Каков принцип работы механического пресса?

Принцип работы механического пресса основан на преобразовании вращательного движения в линейное, что позволяет прикладывать значительные усилия для формообразования и обработки металлических изделий. Такое преобразование обеспечивается сложной кинематической цепью, включающей следующие элементы:
Источник энергии.
Работа пресса начинается с электродвигателя повышенного крутящего момента, который приводит во вращение главный вал.
Накопление энергии.
На главном валу установлен массивный маховик, служащий аккумулятором энергии. Он запасает кинетическую энергию и обеспечивает стабильную подачу мощности на протяжении всего цикла прессования.
Передача мощности.
При включении электромагнитная муфта соединяет маховик с приводной системой пресса, вводя её в работу.
Редукция скорости.
Система зубчатых передач снижает частоту вращения и одновременно увеличивает крутящий момент, подготавливая движение к дальнейшему преобразованию в линейное.
Преобразование движения.
Вращательное движение преобразуется в возвратно-поступательное одним из двух механизмов:

• Кривошипный механизм. В кривошипных прессах эксцентриковый (кривошипный) вал преобразует вращение в возвратно-поступательное движение.
• Эксцентриковая шестерня. В ряде конструкций используется эксцентриковая зубчатая передача, выполняющая аналогичную функцию преобразования.

Усиление усилия.
Шатун, связанный с кривошипом или эксцентриковой шестернёй, передаёт и дополнительно усиливает возникающее усилие.
Линейное перемещение.
Шатун приводит в движение ползун (суппорт), обеспечивая его точно направленное линейное перемещение.
Именно по такому принципу работают современные кривошипные механические прессы, широко применяемые в серийном и массовом производстве, включая модели с регулируемым ходом ползуна.
К примеру, кривошипные прессы с регулируемым ходом Yangli серии JL21 обеспечивают точную настройку параметров хода, усилия и скорости, что делает их универсальным решением для холодной листовой штамповки, вырубки и пробивки металла.
Для компактных производственных линий и участков с ограниченным пространством востребован кривошипный пресс Yangli JH21-80, сочетающий высокую жёсткость станины, стабильность усилия и надёжную кинематику кривошипно-ползунного механизма.
Благодаря такой кинематической структуре механический пресс способен развивать огромное усилие — от 10 до 5000 тонн, в зависимости от типоразмера и конструкции.
Ход, скорость и силовые характеристики пресса могут быть оптимизированы настройкой отдельных элементов кинематической цепи, что обеспечивает широкие технологические возможности для операций холодной листовой штамповки, пробивки, вырубки и глубокой вытяжки.
Современные механические кривошипные прессы по металлу, такие как прессы Yangli, отличаются высокой повторяемостью цикла, точным позиционированием НМТ и стабильными силовыми характеристиками, что особенно важно для автоматизированных штамповочных линий.

Принцип работы гидравлических прессов

Гидравлические прессы работают на основе фундаментального закона Паскаля, используя несжимаемую рабочую жидкость (как правило, гидравлическое масло) для передачи усилия и движения.
Основные компоненты

1. Гидравлический насос
2. Выполняет функцию источника энергии, преобразуя механическую энергию двигателя в гидравлическую энергию путём создания давления в масле.
3. Гидравлическая магистраль
4. Сеть высоконапорных трубопроводов, распределяющая нагнетённое масло по всей системе.
5. Гидроцилиндр с поршнем
6. Основной силовой элемент, в котором давление масла превращается в линейное механическое усилие.
7. Регулирующие и управляющие клапаны
8. Контролируют расход и давление рабочей жидкости, обеспечивая точное управление всеми операциями пресса.
9. Система уплотнений
10. Набор высокоэффективных уплотнений, предотвращающих утечки масла и сохраняющих герметичность гидросистемы.
11. Маслобак (гидробак)
12. Резервуар для хранения и подготовки масла, обычно включающий фильтрацию и систему охлаждения.

Последовательность работы
Работа начинается с того, что гидравлический насос создаёт давление в рабочей жидкости. Прессованное масло поступает по гидролиниям в полость гидроцилиндра. Поскольку масло несжимаемо, оно создаёт равномерное давление на поверхность поршня.
Возникающее усилие определяется формулой:
F = P × A,
где F — сила, P — давление, A — площадь поршня.
Перемещение и усилие поршня регулируются изменением расхода и давления масла через высокоточные клапаны. После завершения операции прессования масло через обратные клапаны возвращается в маслобак и переходит в режим ожидания следующего цикла.

Современные технологические решения
Современные гидравлические прессы могут быть оснащены:

• серво-гидравлическими системами для повышения точности и энергоэффективности;
• замкнутыми системами управления (closed-loop) для контроля усилия и положения в реальном времени;
• пропорциональными клапанами для плавного и непрерывного регулирования скорости и давления;
• аккумуляторами давления для накопления энергии и компенсации пиковых нагрузок.

Преимущества по сравнению с механическими прессами

• Постоянное усилие — номинальное давление доступно на любой точке хода.
• Гибкость настроек — простая регулировка усилия, скорости и хода.
• Защита от перегрузок — встроенная функция благодаря предохранительным клапанам.
• Высокая универсальность — подходят для ковки, штамповки, глубокой вытяжки, выдавливания и других операций.
• Низкая стоимость в больших тоннажах по сравнению с механическими прессами аналогичной мощности.

Особенности и ограничения
К возможным недостаткам можно отнести:

• более низкую скорость цикла по сравнению с механическими прессами;
• повышенные требования к обслуживанию (замена масла, фильтрация, контроль герметичности) из-за сложности гидросистемы.

Механические прессы или Гидравлические прессы
(1) Механические прессы создают быстрое, динамическое усилие за счёт передачи кинетической энергии, используя инерцию для высокоскоростных операций.
Гидравлические прессы, напротив, развивают контролируемое статическое давление, обеспечивая более плавное и равномерное усилие на протяжении всего рабочего хода.
Для операций, требующих значительного удлинения материала или глубокой вытяжки, предпочтение обычно отдаётся гидравлическим прессам, так как они способны поддерживать постоянное усилие на всём протяжении хода.

(2) Механические прессы, как правило, работают на фиксированных скоростях, ограниченных особенностями их конструкции, и обладают невысокой регулировочной способностью.
Гидравлические прессы обеспечивают бесступенчатое регулирование скорости и переменную настройку давления, что позволяет точно контролировать усилие на всех этапах формообразования.
Такая гибкость обеспечивает лучшую управляемость процесса деформации материала.
Следует учитывать, что при глубокой вытяжке на гидравлических прессах важно обеспечить корректную конструкцию штампа и качественную смазку, чтобы избежать разрывов материала при больших удлинениях.

(3) Для изготовления небольших и малоглубинных изделий, таких как эмблемы или изделия из серебра, оптимальным вариантом обычно являются механические прессы — благодаря высокой частоте циклов и эффективности при деформациях с малой вытяжкой.
В то же время изделия, требующие значительного течения материала или глубокой вытяжки (например, кастрюли, кружки, сосуды), лучше выполнять на гидравлических прессах, поскольку они обеспечивают точное регулирование усилия и скорости.
Механические прессы особенно эффективны в операциях вырубки и пробивки, где требуется высокая скорость и чистый рез.

(4) Механические прессы используют кинематическую цепь — чаще всего кривошипно-ползунный механизм или эксцентриковые передачи. В результате формируется синусоидальная зависимость силы от хода (force–stroke curve).
Гидравлические прессы передают усилие через гидросистему, используя гидроцилиндры для формирования давления. Это обеспечивает равномерное распределение усилия по всему ходу.

(5) Хотя оба типа прессов способны выполнять широкий спектр операций листовой штамповки, каждый из них имеет свои оптимальные области применения.

• Механические прессы оптимальны для:
• высокоскоростной вырубки и пробивки;
• неглубокой вытяжки;
• штамповки с высокой точностью положения НМТ;
• массового производства мелких деталей.
• Гидравлические прессы наиболее эффективны для:
• глубокой вытяжки;
• формообразования сложных профилей;
• операций, требующих контролируемого усилия на большом ходу;
• обработки крупных заготовок и материалов, требующих аккуратной деформации.

Различия в областях применения
Пробивные (пуансонные) машины / прессы
Пробивные машины широко применяются при производстве прецизионных компонентов в различных отраслях промышленности. Основные области применения включают:

• Электроника и связь: изготовление печатных плат, разъёмов, корпусных деталей.
• Компьютерная техника: производство внутренних металлических рам, радиаторов охлаждения, монтажных кронштейнов.
• Бытовая техника: изготовление внутренних каркасов, панелей управления, декоративных элементов.
• Мебельная промышленность: производство металлических крепежных элементов, соединителей и декоративных деталей.
• Автомобилестроение: изготовление кузовных панелей, кронштейнов, элементов интерьера.
• Аэрокосмическая отрасль: производство облегчённых конструктивных элементов и панельных систем.
• HVAC (вентиляция и кондиционирование): изготовление воздуховодов, решёток, корпусов оборудования.

Пробивные машины особенно эффективны при крупносерийном выпуске сложных, тонкостенных деталей с высокой точностью и сложной геометрией.

Различия в областях примененияПробивные (пуансонные) машины / прессы
Кривошипные пробивные прессы, включая модели Yangli JL21 и Yangli JH21, активно применяются в автомобильной промышленности, HVAC-системах и производстве корпусных деталей благодаря высокой скорости пробивки, точности и надёжности конструкции.

Заключение
Современные механические прессы по металлу, особенно кривошипные прессы с регулируемым ходом, остаются ключевым элементом высокопроизводительных штамповочных производств и успешно применяются как в массовом, так и в среднесерийном выпуске деталей.

Современные тенденции
По мере развития производственных технологий наблюдается переход к более интеллектуальным и адаптивным системам. В гидравлические и механические прессы всё активнее интегрируются:

• датчики нового поколения;
• системы мониторинга в реальном времени;
• алгоритмы машинного обучения.

Это обеспечивает:

• предиктивное обслуживание (минимизация незапланированных простоев);
• адаптивное управление усилием для улучшения качества формования;
• онлайн-контроль качества благодаря мониторингу параметров процесса;
• повышенную энергоэффективность за счёт интеллектуального управления энергией.

Кроме того, появление серво-приводных прессов стирает границы между гидравлическими и механическими системами, предлагая гибридное решение, сочетающее:

• гибкость гидравлики,
• скорость и точность механических прессов.

Это существенно расширяет возможности процессов обработки металлов.

Прессы в эпоху Industry 4.0
С переходом к концепции Индустрия 4.0 и «умному» производству ожидается дальнейшая интеграция:

• технологий Интернета вещей (IoT),
• искусственного интеллекта для оптимизации процессов,
• сквозной цифровой связи с другими элементами производственных систем.

Эти изменения повысят эффективность и производительность отдельных машин и сформируют более гибкие, адаптивные и устойчивые производственные экосистемы.

Если вы планируете купить кривошипный пресс, механический пресс по металлу или подобрать надёжное кузнечно-прессовое оборудование для своего производства, рекомендуем обратить внимание на прессы Yangli серии JL21 и Yangli JH21-80, представленные в каталоге интернет-магазина Vekprom.
В интернет-магазине Vekprom вы можете купить механический пресс по выгодной цене, с официальной гарантией, сервисной поддержкой, доставкой по России и возможностью приобретения оборудования в лизинг. Оставьте заявку — и наши инженеры подберут оптимальный пресс под ваши производственные задачи.