UNIVERSITATEA "TRANSILVANIA" BRAŞOVFACULTATEA S.I.M.

Proiect U.D.P. Pag.14

PRESELE HIDRAULICE

Generalităţi

Criteriul de bază după care se clasifică utilajul de forjare este modul de acţionare a părţilor

mobile şi în acest sens avem: ciocane, prese hidraulice, maşini cu manivelă (prese mecanice),

maşini rotative şi speciale.

Pentru fiecare categorie există o diagramă caracteristică, care arată variaţia vitezei, în funcţie de

timp; pentru presele hidraulice diagrama este cea din figura 1.11.

Viteza maximă de lucru a preselor este sub un metru pe secundă, iar timpul efectiv este de

ordinul zecimilor de secundă.

O altă caracteristică principală este aceea că energia acumulată sub formă potenţială se

transformă în energie cinetică numai în timpul cursei de lucru.

Figura: 1.11. Variaţia vitezei de lucru în funcţie de timpul efectiv (te)

1. – începutul deformării

2. – viteza maximă

1

UNIVERSITATEA "TRANSILVANIA" BRAŞOVFACULTATEA S.I.M.

Proiect U.D.P. Pag.14

3. – sfârşitul deformării

Avantajele pe care le prezintă presele hidraulice faţă de ciocane se pot vedea dacă se face o

comparaţie între ele.

Alegerea ciocanelor sau preselor depinde în cea mai mare parte de felul operaţiei de forjare

matriţare care trebuie executată. Unele lucrări se execată mai bine pe ciocane, altele la presă,

aceasta pentru motivul că fiecare dintre ele acţionează asupra metalului în mod cu totul diferit.

Presa lucrează prin presiune statică. Forţa creşte încet, de la zero până la o valoare maximă şi se

poate menţine la această valoare, oricât timp este necesar. De aceea forţa are timp suficient să se

transmită până în miezul metalului.

Acţiunea violentă a ciocanelor neste însoţită de zgomote, vibraţii şi produce căldură. Toate

acestea absorb în medie 15% din energia pe care o posedă berbecul ciocanului în momentul când

atinge semifabricatul. Presa lucrează însă liniştit, fără aceste inconveniente. În schimb, operaţiile

de forjare-matriţare la ciocan pot fi mai variate decât la presă, deşi se excută într-un timp ceva

mai lung. Presa lucrează mai repede, deoarece deformarea dorită se obţine de obicei la o singură

cursă.

Presele hidraulice se construiesc pentru forţe mari începând de la 2 .103 la 15.104 KN şi chiar mai

mult, după necesitate, fiind cele mai puternice maşini pentru forjare-matriţare, care se cunosc la

ora actuală. Oricare ar fi tipul presei hidraulice, forţa de presare a berbecului este produsă da

acţionarea fluidului aflat sub presiune. Pentru a crea această presiune se folosesc însă diferite

mijloace baterii de pompă de apă, abur sub presiune.

Presele hidraulice au o mare importanţă în industria grea, fie pentru că permit forjarea lingourilor

la formele şi dimensiunile cerute, fie pentru că folosind matriţe, pot executa piese de forme şi

dimensiuni diferite.

Instalaţiile preselor hidraulice sunt însă mai complicate şi deci mai costisitoare dacât ale

celorlalte prese. Opririle din funcţionare şi stricăciunile preselor hidraulice pot influenţa serios

producţia uzinelor. Intreţinerea şi exploatarea atentă a preselor, revizia periodică a lor şi, în

general, conştiinciozitatea profesională, sunt factori care asigură funcţionarea în bune condiţii a

preselor hidraulice.

2

UNIVERSITATEA "TRANSILVANIA" BRAŞOVFACULTATEA S.I.M.

Proiect U.D.P. Pag.14

Se ştie că viteza de deformare la ciocane este mult mai mare decât la prese. Dacă se presupune că

în momentul atingerii piesei berbecul ciocanului are o viteză de aproximativ 6 m/s şi că din acest

moment viteza scade repede până la zero (aceasta va fi la sfârşitul fazei de lucru), se poate conta

pe o viteză medie a berbecului de

[m/s]

La prese, viteza de deplasare a organelor care produc deformarea poate fi considerată constantă şi

egală cu 0,1 m/s.

Dacă se presupune că atât în cazul ciocanului cât şi în cazul presei, spaţiul de deformare este de

40 mm, timpul de deformare necesar pentru ciocane este de

[s]

şi pentru prese de

[s]

Rezultă deci că energia cinetică necesară în unitate de timp pentru efectuarea lucrului mecanic

este mai mare la ciocan decât la presă; acest lucru este în avantajul presei. Cu toată diferenţa

timpului de deformare la presă şi la ciocan, timpul total necesar forjării unei piese mari este mai

mic la presă decât la ciocan, doarece timpii auxiliari la presă sunt mai mici.

a b c

3

UNIVERSITATEA "TRANSILVANIA" BRAŞOVFACULTATEA S.I.M.

Proiect U.D.P. Pag.14

Figura 1.14 Presarea unui arc cu ciocanul (b) şi presa (c)

Pentru a vedea felul cum presiunea este repartizată în cazul ciocanului şi al presei ne imaginăm

un arc (figura 1.13) care este supus presării.

Din figură se observă că faţă de starea iniţială (a), dacă arcul este presat cu ciocanul (b) distanţa

dintre spire nu este egală ca în cazul presei (c) tocmai pentru motivul că distribuirea efortului nu

se face uniform.

În figura 1.14 se vede cum acţionează piesa asupra ciocanului, iar în figura 1.15 asupra presei în

timpul deformării.

Lşa cioacan energia berbecului în momentul atingerii piesei este

Dacă se presupune că greutatea berbecului este de 2.103 N şi viteza de 6 m/s , energia cinetică va

fi

[J]

Această energie cinetică trebuie să fie egală cu lucrul mecanic efectuat de o forţă (F) prin

deplasarea berbecului cu spaţiul s, egal cu 40 mm, astfel că se poate scrie

de unde N

Figura 1.15. Distribuţia forţelor asupra organelor principale ale ciocanului în timpul

deformării

4

UNIVERSITATEA "TRANSILVANIA" BRAŞOVFACULTATEA S.I.M.

Proiect U.D.P. Pag.14

În concluzie, acţiunea ciocanului se resimte cel mai mult în direcţia de lovire. Aceasta face ca

ciocanele să fie utilizate cu mult succes la matriţare, deoarece cu toate pierderile mari de energie,

acţiunea de presare în direcţia de lovire este pronunţată.

În cazul unei prese, dacă presupunem acelaş spaţiu parcurs de traversa mobilă, adică 40 mm,

lucrul mecanic necesar trebuie să fie acelaşi ca la ciocan, deci 36.102J iar forţa necesară 9.104 N.

Cum viteza de deplasare a organelor de lucru în cazul presei este de 0,1 m/s, care este mult mai

inferioară limitei capacităţii de deplasare a metalelor, deformarea se face în bune condiţii în toate

regiunile, chiar şi în cele periferice, astfel că la presă nu există acele forţe r de inerţie, care sunt la

ciocane. Se observă că în cazul preselor, piesa forjată se deformează mai mult în lăţime.

Presiunea relativă dintre berbec şi piesă este relativ mică. Presa lucrează liniştit pe fundaţie.

Întreaga forţă de presare este preluată de presă, cu excepţia acceleraţiei reduse a maselor în

mişcare ale presei, care tind să apase fundaţia în sol.

Figura 1.16. Distribuţia forţelor asupra organelor principale ale preselor hidraulice, în

timpul deformării

5

UNIVERSITATEA "TRANSILVANIA" BRAŞOVFACULTATEA S.I.M.

Proiect U.D.P. Pag.14

1.2.2. Clasificarea preselor hidraulice

Presele hidraulice pot fi clasificate după criterii constructive şi după modul de acţionare.

Din punct de vedere constructiv presele hidraulice se clasifică în mai multe grupe:

- după forma constructivă a cadrului, în: prese cu două coloane, trei coloane, patru

coloane, cu coloane multiple şi fără coloane.

- după aşezarea distribuţiei, în: prese cu distribuţie dispusă vertical; prese cu

distribuţie dispusă orizontal.

- după forma cilindrilor de lucru, în: prese cu plujer; prese cu piston; prese cu

cilindru superior vertical; prese cu cilindrul inferior vertical; prese cu cilindru

orizontal; prese cu un singur cilindru de lucru; prese cu mai mulţi cilindrii de

lucru.

Din punct de vedere al scopului şi acţionării, presele hidraulice se clasifică în prese pentru: forjat,

matriţat, ambutisat şi ştanţat.

1.2.3. Principiul de funcţionare

La ciocane, la prese mecanice şi alte maşini transmiterea puterii se face cu ajutorul unor organe

ca: roţi dinţate, biele şi manivele, sisteme de pârghie, etc.

La presele hidraulice, trensmiterea puterii se face cu ajutorul unui lichid. Se mebţionează că

organele rigide ce cele de mai sus ( roţi dinţate, biele şi manivele, sisteme de pârghie, etc.) pot

transmite numai forţe, din a căror deplasare rezultă puterea; lichidele pot transmite numai

presiuni.

Din această cauză este necesar ca în presele hidraulice apa să se găsească sub presiune, lucru ce

se obţine cu ajutorul pompelor sau al aburului sub presiune.

6

UNIVERSITATEA "TRANSILVANIA" BRAŞOVFACULTATEA S.I.M.

Proiect U.D.P. Pag.14

Transmiterea presiunii cu ajutorul lichidelor se bazează pe două însuşiri principale ale acestora:

- la presiunile folosite în practică lichidele sunt ca şi incompresibile, adică

volumul lor nu se micşorează simţitor chiar şi la presiuni de sute de atmosfere.

- dacă avem un recipient închis, ermetic, plin cu lichid, şi dacă se exercită asupra

lichidului o presiune oarecare într-un punct al lui, presiunea astfel creeată se

transmite în mtot cuprinsul lichidului în toate direcţiile, deci şi asupra pereţilor

vaselor.

În figura 1.17 este arătată vederea generală a unei prese hidraulice .

.

7

UNIVERSITATEA "TRANSILVANIA" BRAŞOVFACULTATEA S.I.M.

Proiect U.D.P. Pag.14

STUDIUL PRESELOR HIDRAULICE ACŢIONATE CU MAI MULTE POMPE:

2.1.Principiul preselor hidraulice:

Presele hidraulice sunt maşini prelucrătoare , in care energia hidraulică (lichid sub presiune) produsă prin transformarea energiei mecanice in sistemul generator se transformă in energie de miscare a organului de lucru al receptorului (cilindru hidraulic).

Presele hidraulice sunt maşini larg răspindite in scţiile de forjare , fiind utilizate pentru forjare liberă dar şi pentru matriţare , indreptare , indoire , perforare , etc.Se construiesc curent prese hidraulice cu forţa nominală cuprinsă intre 500 si 15000 kN.Evident ca numărul preselor cu forţa nominală peste 1000 kN este mic , dar in unele cazuri se folosesc prese hidraulice cu forţe de presare de 75000 kN si mai mari cu comenzi realizate prin servocomandă sau chiar automatizate.Presa propriu-zisă , reprezintă in majoritatea cazurilor numai o parte (cea principală) a unei instalaţi; are următoarele părţi principale: cilindrii de lucru , traversa inferioară , traversa mobilă , coloane (sau cadrul) , cilindrii de ridicare (revenire).Principiul de funcţionare al preselor hidraulice este bazat pe legea lui Pascal si constă in generarea unor forţe mari cu ajutorul presiunilor ridicate ale medilor lichide de acţionare.Caracteristicile princiopale a preselor hidraulice sunt:a:-caracteristici constructive:- aria pistonului (plunjer) , lungimea cilindrului;b:-caracteristici funcţionale:- forţa generată , viteza de acţionare si cursa pistonului;Caracteristicile constructive sunt stabilite la proiectarea motoarelor hidraulice a presei , in funcţie de caracteristicile funcţionale , care la răndul lor sunt influenţate de presiunea si debitul lichidului din sistemul de acţionare a presei. Forţa activă:-dezvoltată de cilindrul de lucru:

Fa=AaP2 [N]Aa:-aria pistonului de

lucru;

P2:-presiunea mediului hidraulic;-Aria pistonului este o mărime constanta stabilită constructiv:

Aa=d2/4 [m2]

-Presiunea in cilindrul de lucru se stabileşte aplicănd ecuaţia lui Bernoulli:

v2/2g+pp/g+z1=v22/2g+p2/g+z2+h1,2

8

Z

UNIVERSITATEA "TRANSILVANIA" BRAŞOVFACULTATEA S.I.M.

Proiect U.D.P. Pag.14

-se explicitează presiunea p2:

p2=p1+g(z1+z2)+ /2(v12+v2

2)-gh1,2.

-Presiunea statică şi presiunea dinamică sunt neglijabile:

g(z1-z2)0/2(v1

2-v22)0

-Rezultă forţa p2:

P2=p1-gh1,2

h1,2-perderile de presiune;

-Forţa activă devine:

Fa=d2/(p1-gh1,2);-Viteza activă: -se calculează cu ajutorul relaţiei continuităţii:

A1v1=A2v2=Qv2 =v1A1/A2=Q/A2

vmax =Qg/A2 Qg-debitul generatorului

-Viteza de revenire:-se calculează in funcţie de aria pistoanelor , cilindrilor de revenire şi de debitul de fluid existent in acest circuit.

2.2.Clasificarea preselor hidraulice:

a-după modul de acţionare:-acţionare prin pompă (generator de curent); -acţionare prin acumulator (sursă de presiune);

b-după numărul generatoarelor şi numărul rceptoarelor: -monogemerator-monoreceptor; -monogemerator-multireceptor; -multigenerator-monoreceptor; -multigenerator-multireceptor;

c-după natura mediului hidraulic:-cu apă (hidraulic) ; -cu ulei (oleo-hiodraulice) ;

9

UNIVERSITATEA "TRANSILVANIA" BRAŞOVFACULTATEA S.I.M.

Proiect U.D.P. Pag.14

Avantajele:-acestor maşini in comparaţie cuciocanele sunt:-dezvoltă forţe mari de presare şi fac deformarea materialului in profunzime ; -forţele dezvoltate nu sunt in funcţie de inălţimea piesei de forjat ; -nu au pierderi de energie mari in batiu sau fundaţie , permit importante inmagazinări de energie.

Principalul dezavantaj al acestor maşini constă in viteza relativ mică de deplasare a traversei mobile , deci numarul mic de curse duble pe minut. Un alt dezavantaj este şi faptul că cu presiuni de lucru mari (300 kgf/cm2) la prese curente chiar şi 1000 kgf/cm2 , ceea ce duce la unele inconvenienţe privind protecţia munci.

2.3.Schema de acţionare şi comandă a unei prese oleo-hidraulice monocilindru acţionată prin mai multe pompe:

Schema de principiu a acestei prese , se pot reţine unele particularităţi constructive funcţionale.Presa este prevăzută cu un singur cilindru , cu dublă acţiune.Acţionarea organului de lucru al presei , cu forama unui cadru mobil , se produce direct prin cilindru , fixatpe cadru pe cănd pistonul este fixat pe traversa fixă.Alimentarea camerelor A şi Bale cilindrului are loc prin canalele interioare din piston.Pompele sunt de tipul cu pistoane radiale autoreglabile cu putere constantă. Prin deconectarea unui anumit număr de pompe, cu ajutorul unor distribuitoare de conectare comandate electric-DHx-se poate regla viteza de lucru a presei.Sistemul de comandă electro-hidraulic , cu servocomanda distribuitorului principal DH1 , cuprinde distribuitoare de tip sertar.Distribuitorul DH2are rol de sertar selectiv , cu ajutorul căreia se pot selecta semnalele de servocomandă de la distribuitorul DH3 , pentru comandă manuală , sau de la distribuitorul DH4pentru comandă automată.Comanda automată se efectuează in funcţie de cursa organului de lucru , prin care remaliera K1 şi un pinion , care transmite mişcareaprin reductorul planetar speciel , Red.camei de comandă K2.Rolul supapei de umplere este indeplinit de o supapă de umplere dublu sens selectoare.Pentru crearea presiuni joase din rezervorulde umplere Rz2 se utilizeazăazot imbuteliat.

Funcţionarea presei are loc după formulele funcţionale următoare:Faza de aşteptare:

↑: Mn ; Mx ; el/DH 2 ; el/DH 3

X:Rz1→Px→cPx→1/DH3 →cx2 →1/DH2→cx1→|DH11/DH1

└→0/DH4→cx3→|1/DH1

B→cB→1/DH1→|Ssu1└→|Ssu2

Rz2↔cU↔SdsU↔cA↔ARz1→P1→cP1→0/DHx1→ Rz1

10

UNIVERSITATEA "TRANSILVANIA" BRAŞOVFACULTATEA S.I.M.

Proiect U.D.P. Pag.14

└→P2→cP2→0/DHx2→ Rz1

Cursa activă in gol:

↓: e2/DH 3 ; e1/DH 2; Mn ; Mx X:Rz1→Px→cPx→2/DH3→cy2→1/DH2→cy1→DH12/DH1→B→cB→2/DH1→

→c0Rz2→ cU→Sdsu→cA→Ava1

Rz1→P1→cP1→0/DHx1→ Rz1

└→P2→cP2→0/DHx2→ Rz1

Cursa de lucru :

: e/DH x1+ e2/DH x2+… ; e2/DH 3 ; e1/DH 2 ; 2/DH2 ; Mn ; Mx;

Rz1→P1→cP1→Ssu1→→→cP→2/DH1→cA→Sdsu→cA→Ava2

└→P2→cP2→Ssu2→┘B→cB→2/DH1→c0

Cursa de revenire:

↑ : el/DH 3 ; e/DH x1 + e/DH x2 ; e1/DH 2 ; Mn ; Mx X: Rz1→Px→cPx→1/DH3→cx2→1/DH2→cx1→|DH11/DH1

Rz1→P1→cP1→Ssu1→→→cP→1/DH1→cB→Bvb1

└→P2→cP2→Ssu2→┘A→cA→Sdsu→cU→Rz2→c01→Ss1→Rz1

Cicluri automate de curse reduse:

↕: e2/DH 2 ; ek ; k2 → 0/DH 4ا 1/DH 4 ; e/DH x1+… ; Mn ; Mx;

X : Rz1→cPx→0/DH4→cx3→2/DH2→cx1→DH11/DH1

└→1/DH4→cy3→2/DH2→cy1→DH12/DH2

In regimul de funcţionare cu curse automate reduse , lungimea cursei este determinată de debitul de ulei (număr de pompe in funcţiune) dirijat spre cilindru ; prin reducerea lungimi cursei creşte frecvenţa curselor , care poate să ajungă la nc=100/min.Acest tip de presă este răspăndit in scţiile de deformare plastică , in special pentru operaţile de forjare liberă.

2.4. Acţionarea şi comandă hidraulică a unei maşini deformare prin presare:

Maşina de format este acţionată in diversele faze de lucru cu ajutorul a doua pompe de debit constant , pompa P1 de debit mare şi presiune redusă pentru realizarea curselor in gol şi pompa P2 , de debit mic şi presiune mare pentru realizarea forţelor finale de presare.La fazele de mers in gol ambele pompe debitează lichid sub presiune in sistem.Odată cu creşterea gradului de indesare in formă creşte şi presiunea in sistem.La o anumită valoare a presiuni ,

11

UNIVERSITATEA "TRANSILVANIA" BRAŞOVFACULTATEA S.I.M.

Proiect U.D.P. Pag.14

supapa de siguranţă Ss1 asigură deversarea debitului pompei P1 in rezervor. Pompa P1 este protejată impotriva presiunilor ridicate din sistem de către supapa de sens unic Ssu1.La presiuni ridicate , protecţia este aigurată prin supapa de siguranţă pilotată Ss2. Pentru micşorarea presiunii lichidului de comandă se foloseşte supapa reducătoare Sr1.Ciclul de funcţionare al presei este:

-aducerea traversei de presare 3 in poziţia de lucru.Rotirea traversei de presare se realizează prin intrmediul cilindrului hidraulic cu acţionaremanuală DH3;

-presarea;acţionarea cilindrilor de presare CH1 respectiv CH2 se face cu ajutorul distribuitorului principal DH2 , comandat hidraulic de către distribuitorul DH1;

-oprirea presării;-readucerea traversei de presare in poziţia iniţială;-readucerea cepurilor de demulare;maşina este prevăzuta cu două cepuri demulatoare

dispuse lateral sub rampa de formare;ridicarea şi mcoborărea cepurilor se realizează prin intermediul cilindrilor hidraulici CH4,comandaţi de către distribuitorul DH4;

-coborărea cepurilor de demulare;

Formulele de funcţionare pentru etapele de funcţionare ale maşini:

1.Aducerea traversei de lucru 1 in poziţia de lucru:

M; /DH 3;

Rz1→F1→P1→cP1→Ssu1→cP→1/DH3→cB3→B3B3A3/v1

Rz1→F2→F2→cP2 ------ └→Ss2

2.Presarea:

1/DH1; M; Rz1→F1→P1→cP1→Ssu1→cP→cP3→→→Sr1→1/DH1→cy1/DH2

Rz1→F2→F2→cP2 -------┘ └→Ss2 └→1/DH2→cA→cA1→→ A1→|A1S1/v2

La creşterea presiuni in cilindru CH1 supapade succesiune Ss3 se deschide şi lichidul sub presiune pătrunde in spaţiul A2 al cilindrului CH2,realizănd astfel mărirea gradului de indesare in formă.

3.Oprirea presării:

0/DH1; M; Rz1→F1→P1→cP1→Ssu1→cP→cP3→Sr1→0/DH1→cx0/DH2→

Rz1→F2→F2→cP2 ------ ┘ └→Ss2→│A1→cA1→------→cA→0/DH2→cT→Rz

12

UNIVERSITATEA "TRANSILVANIA" BRAŞOVFACULTATEA S.I.M.

Proiect U.D.P. Pag.14

→|A2→Ssu2→cA2┘

4.Readucerea traversei de presare in poziţia iniţială:

M; 0/DH 3;Rz1→F1→P1→cP1→Ssu1→cP→0/DH3→cH3→A3A3B3/v3

Rz1→F2→F2→cP2 ------ └→Ss2B3→cB3→0/DH3→Rz

5.Ridicarea cepurilor de demulare:

M; 0/DH 4;Rz1→F1→P1→cP1→Ssu1→cP→1/DH4→cA4A4B4/v4

Rz1→F2→F2→cP2 ------ └→Ss2B4→R1→cB4→1/DH4→Rz

6.Coborârea rapidă a cepurilor de demulare:

M; 0/DH 4;Rz1→F1→P1→cP1→Ssu1→cP→0/DH4→cB4→Ssu2→B4B4 A4 /v5

Rz1→F2→F2→cP2 ------ └→Ss2B4→R1→cB4→1/DH4→Rz

2.5.Presa pentru injectat materiale plastice a firmei Reed Prentice:

Presele de injectat materiale plastice (ca şi maşinile pentru turnat metale sub presiune) sunt echipate cu două jumătăţi de matriţe din care una fixă şi una mobilă , un dispozitiv de injecţie a materialului plastic , un dispozitiv de realizarea vidului in spaţiul inchis de cele două jumătăţi de

13

UNIVERSITATEA "TRANSILVANIA" BRAŞOVFACULTATEA S.I.M.

Proiect U.D.P. Pag.14

matriţe.Acţionarea hidraulică rezolvă , la această categorie de maşini , apropierea şi presarea matriţelor , precum şi apropierea capului deinjecţie şi injecţia propriu-zisă a materialului plastic.Părţile componente a presei:-presa este compus din pompa P1, de inaltă presiune,pentru strângerea matriţelor şi injectarea materialului plastic;P2 şi P3-pompele de joasă presiune,pentru apropierea şi retragerea matriţei mobile şi pentru mişcarea capului de injectat,toate pompele sunt acţionate demotorul electric M;S1-supapă de descărcare a lui P1;S2-supapă desuccesiune,pentru cuplareapompei de inaltă presiune la circuitul cilindrului de injectat ; supapele de sens unic S3 şi S4;supapa de deconectare S5 a pompei P2,comandate de distibuitorul electric D1;supapa S6 de deconectare a pompei P3 , comandate de D2;S7-supapa de contrapresiune;F-filtru de ulei montat pe conducta de evacuare;S8-supapa de descărcare a popmelor P2 şi P3 pilotat de K1 sau de K2,comandată la rănd de D1;S9-supapa de susţinere comtra alunecării necontrolate a pistonului care apropie matriţa mobilă; D3-distribuitor comandat electrohidraulic pilotat de sertarul distribuitorului electromagnetic D4,prin intermediul distribuitorului electromagnetic D5;Dr-drosel,pentru reglarea vitezei de apropiere a matriţei mobile;cilindrul hidraulic C,pentru apropierea matriţei ;D6-distribuitor comandat electrohidraulic,pentru acţionarea capului de injecţie;supapele de susţinere S10 şi S11;supapă de sens pilotată S12; supapă de sens unic S13;C1-cilindrul capului de injecţie şi limitatoarele de cursă L1-L7.Funcţionarea presei:

Apropierea matriţei:

P1,P2,P3→Dr→D4→D3→C→S9→D3→S14Strângerea matriţei:

P2,P3→S5→S6 –se descarcă;P1-execută strângerea;

Apropierea capului de injecţie:

P1→S2→D6→C1

-la apropierea rapidă contribuie şi P2 şi P3 a căror presiune maximă este controlată de sertarul pilotată K al supapei S8 din cauza conectării electromagneţiilor distribuitoarelor D1 şi D2.

Frânare capului de injecţie şi injecţia propriu-zisă:-deconectarea lui D1 şi D2 determină descărcarea lui P2 şi P3 la rezervor prin supapele S5 şi S6;pentru injectarea materialului plastic rămâne activ P1.

14

UNIVERSITATEA "TRANSILVANIA" BRAŞOVFACULTATEA S.I.M.

Proiect U.D.P. Pag.14

-după terminarea injecţiei se retrage intâi capul de injectat,iar după o perioadă de staţionare necesară pentru răcirea piesei obţinute , se retrage şi matriţa liberă,antrenând această piesă şi evacuândo totodată cu ajutorul unui dispozitiv de extragere.

2.6.1 Principiul de reglare a forţei în trepte cu pompe în paralel cu deconectare prin supapă de presiune

- schema se compune dintr-un bloc generator cu 2 pompe în paralel antrenate de motorul electric M, două supape de siguranţă Sps1 şi Sps2 şi o supapă de sens unic Ssu, filtrele F1 şi F2, distribuitorul hidraulic DH cu memorie şi comandă manuală.- pompa P1 este cu presiune mică şi debit mare, iar pompa P2 cu presiune mare şi debit mic.

Funcţionarea sistemului hidraulic:

1/DH: Fa Fa1: P1/h + P2/p2

Fa2: P2/p2

2/DH: Fr ; Frez1 < Frez2

Dezavantaj: - consum suplimentar de energie la pompa P1 la presiunemare.

2.6.2. Principiul de reglare a forţei în trepte cu pompe în paralel şi deconectare automată prin releu de presiune

- acest principiu este pentru rezolvarea problemei principiului anterior.- în schema de acţionare intervine un releu de presiune legat la motorul electric M1 ţi încă un

motor electric pentru pompa P2.

2.6.3. Principiul de reglare al vitezei în trepte cu 2 generatoare-- schema este compusă din următoarele elemente principale:

15

UNIVERSITATEA "TRANSILVANIA" BRAŞOVFACULTATEA S.I.M.

Proiect U.D.P. Pag.14

- cilindrul de lucru CH; distribuitorul hidraulic DH; cu comandă electromagnetică şi cu poziţie preferenţială; supape de sens unic Ssu1 şi Ssu2; pompele de debit P1 şi P2 şi de presiune diferite; supapele de siguranţă Sps1 şi Sps2.

- filtrele F1 şi F2 şi distribuitoare auxiliare DHx1 şi DHx2.

Funcţionarea sistemului hidraulic:

- sistemul are o funcţionare în gol:

va = 0: Rz1→F1→P1→0/DHx1→Rz1

└→Ssu1 →0/DH└→Sps1

Rz1→F2→P2→0/DHx2→Rz1

└→Ssu1→0/DH└→Sps2

- putem să obţinem 3 viteze active şi o viteză de revenire după cum dorim noi.

va1: Rz1→F1→P1→Ssu1→1/DH→A/CHAB/v1

└→1/DHx1→Rz1

└→Sps1

└→1/DHx1

Rz1→F2→P2→0/DHx2→Rz1

└→Ssu2

└→Sps1

va2: Rz1→F1→P1→0/DHx2→Rz1

└→Ssu1

└→Sps1

Rz1→F2 →P2→Ssu2→1/DH →A/CHAB/v2

└→Sps2

└→1/DHx2

va3: Rz1→F1→P1→1/DHx1

└→Sps1

└→Ssu1 ||1/DH→A/CHAB/v3

Rz1→F2→P2→Ssu2

└→Sps2

└→1/DHx2

16

UNIVERSITATEA "TRANSILVANIA" BRAŞOVFACULTATEA S.I.M.

Proiect U.D.P. Pag.14

- viteza de revenire:

vr: Rz1→F1→P1→Ssu1→2/DHx1→B/CHBA/vr

└→1/DHx1

└→Sps1

Viteza de revenire este şi ea reglabilă în funcţie de destinaţia maşinii unelte şi în funcţie de operaţiile ce trebuiesc realizate.

3.Calculul sistemului de acţionare şi de comandă hidrostatică:

După studiul efectuat s-a ales pentru sistemul de acţionare şi de comandă hidrostatică principiul de reglare al vitezei în trepte cu 2 generatoare .- schema este compusă din următoarele elemente principale:-cilindrul de lucru CH; distribuitorul hidraulic DH; cu comandă electromagnetică şi cu poziţie preferenţială; supape de sens unic Ssu1 şi Ssu2; pompele de debit P1 şi P2 şi de presiune diferite; supapele de siguranţă Sps1 şi Sps2.-filtrele F1 şi F2 şi distribuitoare auxiliare DHx1 şi DHx2.

3.1.FAZELE TIP LA ACŢIONAREA HIDRAULICĂ A PRESELOR

3.1.1.STAŢIONAREA:

Staţionarea este faza de aşteptare , cand pompele presei merg in gol , adică fluidul este recirculat in rezervor , prin distribuitoarele auxiliare DHx1,DHx2.In această fază cilindrul de lucru este blocată mecanic.In cazul in care blocarea cilindrului de lucru se realizează hidraulic unul din distribuitoarele auxiliare este comandată pe poziţia 2/DH.

va = 0: Rz1→F1→P1→0/DHx1→Rz1

└→Ssu1 →0/DH└→Sps1

Rz1→F2→P2→0/DHx2→Rz1

└→Ssu1→0/DH└→Sps2

3.1.2.COBORÂREA RAPIDĂ :

Dacă greutatea subansamblului mobil al presei este suficient de mare, coborârea rapidă se realizează prin simpla deblocare a circuitelor de evacuare. Umplerea cu lichid a spaţiului eliberat

17

UNIVERSITATEA "TRANSILVANIA" BRAŞOVFACULTATEA S.I.M.

Proiect U.D.P. Pag.14

de pistonul de lucru poate fi făcută fie chiar de acest piston, fie de un rezervor de umplere, fie prin intervenţia pompei de acţionare .Putem să obţinem 3 viteze active şi o viteză de revenire după cum dorim noi.

va1: Rz1→F1→P1→Ssu1→1/DH→A/CHAB/v1

└→1/DHx1→Rz1

└→Sps1

└→1/DHx1

Rz1→F2→P2→0/DHx2→Rz1

└→Ssu2

└→Sps1

va2: Rz1→F1→P1→0/DHx2→Rz1

└→Ssu1

└→Sps1

Rz1→F2 →P2→Ssu2→1/DH →A/CHAB/v2

└→Sps2

└→1/DHx2

va3: Rz1→F1→P1→1/DHx1

└→Sps1

└→ Ssu1

1/DH→A/CHAB/v3

Rz1→F2→P2→Ssu2

└→Sps2

└→1/DHx2

PRESAREA:

În procesele tehnologice la care presarea este evolutivă, nu staţionară, reglarea vitezei de presare se face în funcţie de tipul de generator hidraulic folosit: pompă cu debit constant, pompă cu debit reglabil manual sau automat, acumulator, multiplicator etc.

3.1.3.RELAXAREA HIDRAULICĂ ÎNAINTE DE RETRAGEREA RAPIDĂ:

La presele care lucrează cu presiuni mari ( de peste 200 kgf / cm˛ ), care înmagazinează cantităţi mari de lichid sub presiune ( cu cilindree mai mare de 20 l ), sau la presele care deformează

18

UNIVERSITATEA "TRANSILVANIA" BRAŞOVFACULTATEA S.I.M.

Proiect U.D.P. Pag.14

materialele elastice, la sfârşitul fazei de lucru există o energie considerabilă acumulată prin deformarea elastică a cilindrului, a conductelor, a batiului, a materialului presat şi compresibilitatea uleiului. Restituirea bruscă a acestei energii, la faza de retragere rapidă, determină lovituri de berbec care pot distruge conductele, îmbinările şi pot deregla, sau, chiar, scoate din uz aparatele din circuitul hidraulic. Pentru evitarea unor asemenea efecte, se recomandă atât folosirea elementelor mecanice cu deformare cât mai mică şi a conductelor hidraulice scurte şi rigide, cât şi relaxarea hidraulică înainte de retragerea rapidă a subansamblului mobil.Viteza de revenire:

vr: Rz1→F1→P1→Ssu1→2/DHx1→B/CHBA/vr

└→1/DHx1

└→Sps1

Viteza de revenire este şi ea reglabilă în funcţie de destinaţia maşinii unelte şi în funcţie de operaţiile ce trebuiesc realizate.

4.STUDIU ASUPRA CILINDRILOR HIDRAULICI, VARIANTE

CONSTRUCTIVE

Principiu de funcţionare al preselor hidraulice este bazat pe legea lui Pascal şi constă în

generarea unor forţe mari cu ajutorul presiunilor ridicate ale mediilor lichide de acţionare.

Caracteristicile principale ale preselor hidraulice sunt:

a) Caracteristici constructive: aria pistonului, lungimea interioară a cilindrului;

b) Caracteristici funcţionale: forţa generată, viteza de acţionare, cursa pistonului.

Caracteristicile constructive sunt stabilite la proiectarea motoarelor hidraulice ale

preselor, în funcţie de caracteristicile funcţionale. Caracteristicile funcţionale sunt influenţate

hotărâtor de presiunea de presiunea şi debitul lichidului din sistemul de acţionare al presei.

Corelaţia mărimilor, constructive şi funcţionale, rezultă din calculul caracteristicilor unei prese.

19

UNIVERSITATEA "TRANSILVANIA" BRAŞOVFACULTATEA S.I.M.

Proiect U.D.P. Pag.14

Calculul forţei de lucru dezvoltate de cilindrul unei prese hidraulice se face cu relaţia:

-aria pistonului

-presiunea mediului hidraulic în cilindrul receptor

Pentru calculul aproximativ de predimensionare se neglijează în practică pierderile de

presiune rezultând relaţia:

Viteza de deplasare a pistonului în cilindru se calculează cu ajutorul ecuaţiei continuităţii:

Se explicitează viteza pistonului:

Viteza de lucru maximă se obţine, când se dirijează spre cilindru debitul total al generatorului

:

ÎNTOCMIREA SCHEMEI DE ACŢIONARE ŞI COMANDĂ A UNUI MOTOR

HIDRAULIC LINIAR CU DUBLĂ ACŢIUNE ACŢIONAT PRIN POMPE ÎN

PARALEL

Presa este prevăzută cu un singur cilindru, cu dublă acţiune. Acţionarea organului de

lucru al presei, cu forma unui cadru mobil, se produce direct prin cilindru, fixat pe cadru, pe

20

UNIVERSITATEA "TRANSILVANIA" BRAŞOVFACULTATEA S.I.M.

Proiect U.D.P. Pag.14

când pistonul este fixat pe traversa fixă. Alimentarea camerelor A şi B ale cilindrului are loc

prin canalele interioare din piston. Pompele sunt cu pistoane radiale, autoreglabile de putere

constantă. Prin deconectarea unui anumit număr de pompe, cu ajutorul unor distribuitoare de

deconectare comandate electric se poate viteza de lucru a presei.

FUNCŢIONARE:

Cursa de coborâre:1/DH

21

UNIVERSITATEA "TRANSILVANIA" BRAŞOVFACULTATEA S.I.M.

Proiect U.D.P. Pag.14

Cursa de lucru:1/DH Pa>P2 P1

Cursa de ridicare:2/DH; M1; M2

Pozitia de asteptare:0/DH; M1; M2

5. CALCULUL RECEPTORULUI

5.1.Determinarea diametrului pistonului de lucru

22

UNIVERSITATEA "TRANSILVANIA" BRAŞOVFACULTATEA S.I.M.

Proiect U.D.P. Pag.14

P-presiunea de lucru

F-forţa utilă F=60KN=6000

Se alege conform STAS 7777-67 P=63

5.2.Stabilirea diametrului standardizat

=12,5cm

5.3.Recalcularea forţei teoretice cu diametrul STAS

5.4.Stabilirea diametrului tijei pistonului din condiţia de compresiune simplă

se adoptă

5.5.Alegerea sistemulei de etanşare între piston şi cilindru

Se aleg, garnitura, manşeta de translaţie cu profil U STAS 7906-67

H=12,5

D=125

d=100

23

UNIVERSITATEA "TRANSILVANIA" BRAŞOVFACULTATEA S.I.M.

Proiect U.D.P. Pag.14

D d S H h Lmax x

125 100 12,5 12,5 6,2 23 0,8

5.6.Alegerea sistemului de etanşare între tijă şi capac

H=8,5

D=80

d=63

24

UNIVERSITATEA "TRANSILVANIA" BRAŞOVFACULTATEA S.I.M.

Proiect U.D.P. Pag.14

d D s H h Lmax x

63 80 8,5 8,5 4,2 15 0,5

5.7.Calculul forţei reale dezvoltate de cilindru

25

UNIVERSITATEA "TRANSILVANIA" BRAŞOVFACULTATEA S.I.M.

Proiect U.D.P. Pag.14

5.8.Calculul cilindreei

5.9.Calculul debitelor

26

UNIVERSITATEA "TRANSILVANIA" BRAŞOVFACULTATEA S.I.M.

Proiect U.D.P. Pag.14

5.10.Calculul timpilor

Timpul necesar pentru realizarea cursei active

Timpul necesar pentru realizarea cursei de revenire

6. CALCULUL DE REZISTENTĂ AL CILINDRULUI

6.1.Calculul grosimii pertelui

27

UNIVERSITATEA "TRANSILVANIA" BRAŞOVFACULTATEA S.I.M.

Proiect U.D.P. Pag.14

6.2.Calculul capacului

Se considera capacul ca o placa circulară încastrată pe contur.

z-nr. de şuruburi

h-grosimea minimă a capacului

6.3.Calculul şuruburilor

28

UNIVERSITATEA "TRANSILVANIA" BRAŞOVFACULTATEA S.I.M.

Proiect U.D.P. Pag.14

forţa de strângere :

P-forţa datorată presiunii

P=63000 daN

Fo-forţa de prestrângere initială

Fo>(1-x)P condiţia de realizare a etanşeităţii

x=0,2.....0,3 deoarece sunt două plăci fixate concentric cu şuruburi

Se adptă x=0,2

Fo=(1-x)P=(1-0,2)P=0,8 63000=50400 daN

F=Fo+P=50400+63000=113400 daN

Pentru realizarea etanşării între capac şi corpul cilindrului strângerea se realizează cu 16

şuruburi din grupa 8.8. cu caracteristicile:

Fs-forţa ce solicită fiecare şurub

diametru unui şurub:

se adoptă un şurub M12

6.4.Calculul tijei la flambaj

Cs(coeficient de siguranţă)=2,5.........3,5

LM=2Smax+Lp+2lo

E-modul de elasticitate longitudinal

I-moment de inerţie

29

UNIVERSITATEA "TRANSILVANIA" BRAŞOVFACULTATEA S.I.M.

Proiect U.D.P. Pag.14

7. CALCULUL CONDUCTELOR

30

UNIVERSITATEA "TRANSILVANIA" BRAŞOVFACULTATEA S.I.M.

Proiect U.D.P. Pag.14

Se adoptă diametrul conductei STAS

Qa=73,5 (P2)

Qr=109,7 (P1+P2)

P1 Q p

Q1=45 l/min

P2 Q p

Q2=75 l/min

BIBLIOGRAFIE

VIRGIL GEAMĂN – Utilaje şi instalaţii mecanice pentru prelucrări pl.

MANIU ALEXANDRU – Utilaje pentru deformări plastice

VASILE JIMAN – Acţionări hidraulice şi pneumatice

STAS 1299 – 86

STAS 7670 – 83

31