hidraulicne prese i cekici 2014.pdf

7/24/2019 Hidraulicne prese i cekici 2014.pdf

1/78

2

Univerzitet u novom saduFakultet tehnikih nauka

Departman Za Proizvodno Mainstvo

Prof. dr Dragia Viloti

Maine za obradu deformisanjemII deo

Hidrauline prese i ekii(Pomoni materijal za pripremu ispita)

Novi Sad, decembar, 2013.


2/78

3

4. HIDRAULINE PRESE

4.1. UVOD, NAIN FUNKCIONISANJA, OSNOVNE OSOBINE

Hidrauline prese su maine statikog dejstva u kojih se potencijalna energija tenosti podpritiskom pretvara u mehaniki rad. Njihova glavna karakteristika je sila, ijim dostizanjemprestaje proces deformisanja. Nominalna sila maine definisana je nominalnim pritiskomradne tenosti (P) i povrinom cilindra (A):

nF P A (1)

Brzina pritiskivaa hidraulinih presa zavisi od protoka tenosti (Q) i poprenogpreseka radnog cilindra (A):

Qv

A (2)

Ako se protok ne menja tada je brzina pritskivaa konstantna u odreenoj fazi rada maine(sl. 4.1). Konstantnost brzine pritiskivaa tokom procesa deformisanja je znaajna prednost uodnosu na krivajne prese. Promena brzine pritiskivaa po fazama radnog ciklusa je mogua aostvaruje se promenom protoka i veliine poprenog preseka cilindra, to je ilustrovano na sl.??, gde je brzina pritiskivaa u povratnom hodu znatno vea od brzine u radnom hodu presezahvaljujui malom poprenom preseku cilindra sa donje strane klipa.

Slika 4.1 Brzina pritiskivaa hidrauline prese

Brzina pritiskivaa kod ovih maina u fazi pribliavanja pritiskivaa i povratnom hodu je do500mm/s a u radnom hodu je do 200 mm/s i moe se podeavati u skladu sa zahtevimatehnoloke metode oblikovanja i faze rada (pribliavanje, radni hod, povratni hod).Hidrauline prese se odlikuju velikim rasponom veliine hoda pritiskivaa i mogunoufunkcionisanja maine uz izvoenje smanjenog hoda (hod pritiskivaa manji je odmaksimalnog), za razliku od krivajnih presa kod kojih se uvek izvode kompletni dvojnihodovi. Ove osobine hidraulinih presa u nekim sluajevima su od presudnog znaaja kada jeu pitanju izbor maine za zadatu tehnoloku operaciju oblikovanja.


3/78

4

Slika 4.2 ema hidrauline prese

Osnovni sistemi (struktura) hidrauline prese (slika 4.2):

1. Pogonski sistem koji se sastoji iz pumpe i radnog cilindra. Snaga pumpe (N) odreuje se

na osnovu radnog pritiska (P) i protoka radnog fluida (Q):

PQ

N ( koeficijentkorisnog dejstva). Pogonski sistem hidraulinih presa moe biti: 1 direktni pumpni

pogon, 2 pumpno-akumulatorski, 3 multiplikatorski, to zavisi od traenih tehnikihkarakteristika, odnosno namene prese. Ugraeni cilindri u prese mogu biti jednostranog ilidvostranog dejstva. Pumpe koje se koriste kod hidraulinih presa mogu biti: krivajnoklipne i rotaciono klipne, krilne i zupaste.

2. Izvrni deo hidrauline prese je pritiskiva na koji se postavlja pokretni deo alata. Nanekim presama ulogu izvrnog dela ima sto prese koji je pokretan. Pokretanje pritiskivaaizvodi se sa jednim ili vie hidraulinih cilindara zavisno od njegovih dimenzija.

3. Sistem upravljanja hidrauline prese obezbeuje ostvarenje svih funkcija i performansi

prese. Sastoji se iz hidraulinih komponenti (ventila) i elektronskih komponenti(graninika i kontrolera).4. Sistem za podmazivanje obezbeuje podmazivanje voica pritiskivaa.5. Nosea struktura hidrauline prese objedinjuje sve delove u jedinstvenu celinu, a moe

biti otvorena i zatvorena.Na slici 4.2 prikazana je hidraulina presa jednostrukog dejstva s jastukom za izvlaenje, kojase sastoji iz sledeih sklopova: 1 radni cilindar, 2 pritiskiva, 3 ploa jastuka, 4, 5 cilindri jastuka za izvlaenje, 6 donja traverza (sto prese), 7 stubovi, 8 gornja traverza, 9

zavrtanj za prednaprezanje stubova prese.Prema broju dejstava hidrauline prese mogu biti a) prese jednostrukog dejstva, b)

prese viestrukog dejstva. Kod presa jednostrukog dejstva poeljno je da se u sto maine

ugradi jastuk za izvlaenje koji poveava opseg primene takve maine.


4/78

5

U pogledu namene hidrauline prese se dele na:1. Prese za oblikovanje lima koje se koriste za obradu razdvajanjem, savijanjem, dubokim

izvlaenjem, razvlaenjem itd.2. Prese za zapreminsko oblikovanje koje se koriste za slobodno kovanje, kovanje u

kalupu, ispravljanje i kalibrisanje, istiskivanje cevi i profila, istiskivanje komadnih delova,

utiskivanje gravura itd.3. Hidrauline prese specijalne namene: prese za hidrostatiku obradu, za izostatikopresovanje praha, prese za montau itd.

4. Hidrauline prese za nemetale, na primer za gumu, plastiku, drvo, papir, tekstil, kou i dr.

Radni ciklus hidrauline prese

Priblini radni ciklus hidrauline prese prikazan je na slici 4.3 i definie osnovne vremenskekomponente:

c z 1 2 3 4t t t t t t

Slika 4.3. Priblini radni ciklus hidrauline presea) dijagram hoda pritiskivaa, b) dijagram brzine pritiskivaa

tz vreme potrebno za vaenje obratka i ubacivanje pripremka u alatt1 vreme pribliavanja,t2 vreme obrade,t3 vreme zadravanja obratka pod optereenjem

t4 vreme povratka u poetni (gornji) poloajBroj radnih ciklusa u jedinici vremena:


5/78

6

1c

c

60n [min ]

t

Komponente vremena t1, t2 i t4 se izraunavaju na osnovu odgovarajueg hoda (hi) i brzinekretanja pritiskivaa (vi): /i i it h v .

Funkcionisanje hidrauline prese

Faze rada hidrauline prese u skladu s dijagramom radnog ciklusa prikazane su naslici 4.4 a sastoje se od:

brzog primicanja pritiskivaa, koja se ostvaruje sa niskim pritiskom i velikimprotokom tenosti, koja se preko servo ventila iz rezervoara uvodi u cilindar.Pri tome mora biti obezbeen odvod tenosti sa donje strane klipa.

faze deformisanja, koja se izvodi sa smanjenom brzinom pritiskivaa (uodnosu na prethodnu fazu) i poveanim pritiskom fluida, odnosno,dovoenjem tenosti visokog pritiska iz pumpe preko odgovarajueg ventila.

Pri tome je takoe, obezbeeno odvoenje tenosti sa donje strane klipa. faze povratnog kretanja, koja se ostvaruje pomou tenosti iz pumpe visokogpritiska koja se preko odgovarajueg ventila dovodi sa donje strane klipa,obezbeujui veliku brzinu povratnog kretanja pritiskivaa zbog male povrineklipa sa donje strane cilindra. Odvod tenosti sa gornje strane delimino se vri

preko ventila pritiska a u veoj koliini preko servo ventila tenost odlazi urezervoar niskog pritiska.

a) b) c)Slika 4.4. Faze funkcionisanja hidrauline presea)pribliavane, b)deformisanje, c) povratni hod

Na izbor hidrauline prese utiu tehnoloki zahtevi, tj. njihovo usklaivanje s tehnikim

karakteristikama prese u koje spadaju:1. nominalna sila glavnog dejstva prese


6/78

7

2. nominalna sila ostalih dejstava3. brzina pritiskivaa: a) pribliavanje, b) deformisanje, c) povratni hod4. brzine izvrnih elemenata pomonih dejstava maine (dralima i izbaciva, ako postoje)5. hod pritiskivaa6. hod pomonih dejstava

7. dimenzije pritiskivaa8. dimenzije stola maine9. karakteristike pumpe (p, q)

10. snaga maine11. gabariti maine12. masa prese

Radna tenost

Radna tenost kod hidraulinih presa je komponenta koja je veoma znaajna za

ispravno funkcionisanje ove vrste maina. Radna tenost obezbeuje prenos hidrauline snageod pumpe do radnog cilindra, podmazuje pokretne delove pumpe i u radnom cilindru,obezbeuje antikorozionu zatitu povrina pumpe, radnog cilindra upravljakih elemenata icevovoda i odvodi toplotu i neistoe iz hidraulinog sistema.

Radna tenost u pogonskim sistemima hidraulinih presa moe biti:a) voda sa dodatkom emulzije

b) mineralno ulje

Pogonski sistemi modernih hidraulinih presa koriste mineralno ulje ije karakteristikesu odreene standardima pojedinih zemalja, kao na primer DIN 51524 deo 2 (u naojzemlji hidraulina ulja na mineralnoj bazi definisana su standardom JUS ISO 6743-4/1991) prema kojem hidraulino ulje mora da ispunjava sledee zahteve:

konstantan nivo viskoznosti u temperaturnom intervalu od 20 do 60 stepenicelzijusa,

otpornost na temperaturne promene i visoku taku paljenja, nisku stiljivost (komperisbinost), nisku sklonost ka stvaranju pene pri strujanju, nisku apsorpciju vazduha, dobre mogunosti filtriranja i nisku cenu.

Hidrauline jedinice projektuju se u skladu sa navedenim standardom. Radni vektenosti, izbor radnog pritiska i materijala zaptivki povezan je sa vrstom hidraulinog ulja.Jedan od problema u hidraulinom sistemu presa je stiljivost radne tenosti koja jenaroito izraena pri visokim pritiscima koji se po pravilu pojavljuju pri radu hidrauline

prese. Kompresibilnost radnog fluida umanjuje tanost izvravanja radnog hoda, odnosnotanost konanih dimenzija obratka, usporava odziv hidraulinog sistema i mora se uzeti uobzir pri projektovanju prese. Pri radu prese sa hidraulinim uljem moe oekivatismanjenje zapremine od 0,7 do 0,8 % za svakih 100 bara pritiska. Visoka stiljivosthidraulinog ulja oteava postizanje visokog pritiska i stvara probleme kod rastereenjamaine. Izbor hidraulinog ulja kod presa zavisi od vrste pogonskog sistema, zatim odvrste pumpe i nivoa radnog pritiska ije vrednosti su standardizovane (200, 300, 400, 630,1000bara).


7/78

8

Viskozitet mineralnog ulja kod hidraulinih presa odnosi se na temperaturu od 400C akree se u granicama od ISO VG 22, 32, 46, 68,100 i 150.

Rafinerija nafte Novi Sad za hidrauline prese preporuuje hidraulino ulje HIDROLHM, ija se viskoznost na 400C kree od 22 do 150 mm2/s (cSt), a taka paljenja je uintervalu 196 do 2220C.

Maine starije konstrukcije, preteno maine sa pumpno-akumulatorskim imultiplikatorskim pogonskim sistemom, kao radnu tenost koriste vodu sa dodatkomemulzije, kako bi se umanjila korozija elemenata pogonskog sistema. Primena vodeobezbeuje nisku viskoznost i smanjene gubitke zbog trenja, mogunost ostvarenjavelikog protoka kroz male poprene preseke cevovoda, eliminie opasnost od paljenja,ekoloki je ista i cena je vrlo niska.

Mineralno ulje omoguuje gradnju kompaktnih pogonskih sistema, dobro podmazujetarue elemente te smanjuje njihovo habanje, ima dobru antikorozionu zatitu iobezbeuje dugotrajnost elemenata pogonskog i upravljakog sistema prese. Potrebneosobine mineralnih ulja postiu se dodavanjem aditiva. Radni vek hidraulinogmineralnog ulja treba da iznosi oko 5000 asova. Prilikom zamene hidraulinog ulja u

pogonskom sistemu prese treba postupiti prema preporuci proizvoaa maine u pogleduvrste ulja i filtera za preiavanje.

Izbor hidraulinog ulja vri se u fazi projektovanja pogonskog sistema i zavisi od vrstepumpi ugraenih u pogonski sistem. Za sluaj rotaciono klipnih pumpi preporuuje se uljekinematske viskoznosti od 20 do 45 mm2/s (cSt), zupaste pumpe rade sa uljima ija jeviskoznost u granicama od 35 do 50 mm2/s (cSt) dok se za krilne pumpe preporuujeviskoznost od 30 do 45 mm2/s (cSt).

Stepen korisnog dejstva hidraulinih presa

Stepen korisnog dejstva hidrauline prese odreen je odnosom korisne i ukupneenergije jednog radnog ciklusa:

1 2

kp cev ak cil

W

W W

gde je:

Wk - koristan radW1 -uloen rad u radnom hoduW2 - uloen rad u povratnom hodup - stepen korisnog dejstva pumpecev- stepen korisnog dejstva cevovodaak- stepen korisnog dejstva akumulatoracil- stepen korisnog dejstva cilindra

Pri odreivanju ukupnog stepena korisnog dejstva nije potrebno uzimati u obzir energetikupovratnog hoda jer su gubici energije u ovom delu ciklusa relativno mali i mogu se zanemaritipa je efektivni koeficijent korisnog dejstva cilindra definisan izrazom:

1 2

k kec

u

W W

W W W

Gubici energije u radnom hodu prese definiu se odnosom odgovarajuih energetskih

komponenti, tj. stepenom korisnog dejstva cilindra:


8/78

9

11

1 1

c kec h v m

W W

W W

Wc1korisna energija cilindra u radnom hoduW1uloena energija cilindra pri radnom hoduh hidraulini stepen korisnog dejstvav volumetrijski (zapreminski) stepen korisnog dejstvammehaniki stepen korisnog dejstva

4.2. VRSTE HIDRAULINIH PRESA

Hidrauline prese imaju iroku primenu u preradi metala i nemetala. Zbog odreenihtehnikih karakteristika, pre svega nominalne sile i hoda pritiskivaa, ove maine esto

preuzimaju mesto krivajnim presama. Tako, naprimer, istiskivanje dugakih profila jedino jemogue izvesti na horizontalnoj hidraulinoj presi.

Podelu hidraulikih presa mogue je izvriti prema razliitim kriterijumima ikarakteristikama. U pogledu broja dejstava isto kao i kod krivajnih presa, hidrauline presemogu biti: jednostrukog i viestrukog (dvostrukog i trostrukog) dejstva. S obzirom na obliknosee strukture hidrauline prese mogu biti izgraene sa otvorenom ili zatvorenom noseomstrukturom, koja moe biti jo vertikalna i horizontalna. Pogon hidraulinih presa moe bitigornji i donji. Broj hidrocilindara kod ovih maina moe biti razliit jednocilindrine iviecilindrine. S obzirom na broj radnih pozicija hidrauline prese, takoe mogu biti

jednopozicione i viepozicione.Osnovne tehnike karakteristike hidraulinih presa proistiu iz tehnolokih zahteva

pojedinih metoda obrade, te se otuda podela hidraulinih presa moe izvriti na sledei nain:

1. Hidrauline prese za obradu lima2. Hidrauline prese za zapreminsko deformisanje3. Hidrauline prese specijalne namene4. Hidrauline prese za nemetale

4.2.1. HIDRAULINE PRESE ZA OBRADU LIMA

U ovu grupu spadaju slede vrste presa:

Univerzalne hidrauline prese Hidrauline prese za razdvajanje lima Hidrauline prese za fino razdvajanje Prese za seckanje lima Hidrauline prese za savijanje Hidrauline prese za oblikovanje viepozicionim alatom Hidrauline prese za duboko izvlaenje Viepozicione hidrauline prese

Hidrauline probne prese


9/78

10

4.2.1.1. UNIVERZALNE HIDRAULINE PRESE

Univerzalne hidrauline prese imaju visok nivo fleksibilnosti, a koriste se za operacijerazdvajanja i oblikovanja lima (savijanje, duboko izvlaenje, plitko utiskivanje, ispravljanje,kalibrisanje itd.), u jednopozicionim i viepozicionim alatima. Pogodne su za izradu manjih i

srednje velikih delova. Hidrauline univerzalne prese u odnosu na mehanike univerzalneprese imaju manji broj hodova (prosek je 12 hodova za hidrauline, a 17 za mehanike). Ovemaine imaju povoljniji dijagram brzine u zavisnosti od hoda u odnosu na krivajne prese,odnosno, dijagram koji se moe programirati u skladu sa fazama radnog ciklusa.

Slika 4.5- Univerzalna hidraulina presa

Slika 4.6.- Univerzalna presa Mller Weingarten1-stubovi pres, 2-pritiskiva, 3-voice pritiskivaa podmazivane uljem, 4- graninik hoda

pritiskivaa, sa centralnim sistemom podeavanja, 5-ploa stola, 6-jastuk za izvalaenje, 7-PC kontrolno-upravljaki sistem, 8-pogonski sistem sa aksijalno-klipnom pumpom


10/78

11

Hidrauline prese univerzalne namene po pravilu su opremljene jastukom za izvlaenje(slika 4.5) to omoguuje izvoenje operacija izvlaenja. Nosea struktura maine na slici jezatvorena prednapregnuta a pogonski cilindri su smeteni na gornjoj traverzi. Jastuk zaizvlaenje je smeten u stolu prese i sastoji se od dva brza cilindra i centralnog cilindra zaobezbeenje sile draa.

Na slici 4.6 je prikazana univerzalna presa Mller Weingarten, koja moe bitiopremljena razliitim nivoima pomone opreme, kao na primer, amortizerom pritiskivaa,sistemom za obezbeenje paralelnosti kretanja pritiskivaa, draem lima u stolu i

pritiskivau prese, ureajem za brzu zamenu alata itd. Nominalna sila ovih maina se kree od1000 kN do 12.500 kN, broj hodova u minutu iznosi 10-35

4.2.1.2. HIDRAULINE PRESE ZA RAZDVAJANJE LIMA

1. Konvencionalno razdvajanje

Kada je u pitanju konvencionalno razdvajanje lima (probijanje i prosecanje) uobiajenoje da se za tu svrhu koriste mehanike (krivajne) prese, pre svega zbog svoje brzohodosti.Meutim, u odreenim sluajevima kod operacija razdvajanja prednost imaju hidrauline

prese, to je posebno izraeno kod razdvajanja lima velike debljine, kada sila premaujevrednost od 2,5 MN. U tu svrhu mogu se upotrebiti i univerzalne hidrauline prese (slika 4.7).Poseban problem kod operacija razdvajanja jeste naglo rastereenje pri kraju razdvajanja kojemoe dovesti do vibracija obradnog sistema, a taj problem se kod hidraulinih presa reavaugradnjom specijalnih amortizera. Upotrebom specijalnog pogonskog sistema sa malimradnim hodom broj hodova kod hidrauline prese moe biti i preko 300 min-1.

Slika 4.7. - Univerzalna presa primenjena za razdvajanje (Wanzke A-SPS 120)


11/78

12

Za izvoenje operacija razdvajanja koriste se jednostubne hidrauline prese, na primer presatip HST 2500, firme Hengstebeck Co Maschinenbau (slika 4.8), ija je nominalna sila2500kN, i radni hod 40 mm, to omoguuje izradu delova od lima debljine 0,5 do 4 mm. Ovamaina namenjena je pre svega za probe alata za razdvajanje.Presa Typ HST 2500 je mainanamenjena za operacije probijanja i prosecanja lima. Matrica alata je ugraena u ploi stola a

ig sa draem je postavljen na kraju klipnjae. Na gornjem delu prese nalazi se skidalima.

Slika 4.8 - Hidraulina presa za probijanje i prosecanje

Hengstebeck & Eich GmbH & Co., Maschinenbau

Slika 4.9- Radni prostor prese HST 2500


12/78

13

Na slici 4.10 je prikazana linija za isecanje pripremaka za izradu fijoka metalnognametaja. Liniju ine ureaj za odmotavanje trake iz bunta mase do 5000 kg, maina zaispravljanje lima, hidraulina presa za isecanje pripremaka HPV250 (Wanzke, Nemaka) iureaj za paletiranje delova. Nominalna sila maine je 2.500 kN, a broj hodova se kree od 10do 50 u minutu. Na ovoj liniji obrauju se limovi debljine 1-1,5 mm i irine do 800 mm.

Slika 4.10 - Linija za isecanje pripremaka Wanzke, Nemaka

2. Hidrauline prese za fino razdvajanje

Za operacije finog razdvajanja presovanjem osim mehaniko-hidrauline prese, koristese i isto hidrauline prese trostrukog dejstva (slika 4.12). Kod ove maine u stolu presesmeten je glavni cilindar i cilindar za protivdejstvo, dok se u gornjem delu prese (traverza)nalazi pogonski cilindar konturnog zuba. Osim toga, u stolu prese se nalaze cilindri za brzo

podizanje donje polovine alata, to omoguuje skraenje radnog ciklusa. Ovi cilindri senapajaju pomou akumulatora, dok se glavno i ostala dejstva napajaju pomou pumpe.

Slika 4.11- Kvalitet povrine finog i klasinog razdvajanja


13/78

14

Slika 4.12- ema hidrauline prese za fino razdvajanje presovanjem

Slika 4.13- Hidraulina presa za FRP, Feintool vajcarska


14/78

15

HFA3200plus HFA4500plus HFA7000plus

Total force kN 2000-3200 3000-4500 4675-7000

Ram stroke mm 180 230 230

Tool installation height mm 330-410 330-410 330-410

Workclamping area, top mm 630x630 800x800 900x900

Workclamping area, bottom mm 640x900 810x1000 910x1260

Maina serije HFA je snabdevena automatskim dodavaem trake sa valjcima, ureajemza podmazivanje trake specijalnim uljem i makazama za seenje otpada. Maine suopremljene specijalnim sistemom zatite alata od preoptereenja i sistemom zatite operateraod povreda.

Hidrauline prese za FRP proizvode se sa nominalnom silom od 2.500 14.000 KN.

Koriste se za obradu lima debljine preko 12 mm. Prednost im je mogunost ostvarivanjapotrebne sile razdvajanja nezavisno od poloaja pritiskivaa.

Slika 4.14- Delovi automobila proizvedeni finim razdvajanjem

HIDRAULINE PRESE ZA SECKANJE

Razdvajanje tankih limova parcijalnim zahvatom izvodi se na specijalnim automatskim

mainama sa hidraulinim pogonom i potpunom numerikom kontrolom procesa (sl. 4.15).Osnovni alat predstavlja ig i matrica krunog oblika malih dimenzija, koji izvode veliki broj


15/78

16

hodova u jedinici vremena (preko 2000 min-1), koji omoguuju isecanje pravolinijskih ikrivolinijskih kontura u limu. Osim toga, maina je snabdevena velikim brojem standardnihalata koji omoguuje probijanje i prosecanje otvora razliitih oblika i dimenzija (slika 4.18).

Slika 4.15- Maina za seckanje Trumpf model 2020

Na istoj maini mogu se izvoditi i operacije savijanja i reljefnog oblikovanja pomou alata, sl.4.19. Zamena alata je automatska a pomeranje lima u horizontalnoj ravni (X-Y) izvodi se vrlo

precizno i sa velikom brzinom. Radi poveanja veka trajanja alata isti su prevueni sa TiCNprevlakom.

Slika 4.16- Alat u zahvatu Slika 4.17-Hidraulina glava zarazdvajanje

Na slicije prikazan izgled maine za inkrementalnu obradu TRUMPF tip 2020 koja imasledea tehnike karakteristike:

maksimalna radna povrina 2540 mm x 1270 mm

maksimalna sila 180 kN


16/78

17

maksimalna debljina lima 6,4 mm

maksimalni broj hodova pri probijanju/markiranju 900/2200

Broj alata 19, magacin linearn

Osnovni tipovi alata za ovu vrstu maina su alati za probijanje otvora razliitih oblika i

dimenzija, alat za prosecanje, alat za utiskivanje i alt za savijanje (slika 4.18 i 4.19)

a)b)

Slika 4.18- Alati za Trumpf maine

a) za probijanje otvora razliitog oblika i dimenzija b) za prosecanje lima

a) b)

Slika 4.19- Alati za oblikovanje na Trumpf mainamaa) alati sa tokiem b) alat za savijanje

4.2.1.3. HIDRAULINE PRESE ZA SAVIJANJE

Hidrauline prese se veoma uspeno koriste za razliite postupke savijanja, tj. za:1. izradu komada manjih dimenzija u specijalnom alatu2. izradu tankozidih profila velike duine3. savijanje velikih delova vee debljine (ploe)

Kod savijanja pojedinanih delova manjih dimenzija racionalna je upotreba specijalnogalata i univerzalne hidrauline prese ili hidrauline prese koja osim glavnog ima i dopunsko

dejstvo (pogon izbacivaa).


17/78

18

Za izradu profila od tankog lima vee duine (6 m i vie) primenjuju se hidraulineabkant prese. Standardna hidraulina abkant presa primenjuje se za pojedinanu imaloserijsku proizvodnju razliitih profila. Ova maina ima krutu otvorenu noseu strukturu,a pokretanje pritiskivaa izvodi se pomou dva hidraulina cilindra koji se direktno napajaju

pumpom. Duina pritiskivaa prese kree se od 2 6 m, a u specijalnim sluajevima i do

10m. Jedan komplet alata omoguuje izradu profila razliitog poprenog preseka.

Slika 4.20- Princip numerikog upravljanja kod abkant prese

Slika 4.21- Kontrolni panel CNC Sistema upravljanja


18/78

19

Savremene abkant prese grade se sa numerikom kontrolom pojedinih osa (slika 4.20): CNC upravljanje graninikom (x osa) CNC upravljanje hodom pritiskivaa (y osa) CNC upravljanje uzdunim graninikom (z osa)

Broj upravljakih osa abkant prese zavisi od stepena automatizacije maine i moe biti od 3do 6.

Slika 4.22- Abkant presa Trumpf model 3120

Za smanjenje elastinih deformacija pritiskivaa prese primenjuju se novi pogonski sistemi saetiri hidraulina cilindra (slika 4.23)

Slika 4.23- Pogon sa etiri cilindra patent kompanije Trumpf


19/78

20

Slika 4.24- Hidraulina abkant presa Trumpf sa robotom za manipulaciju obratkom

Zatita od povreda pri radu sa abkant presom izvodi se na razne naine, a jedan od njih kojiprimenjuje trumpf je laserski sistem (slika 4.25)

Slika 4.25- ema zatitnog sistema Trumpf

Slika 4.26- Sistem za odravanje paralelnosti kretanja pritiskivaa kod abkant prese


20/78

21

Jedan od problema pri radu hidrauline abkant prese je odravanje paralelnosti kretanjaiga u odnosu na donji deo alata matricu.

Ako se od maine zahteva via tanost onda se mora poveati krutost nosee struktureili uvesti kontrolno regulacioni sistem. Jedno od reenja za odravanje paralelnosti alata

prikazano je na slici 4.26, koje je zasnovano na praenju pomeranja krajeva pritiskivaa i

aktiviranju dodatne koliine tenosti u odgovarajui cilindar.Posebnu grupu presa za savijanje i druge vrste oblikovanja debelih limova, predstavljajuhidrauline prese koje svoju osnovnu primenu nalaze u tekoj mainogradnji, npr.

brodogradnji (sl. 4.27 i 4.28). Ove maine grade se kao prese jednostrukog i viestrukogdejstva. Nosea struktura moe biti otvorena ili zatvorena. Karakterie je veliki radni prostor ukoji se postavljaju jednostavni alati.

Slika 4.27- Presa za savijanje jednostrukog dejstva

Slika 4.28- Presa za savijanje trostrukog dejstva


21/78

22

Slika 4.29- Delovi oblikovani na presama HKO i HKC

Na sl.4.27 je prikazana hidraulina presa za savijanje Litostroj tip HKO-1,jednostrukog dejstva koja se gradi sa nominalnom silom do 1 MN, a na slici 4.28 presatrostrukog dejstva, koja se gradi sa silom nominalnog dejstva od 4 10 MN.

4.2.1.4. HIDRAULINE PRESE ZA OBLIKOVANJE VIEPOZICIONIMALATOM

Delovi od lima manjih dimenzija sloenog oblika, koji zahtevaju primenu razliitihoperacija obrade (razdvajanje, savijanje, duboko izvlaenje i dr.) uspeno se oblikuju nauniverzalnim ili specijalnim za tu namenu hidraulinim presama. Na slici 4.30 je prikazana

jedna takva presa nemakog proizvoaa Wanzke tip HPV / F450, koja je postavljena uproizvodnu liniju. Nominalna sila prese je 3500 kN, a odmotatrake ima nosivost od 5000kg.Na presi se oblikuju delovi od lima debljine od 2 do 8 mm, irine do 300 mm. Broj hodovaprese je do 50 u minutu. Presi prethodi maina za ispravljanje lima i precizni dodavatrake. Maina je numeriki upravljana. Transport obratka izvodi se pomou trake koju pomeradodava.

Slika 4.30- Linija za oblikovanje elemenata arke pomou viepozicionog alata


22/78

23

Slika 4.31- Viepozicioni alat za razdvajane i savijanje

Slika 4.32- Delovi oblikovani viepozicionim alatom na hidraulinoj presi Wanzke


23/78

24

4.2.1.5. HIDRAULINE PRESE ZA DUBOKO IZVLAENJE

Hidrauline prese vrlo esto se koriste za izvoenje operacija dubokog izvlaenja, ak iu autoindustriji, uprkos injenici da su sporije od mehanikih presa i da imaju veu cenu.Takoe treba napomenuti da hidrauline prese nisu pogodne za integrisanje u

automatske linije kao to je to sluaj sa mehanikim presama, ali ima i takvih reenja.Glavna prednost hidraulinih presa za duboko izvlaenje u odnosu na mehanike jepotpuna kontrola brzine deformisanjau svakoj fazi radnog ciklusa (pribliavanje, kontaktalata sa materijalom, izvlaenje, povratni hod). Sledea prednost hidraulinih presa jestenemogunost preoptereenja u toku deformisanja, kao i mogunost izvoenja dubokogizvlaenja u bilo kom delu radnog hoda maine. Takoe, kod hidraulinih presa sa viedejstava jednostavna je kontrola i upravljanje sa draem lima i izbacivaem.

Za duboko izvlaenje koriste se:

a) hidrauline prese jednostrukog dejstva sa jastukom za izvlaenje (sl.4.33)b) hidrauline prese dvostrukog dejstva

c) hidrauline prese trostrukog dejstva.

Kod hidraulinih presa viestrukog dejstva mogue su razliite kombinacije upotrebepojedinih dejstava za izvoenje razliitih faza deformisanja.

Slika 4.33- Hidraulina presa jednostrukog dejstva sa jastukom za izvlaenje


24/78

25

Slika 4.34- Presa za oblikovanje sudopera, Schuler serija SH do 16 MN

Slika4.35- Hidraulini jastuk preseSchuler SH

Slika4.36- Panel sistema upravljanja

Tehnike karakteristike presa Schuler serija SH


25/78

26

Slika 4.37- Principijelna ema hidrauline prese dvostrukog dejstva za duboko

izvlaenje

4.2.1.6. VIEPOZICIONE HIDRAULINE PRESE

Analogno mehanikim viepozicionim presama, postoje i hidrauline viepozicioneprese koje imaju slinu namenu, ali se pre svega koriste za vieoperaciono duboko izvlaenje

(ema, sl. 4.38). Na sl.4.40 prikazana je jedna viepoziciona hidraulina presa sa elektronskimgrajferom za unutranji meuoperacioni transport obradaka. Presa je namenjena zavieoperaciono duboko izvlaenje to podrazumeva da svaka pozicija raspolae sa sopstvenimdraem lima. Isecanje pripremka iz trake izvodi se pomou alata koji se nalazi van radnog

prostora maine (bono sa leve strane).

Slika 4.38- ema viepozicione hidrauline presa


26/78

27

Alat za reverzibilno duboko izvlaenje na ovoj presi prikazan je na slici 4.41, u kojemse osim izvlaenja obavlja i operacija opsecanja.

Slika 4.39 - Viepozicioni alat za izradu kuita manometra (WANZKE)

Slika 4.40- Viepoziciona presa SchulerNominalna sila do 42 MN, broj pozicija 11, korak transportera 700 mm,

broj hodova 10-28 /min.


27/78

28

Slika 4.41- Alat sa reverzibilnim izvlaenjem na viepozicionoj presi (Schuler)

Hidrauline viepozicione prese koriste se i u auto industriji za oblikovanje delovavelikih dimenzija (slika 4.42 i 4.43), uz primenu razliizih sistema transporta radnog komada(mehaniki, sa poprenom letvom, elektronski)

Slika 4.42- Transporter sa mehanikim grajferom


28/78

29

Slika 4.43- ema viepozicione prese za auto industriju Schuler

Range of application manufacturing of structural and outer skin componentsBed dimensions(l x w) 1.7 x 1.3 m 7.2 x 3.1 mPress capacity 5,000 32,000 kNDrive hydraulic driveMaterial feeding coil line or blankloaderPart transport two or three axis transfer

Tehniki podaci viepozicione prese Schuler

4.2.1.7. HIDRAULINE PROBNE PRESE (Tryout prese)

Ova vrsta hidraulinih presa koristi se za probu alata, na primer, za oblikovanje delova odlima velikih dimenzija, koji se koriste u auto industriji

Slika 4.44- Probne prese Mller Weingarten


29/78

30

Probna presa mora da simulira uslove rada krivajne prese sa sloenim krivajnimmehanizmom (laktasti, link, multi-link, i dr.), koje se koriste za izradu karoserijeautomobila. To podrazumeva da hidraulina presa ima snaan i brz pogonski sistem saadekvatnim upravljakim sistemom. Maina takoe ima i odgovarajui dra lima sadejstvom u vie taaka. Cilj ispitivanja alata na probnoj presi je da se u potpunosti ovlada

tehnologijom kako bi vreme zastoja u procesu proizvodnje svelo na minimum.Na donjem dijagramu (sl. 4.45) je prikazana simulacija hoda krivajne prese pomoupogonskog sistema probne prese (Mller Weingarten).Na ovoj presi moe se simulirati radmulti-point draa lima kao proces predubrzavanja draa lima.

Slika 4.45- Dijagram hoda probne prese (Mller Weingarten)

Slika 4.46 - Probna presa Mller WeingartenNominalna sila do 30MN, irina stola do 5500mm,

Slika 4.47- Probna presadvostrukog dejstva, Schuler


30/78

31

Pogonski sistem probne prese je pumpno-akumulatorski, koji zahvaljujui adekvatnomsistemu upravljanja moe da simulira kretanje pritiskivaa krivajne prese, odnosno dijagram

brzine krivajne prese sa sloenim pogonskim sistemom. Na maini takoe postoji kontrolaparalelnosti kretanja pritiskivaa i precizna kontrola veliine hoda.

4.2.1.8. AUTOMATSKE LINIJE ZA OBRADU LIMA

Alternativa velikim mehanikim presama za izradu delova karoserije automobila suautomatske linije sa hidraulinim presama za izradu istih delova.

Slika 4.48- Automatska linija hidraulinih presa za izradu delova karoserijeBroj presa 5, dimenzije pripremka 3600x1830mm, ukupna sila svih presa 54000 kN, broj

hodova 14/min., duina linije 38 m, irina linije 10,5 m, masa linije 2800 tona

Zavisno od koncepta linija hidraulinih presa se obino sastoji od jedne vodeehidrauline prese i nekoliko sekundarnih presa, obino celokupna linija se sastoji od 4, 5 ili 6

presa zavisno od sloenosti delova koji se oblikuju. Vodea presa je sloenija od sekundarnihpresa i po pravilu to je presa dvostrukog dejstva (sa pogonom draa lima). Sekundarne presesu jednostrukog dejstva.

Transport obratka kod ovih linija se izvodi primenom razliitih sistema: dodava

pripremka, klasian linearni grajfer, roboti, transporter sa poprenim grajferom itd. Izmeupresa obino postoje pomoni prihvatni ureaji jer je direktan transport sa prese na presu


31/78

32

praktino nemogu. Na meupozicijama mogue je i okretanje radnog komada za 180 stepeniradi pripreme poloaja za narednu operaciju.

Meutim, novi koncept automatskih linija upravo je baziran na direktnom transferuradnog komada sa prese na presu.

Slika 4.49- Funkcionalna ema linije hidraulinih presa1-donoenje pripremaka, 2-utovar pripremka, 3-dodavanje pripremka, 4-oblikovanje i

opsecanje, 5-transporter-dodava, 6-operacija izvlaenja, konvejer gotovih delova

Slika 4.50- Transport obratka u automatskoj liniji sa meuskladitem

4.2.2. HIDRAULINE PRESE ZA ZAPREMINSKO DEFORMISANJE

Hidrauline prese imaju posebnu vanost za odreene operacije zapreminskogdeformisanja. Neke tehnoloke operacije mogue je uspeno izvesti iskljuivo na hidraulinim

presama, kao naprimer, slobodno kovanje delova velikih dimenzija, istiskivanje dugakihprofila, precizno utiskivanje i kalibrisanje itd. Pri tome posebno dolaze do izraaja tehnikekarakteristike hidraulinih presa u odnosu na mehanike, koje se ogledaju u mogunostikontrole brzine deformisanja, veliine hoda i veliine deformacione sile.


32/78

33

Hidrauline prese za zapreminsko deformisanje se dela na: prese za hladno oblikovanje prese za toplo oblikovanje

4.2.2.1. PRESE ZA HLADNO OBLIKOVANJE

U kategoriju hidraulinih presa za hladno zapreminsko deformisanje spadaju: Prese za hladno istiskivanje Prese za hladno utiskivanje Prese za ispravljanje Prese za kalibrisanje

4.2.2.1.1. PRESE ZA HLADNO ISTISKIVANJE

Karakteristike procesa istiskivanja su visoki pritisci, odnosno velika sila oblikovanja,

potrebna dodatna dejstva za izbacivanje i skidanje obratka. Radi toga su maine za hladnoistiskivanje po pravilu prese trostrukog dejstva, kompaktne konstrukcije i visoke krutosti.Oblikovanje hladnim istiskivanjem sloenijih obradaka izvodi se u vie operacija, odnosno naviepozicionim mainama (za serije vee od 1,8 miliona komada godinje). Hidrauline presese uspeno koriste za oblikovanje dugakih delova tipa osovine ili vratila, mase do 15 kg.Deformacija nosee strukture hidrauline prese ne odraava se znaajnije na tanost obratka.ak je tanost obratka via kod ovih maine nego kod mehanikih presa, a takoe i radni vekalata.

Slika 4.51- Hidraulina presa za istiskivanje

Lasko tip KFP

Slika 4.52- delovi izraeni

istiskivanjem na presi KFP


33/78

34

Na sl.4.51 prikazana je jednopoziciona hidraulina presa za istiskivanje, Lasco tip KFPkoja se proizvodi sa nominalnom silom od 2,5 do 15 MN. Hod pritiskivaa je od 500 do1200mm, povrina stola od 600x600 do 1400x1500 mm, brzina pritiskivaa u fazi

pribliavanja oko 500mm/s, a u radnom hodu od 45 do 67 mm/s.Za vieoperaciono istiskivanje Schuler je razvio posebnu familiju hidraulinih transfer presa

MH serije sa tri, etiri ili pet radnih pozicija (sl. 4.53). Nominalna sila ovih maina kree seod 2MN do 100MN. Svaka radna pozicija ima ugraene izbacivae u pritiskivau i u stoluprese. Transport obratka izvodi troosni transporter. Zavisno od veliine serije procesoblikovanja moe biti potpuno ili delimino automatizovan. Na ovim mainama izrauju sedugaki delovi tipa pogonskih vratila automobila.

Tehniki podaci:

nominalna sila 9 MN

maksimalni hod pritiskivaa 550mm

Svetli otvor prese 1550 mm

Dimenzije stola prese 1300x1000mm

Sila izbacivaa u stolu prese 500kN

Sila jednog izbacivaa upritiskivau 100 kN

Broj izbacivaa u pritiskivau 3

Slika 4.53- Tropoziciona hidraulina presa Schuler

Slika 4.54 - Viepoziciona hidraulina presa za hladno istiskivanje

U procesima zapreminskog deformisanja, na hidraulinim i krivajnim presama, zaautomatizovani transport materijala i obratka najvie se koriste grajferni sistemi i roboti. Unastavku su prikazana neka od reenja ovih ureaja.


34/78

35

Na slici 4.55 prikazana je varijanta dodavanja pripremka i transporta obratka u oblikupeurke pomou grajfernog mehanizma. Orijentacija pripremka ostvaruje se pomouprofilisanih ina (kanala) a donji komad u kanalu se zadrava pomou draa i izbacuje utransportni ureaj delovanjem izbacivaa. Izbaeni komad prihvata grajfer transportera i

prenosi ga do prve pozicije. Meuoperacioni transport na ostalim pozicijama se izvodi na isti

nain izbaene komade iz matrice prihvataju grajferi i prenose ih do sledee radne pozicije,potom ih otputaju, a pogonske ine sa grajferima se vraaju u poetnu poziciju. Kretanjegrajfera izvodi se pomou paralelnih ina koje pogon dobijaju od vratila, pomou zupanika i

bregastih ploa, ili na neki drugi nain.

Slika 4.55- Ureaji za dodavanje pripremka i meuoperacioni transport

Kretanje grajfera moe biti u ravni - 2D gajfer ili u prostoru, kada je re o 3Dgrajfernom sistemu. S obzirom na vrstu pogona grajferi mogu biti mehaniki, pneumatski,hidraulini i elektrini.

4.2.2.1.2. PRESE ZA HLADNO UTISKIVANJE

Hladno utiskivanje (sl.4.56) je proces zapreminskog deformisanja kod koga se ig odreenogoblika utiskuje malom brzinom u pripremak, koji je obino od alatnog elika oaren naminimalnu tvrdou.Proces se izvodi u uslovima visokog pritiska to uslovljava visoka mehanika svojstva iga.Ovaj postupak primenjuje se za izradu upljina u alatima za kovanje, livenje, zatim alatima zaoblikovanje plastike itd. Ovim postupkom dobijaju se gravure izuzetnog kvaliteta sa boljimmehanikim svojstvima u odnosu na alternativne postupke izrade: rezanje struganje,glodanje, bruenje, elektro-erozija, livenje itd.


35/78

36

Slika 4.56- Hladno utiskivanje: a) ema procesa; b) igovi i utisnute gravure

Slika 4.57- Hidraulina presa za utiskivanje

Hladno utiskivanje se izvodi na hidraulinim presama koje moraju zadovoljavati sledeezahteve:

1. visoka krutost nosee strukture i drugih sklopova maine2. mala brzina kretanja pritiskivaa u radnom hodu (0 0,3 mm/s)

3. mogunost regulacije brzine pritiskivaa u pojedinim fazama rada (pribliavanje,radni hod, povratni hod)

4. mogunost postizanja velike sile5. podeavanje zadavanje dubine utiskivanja.

Ove zahteve ispunjavaju hidrauline prese koje proizvodi Sack and Kiesseldbach izNemake (sl.4.57), a grade se sa nominalnom silom od 1,6 200 MN. Radni hod svih presa jeod 160 400 mm. Brzina pritiskivaa u fazi pribliavanja i u povratnom hodu je oko 6,5mm/s, a u radnom hodu od 0 0,3 mm/s.Nosea struktura je zatvorena livena, pogonskisistem je direktni pumpni. Maina je snabdevena ureajem za mernje hoda tanosti 0,01 mm iureajem za ogranienje hoda i pritiska tenosti, odnosno, sile.

a) b)


36/78

37

4.2.2.1.3. PRESE ZA ISPRAVLAJANJE

Operacija ispravljanja primenjuje se kod dugakih delova tipa osovine nakon izradekovanjem, livenjem ili posle termike obrade, kada dolazi do znaajnijeg odstupanja osevratila od idealne ose. Ispravljanje se primenjuje i na delove prizmatinog oblika, na delove

od cevi i prstenaste delove (zupanici, sinhroni, leajevi i slino). Postupak ispravljanja izvodise na hidraulinim presama koje su opremljene specijanim mernim sistemom za odreivanjeveliine odstupanja geometrije obratka od idealnog oblika.

a)b)

Slika 4.58- Hidraulina presa za ispravljanje vratila (Galdabini Italija)

Slika 4.59- Presa za ispravljanje zupanika Galdabini

Savremene prese za ispravljanje opremljene su softverom za proraun optereenja uzavisnosti od veliine odstupanja oblika obratka. Na slici 4.58 a) je prikazana hidraulina

presa sa ureajem za ispravljanje kolenastih vratila sa nominalnom silom od 1MN, a na sl.


37/78

38

4.58b) presa za ispravljanje ravnih vratila. Maine su opremljene automatskim sistemom zamanipulaciju sa obratkom. Na slici 4.59 je prikazan postupak ispravljanja zupanika.

4.2.2.1.4. PRESE ZA KALIBRISANJE

Delovi dobijeni hladnim i toplim oblikovanjem, kao i sinterovani delovi podleuoperaciji kalibrisanja radi finiiranja dimenzija obratka i smanjenja dodataka za obradu.Kalibrisanje se izvodi u hladnom, toplom i polutoplom stanju.

Sastavni deo automatske linije za sinterovanje se hidraulina presa za kalibrisanjeLasco tip KP (slika 4.60). Klaibrisaje sinterovanih delova izvodi se u toplom stanjuodmah nakon sinterovanja.Nakon ove operacije nije potrebna nikakva dodatna obrada padelovi dobijeni ovim postupkom odgovaraju standardu near net shape tehnologijioblikovanja.

a) b)

Slika 4.60- Hidraulina presa za kalibrisanje Lasco serije KP (a) i tipini delovi koji sekalibriu nakon sinterovanja (b)

Tehniki podaci za KP prese:

nominalana sila od 2 do 10 MN

hod pritiskivaa 350 mm kod svih presa

razmak voica pritiskivaa 750 do 1100mm

povrina pritiskivaa od 700x700 do 1000x800 mm

brzina pritiskivaa u praznom hodu (pribliavanje i povrtani hod) do 300mm/s

brzina pritiskivaa u radnom hodu 10 do 14 mm/s snaga elektromotora od 30 do 55 kW


38/78

39

4.2.2.2. HIDRAULINE PRESE ZA TOPLO OBLIKOVANJE

Ovoj grupi hidraulinih presa pripadaju: Prese za slobodno kovanje Prese za kovanje u kalupu Viepozicione prese za kovanje Horizontalne prese za istiskivanje profila

4.2.2.2.1. HIDRAULINE PRESE ZA SLOBODNO KOVANJE

Slobodno kovanje tekih obradaka izvodi se iskljuivo na snanim hidraulinimpresama pomou jednostavnih - univerzalnih alata. Pripremak za ovu obradu je ingot, slab ilineki drugi primarni proizvod, a delovi dobijeni ovim kovanjem su najee vratila za turbine,kolenasta vratila brodskih motora, teki otkivci za potrebe mainogradnje, diskovi, prstenovi isl.

Slika 4.61- Slobodno kovanje otkovaka velikih dimenzija

Slika 4.62- Presa za slobodno kovanje


39/78

40

Masa otkivaka dobijenih ovim postupkom kree se i do nekoliko desetina tona (npr.turbinsko vratilo mase preko 200 t koje se kuje na hidraulinoj presi od 75 MN). Kovanjetakvog vratila traje 7 sati, zagrevanje (12 puta) 205 sati i transport 7 sati.Transport i okretanje tekih otkivaka kod slobodnog kovanja izvodi se pomou specijalnogmanipulatora koji se kree po inama (sl.4.61).

Upravljanje manipulatorm moe biti spregnuto sa radom hidrauline prese. Na sl.4.62prikazana je hidraulina presa za slobodno kovanje od 25 MN firme Japan Steel Works, kojaproizvodi ovakve tipove presa sa nominalnom silom od 3 do 80 MN za kovanje otkivakamase od 300 kg do 120 t. Ova firma takoe proizvodi i odgovarajue manipulatore.

4.2.2.2.2. HIDRAULINE PRESE ZA KOVANJE U KALUPU

Za kovanje u kalupu takoe se mogu koristiti hidrauline prese sa direktnim pumpnim ipumpno-akumulatorskim pogonskim sistemom. Prese za kovanje starije konstrukcije sanominalnom silom veom od 50 MN graene su sa multiplikatorskim pogonskim sistemom.

Slika 4.63- Hidraulina prese za kovanje Lasco a) tip VPE b) tip VPZ

Slika 4.64-Delovi oblikovani na presama Lasco serije VP


40/78

41

Ove maine primenjuju se za kovanje u kalupu delova od elika i od obojenih metala injihovih legura.

Za kovanje u kalupu kompanija Lasco preporuuje hidrauline prese serije VP(VP/VPA/VPE ) koje se grade sa nominalnom silom od 2,5 MN pa do 50 MN. Zavisno odtehnolokih zahteva ove prese se grade sa direktnim pumpnim ili pumpno-akumulatorskim

pogonskim sistemom. Transport pripremka i otkovka kod ovih maina moe biti manuelni iliautomatizovani (mehaniki transporter ili transport pomou robota).Zbog izuzetno visoke krutosti nosee strukture prese i dugakih voica maine su vrlo

precizne ak i pri ekscentrinom optereenju. Po potrebi maine mogu biti opremljenerazliitim dodatni sistemima, kao na primer, sistemom za brzu zamenu alata, izbacivaima ustolu i pritiskivau prese, i razliitim nivoima sistema upravljanja obino programabilnielktronsko-hidraulini sistem. Brzina pritiskivaa se moe menjati (programirati) u skladu safazama radnog ciklusa. Ove maine grade se kao jednopozicione i viepozicione.

4.2.2.2.3. VIEPOZICIONE KOVAKE PRESE

Za izradu sloenih otkovaka kovanjem u kalupu primenjuju se viepozicionehidrauline kovake prese. Pored osnovnih tehnikih zahteva u pogledu sile, hoda i radnog

prostora, kod ovih maina mora biti obezbeen transport zagrejanog obratka izmeu radnihpozicija. Taj problem razliiti proizvoai reavaju na sledei nain:

manuelni transport transport pomou specijalnog manipulatora upotrebom robota

Nain premetanja obratka izmeu operacija zavisi od veliine serije, a znaajno utiena cenu maine.

Slika 4.65- Hidraulina presa za kovanje Mller Weingarten tip ZE


41/78

42

Na slici 4.65 je prikazana hidraulina presa Mller Weingarten tip ZE koje se grade sanominalnom silom do 50 MN. Ovaj tip maina koristi se kovanje delova od aluminijuma(delovi asije automobila) kao i za kovanje delova od elika, na primer, kolenasto vratilomotora, klipnjaa, pogonska vratila automobila itd.

Na slici 4.66 je prikazana automatska linija za kovanje sa hidraulinom presom Mller

Weingarten tip ZE kao osnovnom jedinicom za kovanje i robotom za dodavanje pripremaka.

Slika 4.66 - Presa ZE u automatskoj liniji za kovanje (Mller Weingarten)

4.2.2.2.4. HORIZONTALNA PRESA ZA TOPLO ISTISKIVANJE PROFILA

Oblikovanje cevi i profila istiskivanjem u toplom stanju izvodi se na horizontalnimhidraulinim presama. Osnovna prednost ovih maina u odnosu na vertikalne prese jemanipulacija sa pripremkom i obratkom u horizontalnoj ravni. Poloaj ove preseomoguuje lako povezivanje sa drugim presama u liniji.

Na sl. 4.67 prikazana je horizontalna presa kompanije Lola iz eleznika. Nominalnasila ovih maina se kree od 1,6 10 MN. Brzina pritiskivaa u radnom hodu se kree od 1,8 3,5 mm/s, a u hodu pribliavanja i povratnom hodu 20 45 mm/s.

Osnovni elementi maine prema slici 4.67 su:1 prednja traverza sa hidraulinim cilindrom i pritiskivaem2 zadnja traverza3 pokretna traverza sa ili bez pogona4 ankeri (stubovi)5 distantni prstenovi koji omoguavaju podeavanje radnog prostora6 vertikalno podesiv pokretni oslonacPri obradi istiskivanjem pripremak se postavlja na oslonac (6) a pomou iga, koji je

smeten na pritiskivaprese, vri se oblikovanje profila koji ima znaajnu duinu i prolazikroz otvor na zadnjoj traverzi.


42/78

43

Slika 4.67- Horizontalna hidraulina presa HPDH-1 Lola-eleznik

Na sl.4.68 prikazana je specijalna hidraulina presa horizontalne izvedbe (Schuler)koja ima jedan pokretni pritiskivai dva alata iga, i dva kompleta matrica koje su smetenena nepokretnim traverzama (levo i desno). Pritiskiva pokreu dva para hidrocilindara

plunerskog tipa. Na radnim pozicijama naizmenino se odvijaju procesi oblikovanja kojimogu biti identini ili razliiti. Ovakav tip horizontalnih presa koristi se za operacijeistiskivanja i dubokog izvlaenja u toplom i hladnom stanju.

Slika 4.68- Horizontalna hidraulina presa Schuler


43/78

44

4.3. ELEMENTI KONSTRUKCIJE HIDRAULINIH PRESA

Projektovanje hidrauline prese je sloen zadatak koji zahteva veliko iskustvo u ovojoblasti kao i dobro poznavanje tehnolokih metoda za koje je maina namenjena. Generalno,moe se rei da koncepciju hidrauline prese, kao i svake druge maine za obradu

deformisanjem, odreuje namena maine, zatim asortiman gotovih komponenti(agregata) na tritu i prizvodne (tehnoloke) mogunosti proizvoaa maine.Kada je upitanju namena maine posebno je znaajno imati u vidu vrstu obrade koja e se na mainiizvoditi, jer tehniko tehnoloke osobine maine upravo zavise od predviene vrste obrade.Tako na primer, hidrauline prese koje se koriste za zapreminsko deformisanje moraju imativiu krutost zbog velikih sila koje nastaju pri operacijama istiskivanja, kovanja, utiskivanja idr. Ove maine po pravilu imaju manji prostor za smetaj alata a hod pritiskivaa zavisi odvisine obratka. Nasuprot tome, maine za oblikovanje delova od lima imaju vei prostor zaalat, hodovi pritiskivaa su vei, dok su sile u procesu manje pa je potrebna i manja krutostnosee strukture. Performanse pogonskog sistema takoe zavise od vrste tehnolokeoperacije koja e se na maini izvoditi. Dok, s jedne strane kod veine operacija obrade

deformisanjem postoji zahtev za skraenjem radnog ciklusa, odnosno ubrzavanjem svih fazarada maine, na suprot tome kod operacije hladnog utiskivanja postoji zahtev da se procesodvija sa izuzetno malom brzinom (0-0,3 mm/s), to se mora respektovati i paljivo analiziratiza svaku mainu.

Polazni podaci pri projektovanju hidrauline prese svakako proizlaze iz tehnolokihzahteva operacija koje e se na maini izvoditi, ali se pri tome mora voditi rauna da

projektovana maina mora biti ekonomina, pouzdana u radu, jednostavna za odravanje i nesme ugroavati posluioca niti ivotnu sredinu.

Kao to je ranije navedeno, strukturu hidrauline prese ini: nosea struktura pogonski sistem izvrni deo sistem upravljanja sistem podmazivanja i pomoni sistemi.

U nastavku su prikazani detalji pojedinih elemenata konstrukcije hidrauline prese.

4.3.1. NOSEA STRUKTURUA

Nosea struktura hidrauline prese odreuje optu fizionomiju maine i ima sledeezadatke: povezuje sve elemente maine u jedinstvenu celinu, uravnoteuje (ponitava) optereenja iz procesa obrade deformisanjem i drugih

izvora (prednaprezanje, gravitacija ...) dovodi u sklad kretanje izvrnog dela maine, tj. kretanje pokretnog dela alata u

odnosu na nepokretni deo, obezbeuje potreban radni prostor maine.

Konstrukciju nosee strukture, kao i celokupnu konstrukciju maine, kao to je vereenoodreuje namena hidrauline prese i tehniko-tehnoloki parametri. Nosea strukturahidrauline prese je slina sa telom krivajnih presa. Razlika postoji zbog razlike u elementima

pogonskog sistema krivajnih i hidraulinih presa.


44/78

45

Konstrukcione izvedbe nosee strukture

Nosea struktura hidrauline prese u osnovnoj izvedbi moe biti otvorena i zatvorena.Otvorena nosea struktura (sl. 4.69) obezbeuje bolji pristup radnom prostoru, laku

manipulaciju sa materijalom i alatom, ali po pravilu ima niu krutost i manju tanost u

odnosu na zatvorenu noseu strukturu. Ovakve maine koriste se za rad sa jednopozicionimalatom a grade sa nominalnom silom do 2,5 MN.

Zatvorena nosea struktura (sl. 4.70) ima viu krutost i smanjene mogunosti zamanipulaciju sa materijalom i alatom. Prese sa silom preko 4 MN po pravilu se grade sazatvorenom noseom strukturom. Ovakve maine imaju dobro voenje pritiskivaa pa sekoriste za rad sa velikim jednopozicionim i viepozicionim alatima. Takoe, se ovakvemaine grade i kao viepozicione transfer prese sa ugraenim ureajem za transportmaterijala.

S obzirom na broj stubova, nosea struktura moe biti jednostubna i viestubna(dvostubna, etvorostubna ..). Poveanje broja stubova, u principu, poveava krutost maine.

Slika 4.69-Otvorena nosea struktura

Slika 4.70- Zatvorena nosea struktura

Prema poloaju nosea struktura moe biti vertikalna, horizontalna i nagnuta, to zavisi odtehnoloke namene maine. Veina maina ima vertikalnu konstrukciju, dok se na primerhidrauline prese za istiskivanje profila iskljuivo grade sa horizontalnom orjentacijomnosee strukture i radnog cilindra.

Prema nainu gradnje nosea struktura moe biti jednodelan (livena) i viedelna kojase izrauje zavarivanjem ili pomou zavrtanjske veze. Po pravilu, maine manjih dimenzijaimaju livenu noseu strukturu dok se u sluaju velikih maina nosea struktura gradi izdelova.

Stubovi nosee strukture mogu biti puni (krunog preseka) i uplji kutijasti,krunog, kvadratnog i pravougaonog porenog preseka.


45/78

46

U pogledu optreenja nosee strukture, ona moe biti prednapregnuta (sl. 4.71) ili bezprednaprezanja. Svrha prednaprezanja je poveanje nosivosti nosee strukture.

Slika 4.71 - Nosea struktura prese:a)

monoblok (jednodelna) b) viedelna prednapregnuta

Otvorena nosea struktura sastoji se od vertikalnog stuba konzole i stola maine, azatvorena nosea struktura se sastoji od stubova i traverzi (gornja i donja traverza). Donjatraverza ujedno je i sto maine.

Osim toga svaka nosea struktura prese ima i pomone elemente kao to su: voicepritiskivaa, postolje na koje se postavlja maina, stope za povezivanje sa fundamentom,elemente za prenoenje maine (kuka itd.)

Voice pritiskivaa obezbeuju pravilno kretanje pritiskivaa i precizan poloaj pokretnogdela alata odnosu na nepokretni. Preko voica se u sluaju pojave ekscentrinog ukupnogoptereenja, deo optereenja prenosi na stubove nosee strukture. Poveanjem ekscentricitetanapadne take sila poveava se udeo optereenja koje se preko voica prenosi na stubove.Primer konstrukcije voica prese prikazan je na slici 4.72 . Vodei elementi voica izraujuse od bronze a u poslednje vreme i od plastike. Za dug vek voica veoma je vana efikasnostsistema za podmazivanje. Dobro voenje omoguuju voice sa valjiima koji se kotrljaju pokaljenoj letvi. I kod ove konstrukcije potrebno je obezbediti podmazivanje leaja (zatvorenileajevi) letvi.

Konstrukcija voica kod presa za toplo oblikovanje mora biti takva da absorbuje promenudimenzija pritiskivaa usled promene temperature.


46/78

47

Slika 4.72- Voenje pritiskivaa prese

Optereenje nosee strukture

Optereenje nosee strukture moe biti statiko i dinamiko zavisno od vrste i namene

maine, mada se u veini sluajeva moe smatrati da je statiko zbog sporohodostipritiskivaa.

Optereenje nosee strukture je posledica sila od procesa deformisanja, zatim nastajeod inercijalnih sila, prednaprezanja nosee strukture i usled teine ugraenih elemenata.

Optereenje nosee strukture moe jo biti simetrino (centrino) i ekscentrino.Poveanje ekscentriciteta delovanja ukupne sile izaziva dopunske sile i momente uelementima nosee strukture i poveava ukupno naprezanje. Pri eksploataciji maine trebateiti centrinom optereenju to se postie pravilnim pozicioniranjem alata na maini.

Optereenje se na stubove nosee strukture prenosi preko pritiskivaa (ili stola prese) itraverzi (gornje i donje). Optereenje merodavno za proraun nosee strukture je nominalnooptereenje (Fn).

Proraun nosee strukture

Algoritam prorauna nosee strukture zavisi od vrste optereenja (statiko ili dinamiko),odnosno uslova rada maine.

Slika 4.73-Analiza optereenja nosee strukture metodom konanih elemenata, Schuler


47/78

48

Uobiajeno je da se proraun nosee strukture hidraulinih presa izvodi za statike uslove.Pri tome se posebno razmatra sluaj otvorene nosee strukture, kao statiki odreenog rama i

posebno varijanta zatvorene nosee strukture, koja predstavlja statiki ne odreen ram.to se tie metoda prorauna u literaturi se mogu pronai metode klasinog prorauna

otvorene i zatvorene nosee strukture, koje praktino prelaze u istorijska reenja pred

metodom konanih elemenata, koja i u ovom segmentu preuzima vodeu ulogu.

4.3.2. POGONSKI SISTEM HIDRAULINIH PRESA

Pogonski sistem savremenih hidraulinih presa moe biti: Direktni pumpni Pumpno-akumulatorski

Kod presa starijih konstrukcija primenjivan je i multiplikatorski pogonski sistem, koji kodsavremenih maina vie nije prisutan.

a) Direktni pumpni pogon

Direktni pumpni pogon koristi se kod hidraulinih presa sa relativno malim silama i dugimradnim hodovima, tj. u procesima kod kojih je odnos radnog vremena (tr) prema ukupnomciklusu (tc)vei od 0,6. ema hidrauline prese sa direktnim pumpnim pogonom prikazana jena slici 4.74.

Slika 4.74- Direktni pumpni pogon1. Rezervoar, 2-pumpa promenljivog hoda, 3-regulator hoda pumpe, 4- Ventil sigurnosti,

5- Razvodnik 4/3, 6-hidraulina presa

Radna hidraulina tenost se usisava iz rezervoara (1) pomou pumpe (2) i preko razvodnogventila (5) potiskuje u radni cilindar prese (6). Sila pri kretanju klipa na dole iznosi

1 1F p A , a u povratnom hodu je 2 2F p A . Brzina pritiskivaa u radnom i povratnom

hodu, uz pretpostavku konstantnog protoka tenosti (Q) iznosi: 1 1 2 2/ /v Q A i v Q A .

Kako je 1 2A A to je brzina pritiskivaa u povratnom hodu vea od brzine u radnom hodu.

Osobina direktnog pumpnog pogna je ta da u svakom trenutku proizvodi pritisakdovoljan da savlada otpore deformisanja i potrebnu koliinu energije. Meutim, s obzirom na

maksimalne mogunosti prese u pogledu energije n nW F S , sledi da je kod ovog pogonaprisutna nedovoljna iskorienost instalisane pogonske snage pumpe, odnosno elektromotora.

1

2

3

56

4


48/78

49

Da bise to popravilo u pogonskom sistemu se primenjuju pumpe sa promenljivom p-Qkarakteristikom. Snaga pumpe kod ovog pogona priblino je jednaka snazi elektromotora, tj.:

p emN N p Q .

Slika 4.74 b - Dijagram sile i stepena iskorienja snage pumpe [8]

a) Pumpa ima konstantan kapacitet a u toku deformisanja potreban je rad koji odgovarapovrini ispod krive. Meutim, snaga pumpe se odreuje na osnovu maksimalnog pritiska iprotoka pQN max . Pa se vidi da je rafirani deo rada ne iskorien, tj. ne koriste se

maksimalne performanse pumpe.b) Pogonski sistem sa trostepenom pumpom ija nominalna snaga iznosi:

Pri porastu sile raste i pritisak pa se drugi sklop pumpe ukljuuje pri pritiscima veim od

ap uz smanjeje protoka bQ , a pri dostizanju pritiska bp ukljuuje se i trei sklop pumpe sas

protokom cQ . Na taj nain se reim rada hidrauline prese sa konstantnom snagom elektro

motora pribliava radu idealne pumpe.c) Pogonski sistem sa dve pumpe koje pokree isti elektromotor. Pumpe zadovoljavaju

uslov

Do vrednosti pritiska 1p rade pbe pumpe sa protokom )( 21 QQ , a posle toga prva pumpa

se iskljuuje a druga radi sa pararmetrima 22 ,Qp .

b) Pumpno-akumulatorski pogonski sistemKod hidraulinih presa sa ovom vrstom pogona, akumulator (5) puni se tenou pod

pritiskom za vreme pauze i praznog hoda, koja se koristi u radnom delu hoda. Maksimalnipritisak u akumulatoru jednak je maksimalnom pritisku pumpe (p). Na taj nain poveava seukupna snaga prese koja iznosi: max ( )AN p Q Q , gde je QA - protok akumulatora. Pri

pranjenju akumulatora sniava se pritisak, a dozvoljeni pad pritiska iznosi 10-20 procenatanominalnog pritiska.

cba

cba

ccbbaapm

QQQ

pppgde

constQpQpQpN

:

.

22211 QpQQpNpm


49/78

50

Slika 4.75- Pumpno-akumulatorski pogonski sistem1. Rezervoar, 2. Pumpa sa motorom, 3. Ventil sigurnosti, 4. Nepovratni ventil, 5. Hidraulini

akumulator, 6. Razvodnik 4/3, 7. Podesivi ventil protoka , 8. Cilindar prese

Slika 4.76- Hidraulini akumulatorKonstrukcija akumulatora moe biti razliita, a na slici 4.76 su prikazana dva reenja. Svakiakumulator se sastoji od dve komore komora za radnu tenost i komora za gas pod

pritiskom. Ove komore su razdvojene na primer, gumenom membranom.


50/78

51

Pumpe hidraulinih presa

Izbor pumpe u pogonskom sistemu hidrauline prese povezan je sa vrstom prese, pritiskom,protokom i vrstom radne tenosti u hidraulinom sistemu. U hidraulinim presama koriste sesledee vrste pumpi:

1) Krivajno-klipne2) Rotaciono-klipne3) Zupaste i4) Krilne pumpe

Krivajno-klipne pumpe (slika 4.77) primenjuju se za rad sa vodom i emulzijom u velikimhidraulinim sistemima. Odlikuje ih neravnomernost protoka, koja se smanjuje poveanjem

broja cilindara.

a) b)

Slika 4.77- Krivajno-klipna pumpa

a)

ema pumpe i dijagram neravnomernosti protokab) krivajno-klipna trocilindarska pumpa

Rotaciono-klipne pumpe koriste se u uljnoj hidraulici a mogu biti radijalne i aksijalne. I jednai druga mogu se graditi sa konstantnim i promenljivim hodom klipa, odnosno sa P-Qregulacijom.Ove pumpe su veoma kompaktne konstrukcije i pouzdane u radu. Dominiraju u savremenimhidraulinim sistemima


51/78

52

Slika 4.78- ema aksijalno-klipne pumpe

Slika 4.79- Aksijalna klipna pumpa sa promenljivim hodom


52/78

53

Slika 4.80- ema Radijalno-klipne pumpe

Slika 4.81- Radijalno-klipna pumpa promenljivog hoda

1: Pogonsko vratilo, 2: Disk spojnica, 3: Nosaklipa, 4: Kontrolna osovinica, 5: Klip6: Pritisne voice, 7: Vodei prsten, 8,9: Potisni prsteni, 10,11: Podeavajui klipovi

Zupaste pumpe su najjednostavnije pumpe i danas najjeftinije pumpe koje se koriste uuljnoj hidraulici. Pouzdane su u radu a koriste se za pritiske od 50 do 70 bara i rade sa brojemobrtaja do 1500 u minutu. Nedostatak im je buka pri radu.

Krilne pumpe - odlikuje miran i tih rad. Kod njih je mogua regulacija protoka promenomekscentriciteta rotora. Rade sa pritiscima do 100 bara. Osetljive su na hidraulini udar kojimoe dovesti do loma krilaca.


53/78

54

Slika 4.82- Zupasta pumpa

Slika 4.83- Pumpa sa krilcima 1: Kuite, 2: Rotor, 3: Vratilo, 4: Lopaticaa: Pumpa se ekscentrino postavljenim rotorom;

b: Pumpa sa ovalnim statorom

Slika 4.84- ematski simboli za pumpe konstantnog i promenljivog hoda


54/78

55

4.3.3. SISTEM UPRAVLJANJA HIDRAULINIH PRESA

Sistemi upravljanja savremenih maina za obradu deformisanjem bazirani su nainformacionim tehnologijama uz odgovarajui hardver i softver. Ovi sistemi su dalekosavreniji od klasinih sistema upravljanja koji su bazirani na mehanikim, pneumatskim,

hidraulinim i elektronskim komponentama. Savremeni sistemi upravljanja mehanikim ihidraulinim presama, doprineli su stvaranju novih generacija maina, koje imaju daleko boljetehnike karakteristike u odnosu na klasine prese. Uvoenje servo pogonskog sistema ukombinaciji sa CNC upravljanjem, omoguuje realizaciju najpovoljnijeg naina kretanja

pritiskivaa tokom odreene obrade. Novi sistemi upravljanja koji su spregnuti samnogobrojnim regulacionim krugovima maine (na primer, odravanje pritiska uhidraulinom i pneumatskom sistemu, odravanje temperature ulja, odravanje paralelnostikretanja pritiskivaa itd.), takoe su doprineli podizanju kvaliteta presa.

Zahvaljujui primeni informacionih tehnologija kod presa je proiren krugupravljakih funkcija maine, koji se kod klasine krivajne prese svodi na upravljanjespojnicom i konicom, odnosno, hidraulinim ventilima kod hidrauline prese. CNC sistem

upravljanja, pored upravljanja pogonom maine, omoguuje upravljanje drugim funkcijamaprese, na primer, upravljanje sistemom za dodavanje pripremka, sistemom za transportobratka, sistemom za zamenu i stezanje alata, zatitnim sistemima maine i operatera itd.

Funkcije sistema upravljana prese su praenje signala sa kontrolnih elemenata isenzora postavljenih na maini, njihova obrada i izdavanje komandi aktuatorima [13].Generisanje komande koja se prenosi na aktuator zavisi od izabranog operativnog modai zadatih parametara (set-up), zatim od podataka o automatskoj zameni alata,automatskom radu maine i podataka o drugim sistemima koji se prate na maini.

Sistem upravljanja maine za obradu deformisanjem ine sledee komponente:Operativno-vizuelni sistem (kontrolna tabla)Upravljaki sistem (centralni ili decentralizovan)Senzori i aktuatori prese

Vizuelizacija procesa predstavlja sofisticirani nain praenja rada maine,proizvodne linije ili cele fabrike.

Slika 4.85- Kontrolna tabla sa monitorom za vizuelizaciju


55/78

56

Vizuelizacija procesa rada maine i posluivanje maine (komandovanje mainom) izvodi sepreko kontrolne table, koja moe biti izvedena kao jednostavna jedinica sa tasterima isignalnim lampicama, ili kao industrijski kompjuter sa monitorima visoke rezolucije.

Jedna od glavnih funkcija sistema za upravljane i vizuelizaciju je pomooperateru pripostavljanju poetnih upravljakih podataka, prikazivanje trenutnog statusa maine, pruanje

informacija o moguim akcijama na maini, kao i prikazivanje informacija o eventualnimtekoama u radu i njihovim uzrocima. Na osnovu informacija prikazanih na monitorukomandno-kontrolnog ureaja, operater donosi odluku o daljem toku rada maine.Informacioni sistem ugraen u sistem za vizuelizaciju, omoguuje korisniku intervenisanje namaini u sluaju nastalih problema.

Zavisno od tipa prese, sistem upravljanja prati i regulie rad sledeih funkcija,odnosno sistema maine:

1.Dodavanje materijala2.Glavni pogonski sistem3.Pritiskivaprese (kretanje, zatita od preoptereenja, kompenzacija teine, sistem za

vezivanje alata, podeavanje visine itd.)

4.Jastuk za izvlaenje ili dralima (pomeranje, podizanje/sputanje, blokiranje)5.Sistem za transport obratka6.Hidraulini i pneumatski sistem i sistem za podmazivanje i hlaenje7.Sistem zatite maine8.Posebne funkcije, zamena alata itd.

Osnovu sistema upravljanja presa ine programabilno logini kontroleri (PLC) kojisu povezani sa senzorima i aktuatorima pomou input/output modula. Komunikacioni sistem

je povezan sa PLCom i obezbeuje razmenu podataka sa displejom i sa eksternim sistemima.Meutim, ovakvi sistemi upravljanja imaju odreene nedostatke, izmeu ostalogkomplikovan nain programiranja (programski jezik asembler), tekoe u razumevanju

programa, zahtevi za skupim dodatnim ureajima i drugo. Radi toga su razvijeni sistemiupravljanja bazirani na industrijskim kompjuterima, koji raspolau boljim grafikiminterfejsom, naprednijim sistemom programiranja (object orjented programing) i mogu dakoriste napredne alate za programiranje. Osim toga, moderni sistemi upravljanja zahtevajuumreavanje maina i razmenu podataka relevantnih za upravljanje i podataka o procesu

proizvodnje, dijagnostici i odravanju sistema. Sve ove zahteve, praktino ispunjavajuindustrijski kompjuteri, koji su po ceni hardvera i softvera pristupani i koji su postalistandard savremenih sistema upravljanja presa i drugih maina za obradu deformisanjem.

Na platformi industrijskih kompjutera pojedini proizvoai maina su razvilisopstvene sisteme upravljanja koji uzimaju u obzir specifinosti maine i tehnolokog

procesa koji se na njoj izvodi. Tako, na primer, Mller Wingarten je za prese namenjene za

kovanje, razvio specijalni sistem upravljanja FCS (Forging Control System), za univerzalneprese Beutler Nova razvijen je upravljaki sustem CCS (Compact Control System),kompanija Schuler za veinu svojih presa koristi ABI-Plus sistem upravljanja, kompanijaLasco za svoje maine koristi tzv. decentralizovane upravljake sisteme heart i brain, itd.

EMA SISTEMA UPRAVLJANJA SAVREMENE HIDRAULINE PRESEPRIKAZANA JE NA SLICI 4.86, IJI GLAVNI ELEMENTI SU:

Industrijski kompjuter (PC) PLC kontroleri Senzori Aktuatori (Hidraulini upravljaki blok)


56/78

57

Slika 4.86- Sistem upravljanja hidrauline prese

Slika 4.87- Hidraulina ema prese

Izvravanje komandi upravljakog sistema kod hidraulinih presa ostvaruje seusmeravanjem hidrauline tenosti u odreenom pravcu i smeru, zatim regulacijompritiska i regulacijom protoka. Ove funkcije se ostvaruju pomou ventila koji mogu biti:

1) Razvodni ventili, iji je zadatak usmeravanje tenosti u odreenom smeru2) Ventili pritiska,koji reguliu pritisak u hidraulinoj instalaciji

3) Ventili protoka koji reguliu protok, odnosno brzinu strujanja hidraulinetenosti.


57/78

58

Ventili koji reguliu tok fluida pod pritiskompoetak, zavretak toka , kao i njegov pravac.

Ventil koji ograniava veliinu pritiska ujednom hidraulinom sistemu i na taj nain delujekao sigurnosni ventil.

Ventil koji ima funkciju priguivanja protoka i pritiska.

Ovaj ventil dozvoljava protok fluida samo u jednom smeru.

Pregled hidraulinih komponenti i njihovih simbola dat je u narednoj tabeli.

Razvodni ventiliDirectional control valvesWegeventile

Sigurnosni ventiliPressure valveDruckbegrenzugsventile

Priguni ventilFlow control valveDrosselventile

Nepovratni ventilReverse flow control valveRckschlagventil


58/78

59


59/78

60

5. EKII

5.1UVOD, PRINCIP RADA I PODELA

ekii su maine dinamikog dejstva, u kojih se kinetika energija pokretne mase(malja) pretvara u rad potreban za izvoenje procesa deformisanja - kovanja.Podela ekia zasnovana je prema razliitim kriterijumima. Prema osnovnim konstrukcionimkarakteristikama ekii se dele na

1. ekii s nakovnjem(slika 5.1a)

2. ekii bez nakovnja protivudarni ekii(slika 5.1b)

Slika 5.1 Osnovne vrste ekiaa) ekis nakovnjem, b) ekibez nakovnja

Slika 5.2 - Vrste ekia - nain pokretanja malja


60/78

61

S obzirom na nain ubrzavanja malja postoje:

1. Slobodnopadajui ekii(slika 5.3) kod kojih raspoloivu energiju (Wr) predstavljapotencijalna energija (Ep) koja se pretvara u kinetiku, odnosno deformacioni rad:

r pW E m g H

Slika 5.3 - ema slobodnopadajueg ekia

Slika 5.4 - Sistem podizanja malja slobodnopadajueg ekia

2. ekii dvojnog dejstva(ekii sa nadpritiskom, tj. s prinudnim ubrzavanjem malja) kodkojih se postiu vee brzine malja u trenutku kovanja, to se ostvaruje dejstvom aktivnesile koju obezbeuju, zavisno od pogonskog sistema ekia, parovazduni cilindar,

hidraulini cilindar, opruga itd.


61/78

62

Slika 5.5 - ema ekia dvojnog dejstva

1-sto ekia, 2-voice malja, 3-telo ekia, 4-malj, 5-ulazni ventil, 6- ventil, 7-izlazniventil, 8- radni cilindar sa klipom i klipnjaom

U ovom sluaju kinetika energija predstavlja raspoloivu energiju maine:

2

r k 1 1 2 2mv

W E p A p A H2

3. Protivudarni ekii(slika 5.6), kod kojih raspoloiva energija iznosi2 2

1 1 2 2rm v m v

W 2 2

Slika 5.6 - ema protivudarnog ekia

Nosea struktura ekia (slika 5.7) moe biti:

1. otvorena nosea jednostubna Slika 5.7 I)

2. zatvorena dvostubna, koja moe biti

viedelna (slika 5.7 II)

sa stubovima i traverzom iz jednog dela (slika 5.7 II-b)

jednodelna - stubovi nakovanj i traverza u jednom bloku (slika 5.7 II-c


62/78

63

Slika 5.7 - Nosea struktura ekia: I) otvorena, II) zatvorena

S obzirom na vrstu pogonskog sistema, ekii mogu biti

1.

parovazduni2. vazduni3. mehaniki (ekis remenom, ekis lancem, ekis daskom, poluni ekii)4. hidraulini

Poetak u razvoju ekia kao maina za kovanje povezan je s razvojem slobodnopadajuihekia u kojih se potencijalna energija pretvara u mehaniki rad. Podizanje malja kod ovihekia na potrebnu visinu vri se pomou razliitih mehanizama (slika 5.4), kao na primer,

pomou mehanizma s daskom, s remenom, s lancem itd. Ovi ekii imaju manju raspoloivuenergiju u odnosu na ekie s prinudnim ubrzanjem malja.Od klasinih ekia koji se danas primenjuju u veini kovanica najvaniji su

parovazduni ekii, vazduni i hidraulini ekii. Znaajnu primenu, zbog svojeefikasnosti, imaju i protivudarni ekii.

Tehnike karakteristike ekia

ekii se biraju na osnovu podataka dobijenih projektovanjem tehnolokog postupkakovanja. Osnovne tehnike karakteristike ekia:

1. nominalna (raspoloiva) energija

2. masa malja

3. broj hodova malja u jedinici vremena4. maksimalni hod malja

5. povrina ela malja

6. povrina stola

7. nominalni pritisak radnog fluida

8. asovna potronja radnog fluida (kod parovazdunog ekia)

9. masa nakovnja

10. gabariti ekia

11. ukupna masa ekia


63/78

64

5.2. PAROVAZDUNI EKI

Paro-vazduni ekii koriste se za kovanje u kalupu najsloenijih otkovaka, a takoe i zaslobodno kovanje. Za sada raspolu sa najveom korisnom (nominalnom) energijom ( do1000kJ) i velikim brojem hodova u jedinici vremena. Dele se na:

ekie za slobodno kovanje ekie za kovanje u kalupu protivudarneU pogledu nosee strukture, parovazduni ekii se dele na vertikalne i horizontalne,

jednostubne, dvostubne, arkadnog (lunog) i mostovskog tipa. Radni cilindar ovih ekiamoe biti prostog dejstva (slobodnopadajui ekii) i dvojnog dejstva.

5.2.1. ekii za slobodno kovanje

Ovi ekii se koriste za oblikovanje slobodnim kovanjem velikih delova. Na slici 5.8su prikazane dve varijante ekia za slobodno kovanje. Pokretna masa ovih ekia se kree do

10 tona. Raspoloiva energija ekia lunog tipa se kree od 25 do 80 kJ, a mostovskih od 80do 1180 kJ. Kod ovi ekia stubovi nosee strukture su oslonjeni na temelj i nisu povezani sanakovnjem, pa zbog toga ove maine imaju manju krutost i manju tanost. Voenje maljaobezbeeno je pomou klipa i cilindra ili sa voicama na stubovima nosee strukture.

a) b)

Slika 5.8 - ekii za slobodno kovanjea) ekilunog tipa, b) ekimostovskog tipa.

Slika 5.9 - ekiza slobodno kovanje


64/78

65

5.2.2. ekii za kovanje u kalupu

Ovi ekii se koriste za kovanje u otvorenom kalupu. Stubovi nosee strukture suspojeni sa nakovnjem, to obezbeuje bolju krutost i tanost maine. Radi ublaavanja uticajaudara pri radu ekia, elementi ekia su meusobno spojeni zavrtanjskim vezama u kojima

su integrisanje opruge.

Slika 5.10 - Parovazduni ekidvojnog dejstva za kovanje u kalupu

Uobiajene konstrukcije ovih ekia se grade sa pokretnom masom od 630 do 25.000 kg, alipostoje i ekii sa pokretnom masom od 50 tona pa i vie. Raspoloiva energija ovih ekia sekree u rasponu od 16 do 630 kJ, hod malja od 1000 do 1600mm, masa nakovnja od 12,5 do500 tona (GOST 7024-65)Parovazduni eki (slika 5.10) ) sastoji se iz radnog cilindra (1), klipa (2), klipnjae (3),malja (4), nakovnja (5), nosee strukture (6) i razvodnog mehanizma (7)

a) b) c)

Slika 5.11 - Upravljaki mehanizam parovazdunog ekiaa) manuelno upravljanje, b) automatsko upravljanje, c) kombinovano upravljanje


65/78

66

Ovaj ekikao radni fluid moe da koristi vodenu paru ili vazduh pod pritiskom. Pri

radu sa vodenom parom vea je raspoloiva (efektivna) energija, dok je pri radu sa vazduhomvei koeficijent korisnog dejstva maine.

Slika 5.12 - Parovazduni ekiHuta Zygmunt MPM 3150B, Poljska (1985)Nominalna energija 36 kJ, broj hodova 110/min., maksimalni hod 800 mm,masa nakovnja 24 t, ukupna masa 35 t, potronja vodene pare 650 kg/as

Uvoenje radnog fluida u radni cilindar s donje odnosno s gornje strane izvodi se pomourazvodnika. Dovoenjem radnog fluida s donje strane klipa podie se malj, a dovoenjemfluida u gornji deo cilindra ubrzava se malj nadole. Zbog velike mase malja i njegove velike

brzine, ostvaruje se velika raspoloiva energija, koja se preko kalupa prenosi na otkivak. Zbogudarnog dejstva malja postiu se ogromne sile (procenjena vrednost oko 1000 G1, G1 - teinamalja), pa se po pravilu parovazduni ekii koriste za kovanje najkomplikovanijih otkivaka.

Masa nakovnja je bitan parametar parovazdunog ekia i od nje zavisi stepen korisnogdejstva maine. Odnos mase nakovnja (m2) prema pokretnoj masi (m1) kod ovih ekia kreese u rasponu od 20 do 25. Kod ekia za slobodno kovanje taj odnos je od 10 do 15.

5.2.3. Protivudarni paro-vazduni ekii

Protivudarni ekii su u osnovi parovazduni ekii. Pokretanje maljeva ovih ekia moe biti

zavisno (povezano) ili nezavisno. Kod ekia s meusobno povezanim maljevima, prenospogona na donji malj moe biti mehaniki (sl. 5.13a) i hidraulini (sl. 5.13b). Kod ekia smehanikim prenosom, paket elinih traka prebaenih preko rolni pokazao se efikasnim i

pouzdanim u radu. Provazduni ekii ove vrste proizvodili su se sa efektivnom energijom do500kJ. Kod ekia sa hidraulinim prenosom, pokretanje donjeg malja ostvaruje se pomousredinjeg klipa na koji deluje tenost pod pritiskom koji se stvara dejstvom spoljanjihklipova to su povezani s gornjim maljem. Nominalna energija ovih ekia kree se od 200 do1000kJ.ekii s nezavisnim pogonom (sl. 5.13c) ostvaruju visoke vrednosti raspoloive energije iveliki broj hodova u jedinici vremena. Zajednika karakteristika svih protivudarnih ekia jeto se kod njih udarno optereenje ne prenosi na tlo pa su i njihovi fundamenti mnogo manje

mase i jednostavnije konstrukcije.


66/78

67

Slika 5.13 Protivudarni parovazduni ekiia) s mehanikim prenosom kretanja, b) s hidraulinim prenosom,

c) ekis nezavisnim pogonom impaktor eki

Na slici 5.15 je prikazan protivudarni ekisa pneumatskim pogonom gornjeg malja ihidraulinim prenosom kretanja na donji malj koji danas proizvodi kompanija Beche.Robusna nosea struktura ekia i dugake voice i CNC sistem upravljanja, obezbeujuvisoku tanost otkivaka. Protivudarni eki Beche (slika 5.14) gradi se sa raspoloivomenergijom od 63 do 800kJ.

Slika 5.14 - Protivudarni vazduni ekiBeche

5.3.

VAZDUNI EKII

Pneumatski ekii imaju manju raspoloivu energiju u poreenju s parovazdunim. Koriste se

uglavnom za operacije slobodnog kovanja, a mogu se koristiti i za kovanje u kalupu manjih ijednostavnijih otkovaka. Grade se s masom malja od 100 do 3000 kg.


67/78

68

Slika 5.15 - Pneumatski ekidvojnog dejstavaa) voice malja, b) telo ekia,

b)

c) kalupi za kovanje

Slika 5.16 - Izgled pneumatskogekia

Pokretanje malja kod pneumatskog ekia izvodi se vazduhom pod pritiskom iz kompresorakoji predstavlja sastavni deo ekia (sl. 5.15). Pri kretanju klipa kompresora nadole vri se

podizanje malja, a pri pokretanju klipa kompresora nagore, ubrzava se malj nadole. Brojhodova malja odgovara broju hodova klipa kompresora u jedinici vremena. Ranije su se

pneumatski ekii gradili i kao slobodnopadajui.

5.4. HIDRAULINI EKII

Hidraulini ekii grade se kao slobodnopadajui i kao ekii dvojnog dejstva. Poperformansama polako se pribliavaju parovazdunim ekiima, meutim po stepenukorisnog dejstva oni su ispred ostalih ekia. Kod parovazdunog ekia stepen korisnog

dejstva kree se i od 0,1 do 0,3, dok kod hidraulinog ekia iznosi i do 0,75.Hidraulini ekii koriste se za kovanje u kalupu, a podizanje i ubrzavanje malja obavlja sepomou hidrocilindra i odgovarajueg agregata. Osnovni problem ovih ekia jeste problembrzog pranjenja radnog cilindra s donje strane klipa pri kretanju malja nadole. Odreenapoboljanja su postignuta primenom specijalnih ventila.Hidraulini ekii s obzirom na nain dejstva mogu biti:

slobodnopadajui (starije verzije)

dvojnog dejstva

protivudarni.

Konstrukciona ema hidraulinog ekia dvojnog dejstva prikazana je na slici 5.17. Pogon se

ostvaruje pomou pumpno-akumulatorkog pogonskog sistema. U radnom hodu pokretanjemalja na dole izvodi se pomou hidrauline tenosti iz akumulatora i obeju pumpi. U


68/78

69

povratnom hodu potrebna je manja koliina tenosti pod niim pritiskom. Pumpe pogonskogsistema su klipno-aksijalne.

Slika 5.17 - Hidraulini ekidvojnog dejstva

Slika 5.18 - Pogonski sistem hidraulinog ekia dvojnog dejstva

ema hidraulinog protivudarnog ekia sa hidraulinim prenosom kretanja na donjimalj (Lasco) ptikazana je na slici 5.19. Pogon gornjeg malja je slian pogonu hidraulinogekia dvojnog dejstva.


69/78

70

Slika 5.19 - Hidraulini protivudarni eki

Na slici 5.20 je prikazan hidraulini ekiLasko serija HO-U, koji se gradi sa raspoloivomenergijom od 10 do 125 kJ, i ostvaruje od 110 do 75 hodova u minutu. Snaga pogonskihelektromotora kree se od 30 do 2x132 kW. Ovaj eki se koristi za kovanje u otvorenomkalupu.

Slika 5.20 - Hidraulini ekiLasco HO-U


70/78

71

Protivudarni hidraulini ekii predstavljaju noviju verziju ekia sa hidraulinimpogonom, koji imaju znatno veu raspoloivu energiju u odnosu na hidrauline ekiedvojnog dejstva. Na slici 5.22 je prikazan protivudarni hidraulini ekiLasco tip GH, koji segradi sa raspoloivom energijom od 63 do 400 kJ, maksimalnim hodom gornjeg malja od 430do 550 mm i maksimalnim hodom donjeg malja od 100 do 150 mm. eki pokreu

elektromotori snage od 2x45 do 2x145 kW. Masa donjeg malja je od 4 do 5 puta ve a uodnosu na masu gornjeg malja, brzina gornjeg malja je oko 6m/s a donjeg od 1,2 do 1,5 m/s.Donji malj lei na vazdunom jastuku a pogon dobija od dva plunera koji su povezani sagornjim maljem.

Slika 5.21 KontrolnA tabla Lasco ekia

Slika 5.22 - Protivudrani hidraulini eki, Lasco GH 2500


71/78

72

Slika 5.23 - Otkivci oblikovani na hidrulinim ekiima Lasco

Upravljanje hidraulinim ekiima Lasco je CNC a posluivanje moe biti manuelno, sa CNCmanipulatorom i pomou robota. Na slici 5.24 je prikazana automatska linija za kovanje

prednje osovine kamiona.

Slika 5.24 - Savremena automatska linija Lasco za kovanje prednje osovine kamiona:1-dodavapripremka, 2-rotaciona gasna pe, 3-manipulator za dodavanje zagrejanogpripremka iz pei do prese, 4-Hidraulina presa VPA 250, 5-manipulator Ma 100, 6-

manipulator I, 7-manipulator II, 8-protivudarni hidraulini ekiGH 4000 (400kJ), 9-hidraulina presa VP 1600 (16000kN)

5.5. MEHANIKI EKII

Mehaniki ekii spadaju u najstarije maine za kovanje i preteno pripadaju grupi slobodnopadajuih ekia, sa izuzetkom ekia sa oprugom koji pripada ekiima dvojnog dejstva.Najznaajniji tipovi mehanikih ekia su:

a) ekisa daskom

b) ekisa kaiem

c) ekisa lancem

d)

ekisa oprugom


72/78

73

ekisa daskom spada u kategoriju slobodnopadajuih ekia, kod kojih se malj mase m1podie u krajnji gornji poloaj pomou daske i valjaka. Masa malja se kree od 500 do2500kg. Najosetljiviji deo pogonskog sistema je upravo daska iji radni vek je oko 50 radnihsati.Efektivna energija ekia jednaka je: 1n k pW E E m g H

a) b)

Slika 5.25 - ekisa daskom: a) dispozicija, b) mehanizam za podizanje malja

ekisa kaiem takoe je slobodno padajui ekikod kojeg se podizanje malja ostvarujesilom trenja izmeu kaia i valjaka. Masa malja je od 150 do 2000 kg

a) b)Slika 5.26 - ekisa kaiem

a) ema mehanizma za podizanje malja, b)dispozicija ekia

ekisa lancem takoe je slobodnopadajui u kojeg se podizanje malja ostvaruje pomoulanca koji je sigurniji u odnosu na kai ili dasku. Masa malja se kree od 250 do 7500 kg, a


73/78

74

nominalna energija od 2,5 do 100 kJ. Broj hodova se kree od 45-55 (od 80-100). Nosivostlanca je (3,5-4) G1.

Slika 5.27 - ekisa lancem

eki sa oprugom - je maina za kovanje dvojnog dejstva. Pokretanje malja izvodi sepomou paketa lisnatih opruga i krivajnog mehanizma (slika 5.28). Pri podizanju malja kagornjoj mrtvoj taki usled inercije pokretne mase opruga se savija i akumulira energiju koju

predaje pri kretanju malja na dole.

Slika 5.28 - ekisa oprugom


74/78

75

Ukupna energija ekia sa oprugom sastoji se iz tri komponente:

1 2 3nW W W W

W1- kinetika energija krutog polunog sistema

W2- potencijalna energija malja podignutog na odreenu visinuW3-potencijalna energija opruge

Masa malja ovog ekia se kree od 20 do 200 kg a broj hodova od 125 do 300 /min. ekisaoprugom koristi se za otkivanje otrice poljoprivrednih maina (raonik pluga, klinovi drljae isl.) i runih alata. Veoma su pouzdani u radu.

6. FUNDAMENTI

Fundament ekia predstavlja osnovu na koju se postavlja ekii nakovanj. Pri radu ekiafundament prima jaka udarna optereenja to izaziva njegovo pomeranje i vibracije. Odkonstrukcije fundamenta u mnogome zavisi pravilan rad ekia a takoe i nivo buke u

pogonu.Fundamenti mogu biti potporni koji su namenjeni za statika i slaba dinamika optereenja iudarni fundamenti koji su namenjeni za prijem jakih udarnih i dinamikih optereenja.Udarni fundamenti se dele na fundamenti krute konstrukcije i vibroizolovane.

Potporni fundament predstavlja armirani betonski blok za koji se uvruje eki. Koristise kod protivudarnih ekia (ekii sa pokretnim nakovnjem) gde nema jakih udara ivibracija. Na samom fundamentu su uliveni ankeri za vezivanje ekia . Ako grunt (zemlja)

nije kvalitetna fundament se osigurava elinim ipkama koje se pobijaju u zemlju.

Udarni fundamentiUdarni fundamenti se primenjuju za prijem udarnih optereenja kod svih ekia sanakovnjem. Izrauju se ili kao jednodelni , gde se zajedno sa ekiem postavlja i nakovanj ilikao viedelni. Udarni fundament je armirani betonski blok odreene mase i povrineoslanjanja. Gradi se kao jednodelni i viedelni. Ako u pogonu postoji vie ekia fundamentimogu biti objedinjeni i meusobno spojeni u linijsku konfiguraciju. Nakovanj ekia

postavlja se na drveni jastuk ili jastuk od gume kako bi se ublailo udarno optereenje.

Slika 5.29 - Udarni fundament - kruti


75/78

76

Povrina stope fundamentaprema Ziminu odreuje se prema izrazu:

1f fF a m

af=(0,33-1,33) m2/kN mase malja za ekie za kovanje u kalupu dvojnog dejstvaaf=(0,25-0,9) m2/kN mase malja za ekie za kovanje u kalupu prostog dejstva

af=(0,3-1,1) m2/kN mase malja za ekie za kovanje u kalupu dvojnog dejstva

af=(0,2-0,75) m2/kN mase malja za ekie za kovanje u kalupu prostog dejstva

Masa fundamenta odreuje se prema izrazu:

1f fk m

kf = 48 za ekie za kovanje u kalupu dvojnog dejstva

kf= 34 za ekie za kovanje u kalupu prostog dejstva

kf= 33 za ekie za slobodno kovanje dvojnog dejstva

kf= 25 za ekie za slobodno kovanje prostog dejstva

Vibroizolovani fundamenti

Primenjuju se kod ekia dvojnog dejstva i u stanju su da prigue udarna optereenja ivibracije. St

hidraulicne prese i cekici 2014.pdf

Documents