فرود بیاید. ماشین آلات پرس هیدرولیکی بر اساس ساختار قاب آن‌ها، قطعات مورد استفاده و نیازهای کاربری به گروه‌های مختلفی تقسیم می‌شوند. این دستگاه‌ها در عملیات‌های صنعتی مدرن بخش ضروری فرایند‌ها به شمار می‌آیند زیرا انجام شکل دهی، پانچ کردن، اکستروژن، استامپینگ (مهر زدن)، خرد کردن و فشرده سازی ضایعات و زباله‌ها به کمک آن‌ها بسیار ساده‌تر، دقیق‌تر و کم هزینه‌تر انجام می‌پذیرد.
790 بازدید
الهه زینالی
