Классификация прессов. 
Оборудование заводов пластмасс. 
Часть 2

Пресс обеспечивает создание статического воздействия, служащего для обработки тех или иных материалов давлением.

Прессы для производства изделий из пластмасс должны удовлетворять следующим требованиям:

• 1) холостой ход пресса (т. е. ход пресса на смыкание и размыкание) должен быть быстрым, для того чтобы длительность цикла прессования была небольшой, а пресс — производительным. Это важно также и из соображений технологии: если плита пресса опускается медленно, то отверждение пресс-материала может начаться и пройти еще до полного смыкания полуформ в такой степени, что изделие не сможет качественно оформиться;
• 2) замедление хода и создание рабочего усилия должны быть возможны в как можно более широком диапазоне длины хода подвижной плиты; это необходимо по следующим причинам:
  • — надо замедлять ход пресса при смыкании пресс-формы, иначе порошкообразный пресс-материал может частично выбрасываться из матрицы быстро движущимся пуансоном;
  • — надо замедлять ход пресса при смыкании во избежание ударов полуформ друг о друга; кроме того, возможны аварийные ситуации, если в результате случайного смещения подвижной плиты пресса пуансон потеряет соосность с матрицей;
  • — надо иметь возможность создания рабочего усилия в любой точке перемещения подвижной плиты, так как высота пресс-форм в зависимости от размера изделий бывает различной;
• 3) остановка и обратный ход подвижной плиты пресса должны быть возможны в любой точке ее перемещения. Это необходимо при монтаже пресс-формы, для подпрессовок, при загрузке прессматериалов в несколько приемов, при авариях и несчастных случаях.

Существует несколько классификационных признаков промышленных прессов, основным из которых является тип привода. По этому признаку все прессы подразделяются на механические, гидромеханические и гидравлические.

Механические прессы (рис. 4.6) целесообразно использовать при производстве мелких изделий при коротких выдержках, больших скоростях и небольших усилиях прессования. При передаче больших усилий рабочие органы механических прессов становятся излишне громоздкими. В механических прессах могут быть использованы винтовые, коленно-рычажные, эксцентриковые, ротационные и другие механизмы. В промышленности переработки пластмасс прессы с механическим приводом используются в основном для таблетирования (см. раздел 1.3).

Гидромеханические прессы позволяют за счет использования рычажного механизма получить в начале рабочего хода большую скорость и маленькое усилие на рабочей плите, а в конце рабочего хода — маленькую скорость при большом усилии. Подобное распределение скоростей и усилий прессования позволяет при постоянном расходе рабочей жидкости одного давления и простом управлении обеспечить высокую производительность и экономичность пресса. Гидромеханические прессы сложнее и дороже механических. В промышленности переработки пластмасс они встречаются достаточно редко. Правда, гидромеханические узлы смыкания форм широко используются в литьевых машинах. Поэтому более подробно подобные механизмы описаны в главе 3 данного учебного пособия.

Гидравлические прессы имеют ряд преимуществ по сравнению с механическими и гидромеханическими. Они дают возможность устанавливать и в широких пределах регулировать усилие прессования, скорость рабочего и холостого ходов, легко регулировать продолжительность выдержки под давлением. В этих прессах усилие прессования не зависит от хода подвижной плиты. В настоящее время гидравлические прессы являются наиболее распространенным видом прессового оборудования, используемого в промышленности переработки пластмасс.

Работа гидравлического пресса основана на законе Паскаля (давление, действующее на жидкость, передается ею по всем направлениям равномерно). На рис. 4.7 показана схема, поясняющая принцип действия гидравлического пресса (для простоты будем считать, что на прессе установлен насос плунжерного типа): два сообщающихся сосуда — цилиндр пресса и насос соединены трубопроводом. Сила F_u действующая на плунжер насоса диаметром d, создает в гидравлической системе давление.

Рис. 4.6. Схемы механических прессов:

а — винтового; б— коленно-рычажного.

Давление передается во все стороны равномерно, и усилие F₂, действующее на плунжер пресса диаметром D, равно:

Таким образом, усилие, создаваемое прессом, во столько раз больше усилия, приложенного к плунжеру насоса, во сколько раз площадь поперечного сечения плунжера пресса больше площади поперечного сечения плунжера насоса.

Принимая жидкость несжимаемой и пренебрегая возможными утечками через уплотнения, можно исходя из постоянства объемов жидкости, перетекающей из насоса в пресс, определить соотношение ходов плунжеров:

где Я— ход плунжера пресса; А — ход плунжера насоса.

Гидравлические прессы можно классифицировать в зависимости от их устройства, системы управления, числа операций, выполняемых за один цикл, расположения рабочих гидроцилиндров и конструкции станины.

В зависимости от устройства прессы бывают:

• — с одним или несколькими верхними рабочими цилиндрами (прессы верхнего давления)',
• — с одним или несколькими нижними рабочими цилиндрами (прессы нижнего давления)',
• — с верхним и нижним рабочими цилиндрами (прессы с двухсторонним давлением)',
• — с верхним и боковым рабочими цилиндрами (угловые прессы).

Наибольшее распространение при переработке пластмасс получили прессы с верхним давлением, снабженные вторым нижним гидроцилиндром, предназначенным для выталкивания отпрессованных изделий из формы.

Достоинством прессов с нижним давлением являются простота конструкции и управления, их устойчивость, так как центр тяжести у них расположен достаточно низко, и не- «., «.

5_.. ' _ Рис. 4.7. Принцип действия гид;

большие габариты фундаментов. Эти равлического пресса прессы используют в том случае, когда применяются съемные формы и необходимы большие усилия прессования. Возврат в рабочее положение нижней подвижной плиты в этих прессах чаще всего происходит под действием собственного веса.

В угловых прессах, как правило, верхний вертикальный цилиндр служит для прессования, а горизонтальный — для разъема пресс-формы. Обычно угловые прессы снабжаются еще третьим гидроцилиндром — выталкивающим, расположенным вертикально в нижней части пресса. Угловые прессы применяют для производства изделий со сложными поднутрениями. Если отключить горизонтальный цилиндр, то угловой пресс может работать как обычный пресс с верхним давлением.

По типу управления прессы подразделяются:

• — на прессы с ручным управлением;
• — прессы-полуавтоматы;
• — прессы-автоматы.

В настоящее время прессы с ручным управлением встречаются очень редко и используются в основном в лабораториях.

Управление полуавтоматическими прессами производится вручную нажатием кнопки один раз в течение цикла. После этого пресс автоматически совершает все операции цикла. Но следующий цикл может начаться лишь при повторном нажатии кнопки управления вручную. В прессах-полуавтоматах прессовщик вручную загружает пресс-материал, вручную снимает готовые изделия, а при необходимости периодически вручную чистит пресс-форму.

На прессах-автоматах все операции, включая загрузку сырья, съем готовых изделий и периодическую чистку формы, непрерывно (а не в течение одного цикла) осуществляются без участия прессовщика. Оборудование для автоматического прессования бывает двух видов: единый агрегат для таблетирования, нагрева таблеток и прессования или поточная автоматическая линия, в которую входят таблеточная машина, высокочастотный нагреватель, пресс и транспортные устройства.

В зависимости от количества операций, выполняемых за один цикл, гидравлические прессы-автоматы подразделяют:

• — на однооперационные — с питанием предварительно подогретыми таблетками;
• — двухоперационные, предназначенные для таблетирования и последующего прессования без подогрева таблеток либо для подогрева полученных на другом оборудовании таблеток и прессования изделий;
• — трехоперационные — для таблетирования, нагрева таблеток ТВЧ и прессования изделий;
• — четырехоперационные — для таблетирования, нагрева таблеток, прессования и механической обработки готовых изделий.

Если основные детали пресса (его стол и неподвижная верхняя плита) скреплены колоннами, то такой пресс называется колонным. Небольшие прессы бывают двухи четырехколонными, а крупные — либо четырех-, либо многоколонными.

Если основные детали пресса соединены рамой, то такой пресс называется рамным. Бывают одно-, двухи многосточные рамные прессы. В последнее время большинство фирм выпускает рамные прессы. Только рамными бывают угловые и челюстные прессы.

Челюстные прессы находят применение в том случае, если для обеспечения нормальной работы пресс-формы необходим свободный доступ к ней с трех сторон.

По расположению станин прессы делятся на вертикальные и горизонтальные.

Различаются прессы и по конструкции главных рабочих цилиндров. Могут применяться цилиндры поршневого или плунжерного типа. В прессах верхнего давления предпочтение из соображений техники безопасности отдается цилиндрам плунжерного типа.

При использовании в прессах верхнего давления гидроцилиндров поршневого типа подъем подвижной плиты осуществляется за счет подачи рабочей жидкости в штоковую (ретурную) полость главного гидроцилиндра. Сложнее обстоит дело, если используется цилиндр плунжерного типа. В этом случае должны быть предусмотрены специальные возвратные цилиндры. Существуют конструкции прессов с одним возвратным цилиндром, расположенным выше подвижной плиты, как правило, над рабочим цилиндром. Такие прессы принято классифицировать как прессы с верхним разъемом. Однако в настоящее время прессостроители предпочитают конструкции, в которых два (или более) возвратных цилиндра размещаются ниже подвижной плиты по бокам пресса. Такие прессы принято классифицировать как прессы с нижним разъемом.

По количеству плит прессы подразделяются на одноэтажные, двухэтажные и многоэтажные.

По количеству позиций формования и кинематической связи между формующим инструментом и прессом можно выделить прессы однопозиционные и многопозиционные, которые, в свою очередь, можно разделить на карусельные, ротационные и т. д.

Еще несколько лет назад было принято классифицировать гидравлические прессы по виду привода: с индивидуальным гидроприводом и с общим приводом от центральной насосной станции. В настоящее время подобная классификация устарела, так как практически все новые прессы выпускаются производителями с индивидуальным гидроприводом.